【高中物理】分子動能和分子勢能課件 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4分子動能和分子勢能

體會課堂探究的樂趣，汲取新知識的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進走課堂一、分子動能觀察對比運動的籃球具有動能運動的分子具有動能嗎？運動的分子具有動能叫做分子動能。1.單個分子的動能分子動能是指單個分子熱運動的動能，但是物體內(nèi)各個分子的動能不盡相同，在研究熱現(xiàn)象時，我們研究的是大量分子的行為，所以對單個分子的動能的研究沒有意義，我們關(guān)心的是大量分子的平均動能。2.分子的平均動能分子熱運動的平均動能是所有分子動能的平均值，溫度是分子平均動能的標志，這就是溫度的微觀含義。在相同溫度下，各種物質(zhì)分子的平均動能都相同；溫度升高，分子平均動能增加；溫度降低，分子平均動能減少。3.物體內(nèi)分子的總動能分子運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和，它等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積，即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關(guān)。溫度的意義：溫度在宏觀上的意義是表示物體的冷熱程度。而它又是大量分子熱運動平均動能大小的標志，這是溫度的微觀含義。①同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)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，不是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。③溫度的本質(zhì)：溫度是分子熱運動的平均動能的標志。④溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)：平均動能大，在宏觀上表現(xiàn)為物體的溫度高，溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對于個別分子來說，溫度是沒有意義的。二、分子勢能觀察對比重力做功和分子力做功的特點重力做功和分子力做功都與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)。相互作用的分子之間憑借其位置而具有的能，叫分子勢能?！舅伎寂c討論】分子勢能的大小由分子之間的相對位置決定，這說明分子勢能EP與分子之間距離是有關(guān)系的，那么，它們之間存在怎樣的一種關(guān)系？類比于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系是怎樣的？（1）分子力做正功，分子勢能減小，分子勢能的減小量等于分子力做的功。（2）分子力做負功，分子勢能增加，分子勢能的增加量等于克服分子力做的功。探究：分子勢能的大小和分子間距離的關(guān)系設(shè)分子相距無窮遠，規(guī)定這時分子勢能為0。讓一個分子A不動，另一個分子B從無窮遠處逐漸靠近A。在這個過程中，分子間的作用力（做功），分子勢能的大小發(fā)生改變?！疽?guī)律總結(jié)】說明1.定義：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和三、內(nèi)能一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運動并且相互作用著的分子組成的，因此任何物體都是有內(nèi)能的。

任何物體都具有內(nèi)能，因為一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運動且相互作用著的分子組成的。內(nèi)能是對一個宏觀物體而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法。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、溫度和體積三個因素決定，同時也受物態(tài)變化的影響。(2)微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定?！舅伎寂c討論】足球滾動時，機械運動的動能，包含分子熱運動的動能嗎？

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)化例1.新型冠狀病毒2019-nCoV主要依靠呼吸道飛沫傳播，在空氣中含病毒飛沫微粒的運動取決于空氣分子的不平衡碰撞，所以含病毒飛沫微粒所做的無規(guī)則運動屬于___________運動；空氣分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，r=r0時，F(xiàn)=0。相距較遠的兩個分子距離減小到r0的過程中，分子勢能___________（填“先減小后增大”“先增大后減少”“一直增大”或“一直減少”）。答案：布朗運動

一直減少

例2.一塊100℃的鐵與一塊100℃的鋁相比，以下說法中正確的是()A．鐵的分子動能之和與鋁的分子動能之和相等B．鐵的每個分子動能與鋁的每個分子動能相等C．鐵分子的平均速率與鋁分子的平均速率相等D．以上說法均不正確D例3.關(guān)于分子勢能，下列說法正確的是()A．分子間表現(xiàn)為引力時，分子間距離越小，分子勢能越大B．分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越小C．物體在熱脹冷縮時，分子勢能發(fā)生變化D．物體在做自由落體運動時，分子勢能越來越小C1.關(guān)于分子勢能，下列說法正確的是()A．分子間表現(xiàn)為引力時，分子間距離越小，分子勢能越大B．分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越小C．物體在熱脹冷縮時，分子勢能發(fā)生變化D．物體在做自由落體運動時，分子勢能越來越小D2.（多選）如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子僅在分子力作用下從距甲分子大于r0（10-10m）小于10r0的某點沿x軸負方向由靜止開始運動，直至不再靠近。兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為-E0，若兩分子所具有的總能量為0，則在此過程中下列說法正確的是（）A．乙分子的加速度一定先減小再增大 B．甲乙之間分子勢能一定先減小再增大C．乙分子在P點時，加速度最小且動能為E0

D．乙分子的運動范圍為x≥x1BCD3.（多選）設(shè)有甲、乙兩分子，甲固定在O點，r0為其平衡位置間的距離，現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子力作用下由距甲0.5r0處開始沿x方向運動到無限遠，則（）A．乙分子的加速度先減小，后增大B．乙分子到達r0處時速度最大C．分子力對乙一直做正功，分子勢能減小D．分子動能和勢能之和