【高中物理】分子動(dòng)能和分子勢能 課件 2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

人教版高中物理選擇性必修31.4分子動(dòng)能和分子勢能思考問題

地面附近的物體所受的重力是G，由于重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點(diǎn)，所以存在重力勢能。重力勢能由地球和物體的相對位置決定。分子間的作用力做功是否也具有這一特點(diǎn)呢？G閱讀思考12345什么是分子動(dòng)能？分子勢能與分子間距有什么關(guān)系？溫度和分子熱運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系是什么？分子間作用力做功有何特點(diǎn)？什么是分子勢能？什么是物體的內(nèi)能？6物體的內(nèi)能與那些因素有關(guān)？一、分子動(dòng)能

由分子動(dòng)理論可知，物體是由大量分子組成的，組成物體的分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以每個(gè)分子都有動(dòng)能。1、分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能。

物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的速率大小不一，所以各個(gè)分子的動(dòng)能也有大有小，而且在不斷改變。在熱現(xiàn)象的研究中，研究單個(gè)分子意義不大，因?yàn)槠浜翢o規(guī)則可言，我們關(guān)心的是組成系統(tǒng)的大量分子整體表現(xiàn)出來的熱學(xué)性質(zhì)。一、分子動(dòng)能2、分子平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能的平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。

溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，則平均動(dòng)能增加。3、分子的平均動(dòng)能由溫度決定：①從宏觀角度看：溫度是描述物體冷熱程度的物理量。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。②從微觀方面看：溫度是描述物體大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量。

溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，平均動(dòng)能越大。特別提醒1、溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，對于單個(gè)分子來說溫度是沒有意義的，因此不能說溫度升高，某個(gè)分子動(dòng)能增大。2、溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的。在同一個(gè)溫度下，物體分子的速度絕大部分分布在某個(gè)值附近，但總是有小部分速度很大的和速度很小的。1、下列關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，正確的說法是（）A.某物體的溫度是0℃，說明物體中分子的平均動(dòng)能為零B.物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C.物體溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大D.物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，則物體的溫度越高趁熱打鐵C思考與討論

分子勢能的大小由分子間的相對位置決定，這說明分子勢能Ep與分子間距離r是有關(guān)系的。那么它們之間存在怎樣的一種關(guān)系呢？FF斥F引orF合r0分子間作用力與分子間距的關(guān)系二、分子勢能分子間的作用力所做的功與路徑無關(guān)，分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能。1、分子勢能：分子間存在著相互作用引力和斥力，因此分子間具有由它們的相對位置所決定的能。

假設(shè)兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)，規(guī)定其分子勢能為0，分子A不動(dòng)，分子B從無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A，分子間作用力做功，分子勢能發(fā)生變化。2、分子力做功與分子勢能的關(guān)系。選取兩分子間距離無窮遠(yuǎn)時(shí)，分子勢能為零二、分子勢能

當(dāng)兩分子間距離r＝r0時(shí)，分子勢能最小。以無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，間距為r0時(shí)勢能為負(fù)值。

①在r＞r0的條件下，分子力為引力，當(dāng)兩分子逐漸靠近至r0過程中，分子力做正功，分子勢能減小。

②在r＜r0的條件下，分子力為斥力，當(dāng)兩分子間距離增大至r0過程中，分子力也做正功，分子勢能也減小。3、決定分子勢能的因素：從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)。從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關(guān)。物體的體積越大，分子勢能不一定越大。如相同質(zhì)量0℃的水和0℃的冰，冰的體積大，但水分子的勢能大于冰分子的勢能二、分子勢能特別提醒：2、(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不能再靠近.在此過程中，下列說法正確的是（）A.分子力先增大，后一直減小B.分子力先做正功，后做負(fù)功C.分子動(dòng)能先增大，后減小D.分子勢能先增大，后減小E.分子勢能和分子動(dòng)能之和不變BCD趁熱打鐵三、物體的內(nèi)能1、物體的內(nèi)能2、內(nèi)能的決定因素（1）宏觀因素：物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積決定。（2）微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定.物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和。3、改變內(nèi)能方式：改變溫度和體積。思考與討論

物體下落的時(shí)候，物體中的分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還共同參與豎直向下的落體運(yùn)動(dòng)。再如，地面上滾動(dòng)的足球，球內(nèi)的氣體分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還共同參與水平面上的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)足球靜止再地面上時(shí)，其中的氣體分子是否具有能量呢？三、物體的內(nèi)能

組成物體的分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)內(nèi)能的一部分，物體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)機(jī)械能的一部分。兩者沒有內(nèi)在的必然聯(lián)系。

但一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，例如摩擦生熱。三、物體的內(nèi)能項(xiàng)目分子動(dòng)理論觀點(diǎn)表達(dá)方式存在形式關(guān)系溫度物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志只能說升高、降低、是多少；不能說傳遞轉(zhuǎn)移狀態(tài)量①溫度不變，內(nèi)能不一定不変②內(nèi)能增加，不一定升溫③內(nèi)能減小，不一定降溫。④內(nèi)能增加，不一定吸熱內(nèi)能所有分子，其分子動(dòng)能和分子勢能的和具有；含有狀態(tài)量熱量在熱傳遞過程中能量轉(zhuǎn)移的數(shù)量不能說具有，含有、所含多少能量。要說吸收，放出多少能量過程量溫度內(nèi)能和熱量的區(qū)別趁熱打鐵3、（單選）下列說法正確的是（）A、鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B、物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大C、A、B兩物體接觸時(shí)有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D、A、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同D課堂小結(jié)一、分子動(dòng)能1、分子動(dòng)能2、分子平均動(dòng)能3、溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)系二、分子勢能1、分子勢能2、分子勢能與分子間距離的關(guān)系3、決定分子勢能的因素三、內(nèi)能1、內(nèi)能2、決定內(nèi)能的因素3、內(nèi)能與機(jī)械能的關(guān)系4、改變內(nèi)能的方式1、(單選)下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（

）A、當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B、當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C、當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D、當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小C牛刀小試牛刀小試2、（單選）下列關(guān)于內(nèi)能的說法中正確的是（）A．1g100oC的液態(tài)水的內(nèi)能與1g100oC的水蒸氣的內(nèi)能相等B．0oC的物體內(nèi)能為零C．運(yùn)動(dòng)的物體一定比靜止的物體內(nèi)能大D．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同D牛刀小試3、（多選）將甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲、乙分子間作用力與距離關(guān)系如圖所示，若把乙分子從r3處由靜止釋放，則僅在分子力作用下（）A．乙分子從r3向O運(yùn)動(dòng)過程中，只受到分子引力作用B．乙分子從r3到r2做加速運(yùn)動(dòng)，從r2向O做減速運(yùn)動(dòng)C．乙分子從r3到r1過程中，乙分子的動(dòng)能一直增大D．乙分子從r1向O運(yùn)動(dòng)過程中，兩分子的勢能一直增大CD牛刀小試4