【高中物理】分子動能與分子勢能課件 2023-2024學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

第一章分子動理論第4節(jié)分子動能與分子勢能

知識回顧1、分子動理論的基本內容？2、分子間作用力與分子間距離的變化規(guī)律？⑴物體是由大量分子組成的；⑵分子在做永不停息的無規(guī)則運動；⑶分子之間存在著相互作用力。

一、分子動能分子動能是指單個分子熱運動的動能，由于分子運動的無規(guī)則性，在某時刻物體內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。我們關心的是大量分子的平均動能。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.分子的平均動能：物體內所有分子的動能的平均值．【決定因素

】溫度

——物體的溫度是分子熱運動的平均動能的標志．【說明】物體溫度升高時，分子平均動能增大，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．3.物體內分子的總動能：物體內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。物體內分子的總動能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關。4.

注意：(1)同一溫度下，不同物質分子的平均動能都相同。但由于不同物質的分子質量不一定相同。所以分子熱運動的平均速率也不一定相同。(2)溫度反映的是大量分子平均動能的大小,不能反映個別分子的動能大小，同一溫度下,各個分子的動能不盡相同。溫度升高時,各個分子的動能不一定都增加。(3)物體做高速運動時，物質分子的平均動能不一定高，分子的平均動能與宏觀物體運動的動能無關。【思考】物體的溫度是00C時，該物體的分子平均動能為零嗎？分子做永不停息的運動，不管溫度多低，分子動能永遠不可能為零。

二、分子勢能例如：地面上的物體，由于與地球相互作用

重力勢能

如果宏觀物體之間存在引力或斥力，它們組成的系統(tǒng)就具有勢能，勢能是由物體間的相互位置決定的。1.分子勢能：分子之間存在著相互作用的引力和斥力，所以分子間具有由它們相對位置所決定的能即分子勢能?！咎骄俊考僭O兩個分子相距無窮遠，規(guī)定此時分子勢能為0，若分子A不動，分子B從無窮遠處逐漸靠近A。請類比重力做功與重力勢能變化的關系分析分子勢能的變化。①當r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，若r增大，需克服引力做功，分子勢能增加。②當r<

r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，若r減小，需克服斥力做功，分子勢能增加。③當r=

r0時，分子力為零，分子勢能最小。2.分子力、分子勢能與分子間距離的關系：不為零，一般選取兩分子間距離很大(r＞10r0)時分子勢能為零當

r＝r0時，分子力為零，

分子勢能最小且小于零。3.分子勢能的特點：①分子勢能由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化。②分子勢能是標量，正、負表示的是大小，具體的值與零勢能點的選取有關。4.分子勢能的影響因素：①從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關．②從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關．【特別提醒】物體的體積越大，分子勢能不一定越大。例如：相同質量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。

三、內能1.定義：物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和。2.特點：內能具有普遍性。組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運動，所以任何物體都具有內能。3.

內能的決定因素：(1)從宏觀上看：物體內能的大小由物體的物質的量、溫度和體積三個因素決定。(2)從微觀上看：物體的內能由組成物體的分子總數(shù)、分子平均動能和分子勢能（分子間的距離）三個因素決定。

另外，物態(tài)變化對內能也會有影響：一些物質在物態(tài)發(fā)生變化時，如冰的熔化、水沸騰變?yōu)樗魵鈺r溫度不變。但此過程中分子的平均動能不變，但由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內能變化。內能和溫度的關系溫度越高分子的無規(guī)則運動越激烈分子的動能越大組成物體的所有分子的動能總和增加物體的內能也就增加分子動能分子勢能內能定義分子無規(guī)則運動的動能分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和影響因素微觀分子熱運動的劇烈程度分子距離分子熱運動劇烈程度分子距離分子個數(shù)宏觀溫度體積溫度體積質量分子動能、勢能及內能的比較內能機械能物質的量、物體的溫度和體積及物態(tài)永遠不等于零常見的能量形式影響因素大小對應的運動形式聯(lián)系微觀分子熱運動分子動能、分子勢能在一定條件下可以相互轉化一定條件下可以等于零物體的機械運動的速度、相對于零勢能面的高度或彈性形變量物體動能、重力勢能或彈性勢能宏觀物體機械運動內能與機械能的聯(lián)系與區(qū)別：項目分子動理論觀點表達方式存在形式關系溫度物體分子熱運動平均動能的標志只能說升高、降低、是多少；不能說傳遞轉移狀態(tài)量①溫度不變，內能不一定不変②內能增加，不一定升溫③內能減小，不一定降溫。④內能增加，不一定吸熱內能所有分子，其分子動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、內能和熱量的區(qū)別【典例1】關于分子動能,正確的說法是(C)A.某種物體的溫度是0℃說明物體中分子的平均動能為零B.物體溫度升高時,所有分子的動能都增大C.同種物體，溫度高時分子的平均動能一定比溫度低時的大D.物體的運動速度越大,則物體的分子動能也越大典例2：(多選)下列關于分子動能的說法正確的是（

BD

）A．物體的溫度升高，每個分子的動能都增加B．物體的溫度升高，分子的總動能增加C．如果分子的質量為m，平均速率為v，則平均動能為D．分子的平均動能等于物體內所有分子的動能之和與所有分子的總數(shù)之比【典例3】：設r＝r0時分子間的作用力為零，則一個分子在從遠處以某一動能向另一個固定的分子靠近的過程中，下列說法正確的是(不考慮其他分子的影響)(

ABC

)A．r＞r0時，分子力做正功，動能不斷增大，勢能減小B．r＝r0時，動能最大，勢能最小C．r＜r0時，分子力做負功，動能減小，勢能增大D．以上說法都不對典例4：分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r=r2處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，則從r2→r1，下列說法正確的是（

D）A．分子間引力、斥力都在減小B．分子力的大小一直增大C．分子勢能一直在增大D．分子動能先增大后減小【典例5】關于內能下