人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案3：1 4 分子動能與分子勢能

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGE試卷第=1頁，總=sectionpages33頁PAGE11.4分子動能和分子勢能〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.知道溫度是分子平均動能的標(biāo)志.2.明確分子勢能與分子間距離的關(guān)系.3.理解內(nèi)能的概念及其決定因素．〖知識梳理〗一、分子動能1、分子動能：由于分子永不停息地做無規(guī)則運動而具有的能量．2、單個分子的動能(1)定義：組成物體的每個分子都在不停地做無規(guī)則運動，因此分子具有動能．(2)由于分子運動的無規(guī)則性，在某時刻物體內(nèi)部各個分子的動能大小不一，就是同一個分子，在不同時刻的動能也可能是不同的，所以單個分子的動能沒有意義．3、分子的平均動能(1)定義：物體內(nèi)所有分子的動能的平均值．(2)決定因素：物體的溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志．溫度升高的物體，分子的平均動能增大，但不是每個分子的動能都增大，個別分子的動能可能減小或不變，但總體上所有分子的動能之和一定是增加的．4．物體內(nèi)分子的總動能物體內(nèi)分子運動的總動能是指所有分子熱運動的動能總和，它等于分子熱運動的平均動能與分子數(shù)的乘積．物體內(nèi)分子的總動能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān)．二、分子勢能1．分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)分子間距離rr＝r0r>r0r<r0分子力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功W分子間距增大時，分子力做負功分子間距減小時，分子力做負功分子勢能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2.分子勢能的特點由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化．分子勢能是標(biāo)量，正、負表示的是大小，具體的值與零勢能點的選取有關(guān)．3．分子勢能的影響因素(1)宏觀上：分子勢能跟物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的．三、物體的內(nèi)能1．物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和．任何物體都具有內(nèi)能．2．相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定．(2)分子熱運動的平均動能與溫度有關(guān)．(3)分子勢能與物體的體積有關(guān)．故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響．3．溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動能的標(biāo)志．(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和．(3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少．4．內(nèi)能和機械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機械能對應(yīng)的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體機械運動常見的能量形式分子動能、分子勢能物體動能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機械運動的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化5.物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時，如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗魵猓瑴囟炔蛔?，此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化．隨堂演練一、單選題1．根據(jù)分子動理論知，物質(zhì)分子之間的距離為r0時，分子所受的斥力和引力相等，以下關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（）A．當(dāng)分子間距離為r0時，分子具有最大勢能B．當(dāng)分子間距離為r0時，分子具有最小勢能C．當(dāng)分子間距離為r0時，引力和斥力都是最大值D．當(dāng)分子間距離為r0時，引力和斥力都是最小值2．兩分子間距離時分子間作用力為零，下列說法錯誤的是（）A．取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為正值B．取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為正值C．取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為負值D．取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為負值3．關(guān)于分子和分子力、分子勢能，下列說法正確的是（）A．分子間距離增大，分子勢能一定增大B．分子間距離等于平衡位置距離時，分子勢能不一定最小C．分子之間一定同時存在引力和斥力D．氣體分子之間的距離很大，其分子之間的作用力不可忽略4．關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是（）A．當(dāng)一個物體加速運動時，其內(nèi)能一定增加B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而先減小后增大C．懸浮在液體中的顆粒越小，小顆粒受到各個方向液體分子的沖擊力就越不平衡，布朗運動就越明顯D．物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例與溫度無關(guān)5．下列說法正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)B．分子間距離越大，分子勢能越大；分子間距離越小，分子勢能也越小C．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小D．若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則該氣體的分子體積為6．兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是（）A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能減小C．在r<r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能減小，勢能減小D．在r=r0時，分子勢能為零二、填空題7．分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r=r1時，F(xiàn)=0。分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能_____（填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。三、解答題8．在長期的科學(xué)實踐中，人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法，其中一種能量是勢能．勢能是由于各物體間存在相互作用而具有的、由各物體間相對位置決定的能．如重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能等．如圖所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個分子，以a為原點，沿兩分子連線建立x軸．如果選取兩個分子相距無窮遠時的勢能為零，則作出的兩個分子之間的勢能Ep與它們之間距離x的Ep-x關(guān)系圖線如圖所示．（1）假設(shè)分子a固定不動，分子b只在ab間分子力的作用下運動（在x軸上）．當(dāng)兩分子間距離為r0時，b分子的動能為Ek0（Ek0<Ep0）．求a、b分子間的最大勢能Epm；（2）利用圖，結(jié)合畫圖說明分子b在x軸上的運動范圍．人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGE8▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁1．B〖詳析〗AB．當(dāng)r＞r0時，分子間的作用力為引力，隨著分子間距離的減小，分子引力做正功，分子勢能減小，r＜r0時，分子間的作用力為斥力，隨分子間距離的減小，分子斥力做負功，分子勢能增加，故當(dāng)分子間距r＝r0時，分子勢能具有最小值，A錯誤，B正確；CD．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，r＝r0時分子引力和斥力大小相等，既不是最大值，也不是最小值，CD錯誤；故選B。2．D〖詳析〗A．當(dāng)時，分子勢能最小，若取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為正值，故A正確，不符合題意；B．當(dāng)時，分子勢能最小，若取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為正值，故B正確，不符合題意；C．當(dāng)時，分子力趨于零，則分子勢能趨于零，取時為分子勢能的零勢能點，則當(dāng)時分子勢能為負值，故C正確，不符合題意；D．當(dāng)時，分子力趨于零，則分子勢能趨于零，則當(dāng)時分子勢能有正有負，故D錯誤，符合題意。故選D。3．C〖詳析〗A．若分子間距離從小于平衡位置處開始增大至平衡位置時，分子力表現(xiàn)為斥力，做正功，分子勢能減小，故A錯誤；B．分子間距離等于平衡位置距離時，分子力為零，分子勢能一定最小，故B錯誤；C．分子之間一定同時存在引力和斥力，故C正確；D．若氣體分子之間的距離很大，其分子之間的作用力可以忽略，故D錯誤。故選C。4．C〖詳析〗A．物體宏觀的動能和微觀的內(nèi)能沒有沒有必然的聯(lián)系，因此宏觀的動能增加，內(nèi)能的變化不能確定。所以A錯誤；B．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間距離減小時，分子力做負功；故分子勢能隨分子間距離的減小而增大，所以B錯誤；C．懸浮在液體中的顆粒越小，各個方向的液體分子對顆粒沖力的平均效果互相不平衡，布朗運動就越明顯，所以C正確；D．根據(jù)麥克斯韋統(tǒng)計規(guī)律可知，物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)，故D錯誤。故選C。5．C〖詳析〗A．?dāng)U散現(xiàn)象是分子運動造成的一種物理現(xiàn)象，故A錯誤；B．分子間作用力為引力時，分子間距離越大，分子勢能越大；分子間作用力為斥力時，分子間距離越大，分子勢能越小；故B錯誤；C．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，故C正確；D．若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則每個氣體分子平均所占據(jù)的空間體積為，分子的體積則小于，故D錯誤。故選C。6．A〖詳析〗A．r0為分子間的平衡距離，在r>r0階段，分子力表現(xiàn)為引力，相互靠近時F做正功，分子動能增加，勢能減小，故A正確；BC．當(dāng)r<r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能增大，故BC錯誤；D．在r=r0時，分子勢能最小，小于零，故D錯誤。故選A。7．減小減小小于〖詳析〗〖1〗從距點很遠處向點運動，兩分子間距減小到的過程中，分子間體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減?。弧?〗在的過程中，分子間