【高中物理】分子動(dòng)能與分子勢(shì)能課件 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

第一章分子動(dòng)理論第4節(jié)分子動(dòng)能與分子勢(shì)能

知識(shí)回顧1、分子動(dòng)理論的基本內(nèi)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；⑶分子之間存在著相互作用力。

一、分子動(dòng)能分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義。我們關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能。1.分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量。2.分子的平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值．【決定因素

】溫度

——物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．【說(shuō)明】物體溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大，但不是每個(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．3.物體內(nèi)分子的總動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積。物體內(nèi)分子的總動(dòng)能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān)。4.

注意：(1)同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)能的大小,不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一溫度下,各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同。溫度升高時(shí),各個(gè)分子的動(dòng)能不一定都增加。(3)物體做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能不一定高，分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無(wú)關(guān)?！舅伎肌课矬w的溫度是00C時(shí)，該物體的分子平均動(dòng)能為零嗎？分子做永不停息的運(yùn)動(dòng)，不管溫度多低，分子動(dòng)能永遠(yuǎn)不可能為零。

二、分子勢(shì)能例如：地面上的物體，由于與地球相互作用

重力勢(shì)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(shì)能，勢(shì)能是由物體間的相互位置決定的。1.分子勢(shì)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(duì)位置所決定的能即分子勢(shì)能。【探究】假設(shè)兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)，規(guī)定此時(shí)分子勢(shì)能為0，若分子A不動(dòng)，分子B從無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。請(qǐng)類比重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析分子勢(shì)能的變化。①當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，若r增大，需克服引力做功，分子勢(shì)能增加。②當(dāng)r<

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

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

r＝r0時(shí)，分子力為零，

分子勢(shì)能最小且小于零。3.分子勢(shì)能的特點(diǎn)：①分子勢(shì)能由分子間的相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化。②分子勢(shì)能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)。4.分子勢(shì)能的影響因素：①?gòu)奈⒂^上看：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)．②從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)．【特別提醒】物體的體積越大，分子勢(shì)能不一定越大。例如：相同質(zhì)量0℃的水和0℃的冰，冰的體積大，但水分子的勢(shì)能大于冰分子的勢(shì)能。

三、內(nèi)能1.定義：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。2.特點(diǎn)：內(nèi)能具有普遍性。組成任何物體的分子都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能。3.

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

另外，物態(tài)變化對(duì)內(nèi)能也會(huì)有影響：一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水沸騰變?yōu)樗魵鈺r(shí)溫度不變。但此過(guò)程中分子的平均動(dòng)能不變，但由于分子間的距離變化，分子勢(shì)能變化，所以物體的內(nèi)能變化。內(nèi)能和溫度的關(guān)系溫度越高分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈分子的動(dòng)能越大組成物體的所有分子的動(dòng)能總和增加物體的內(nèi)能也就增加分子動(dòng)能分子勢(shì)能內(nèi)能定義分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能分子間有作用力，由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和影響因素微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度分子距離分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度分子距離分子個(gè)數(shù)宏觀溫度體積溫度體積質(zhì)量分子動(dòng)能、勢(shì)能及內(nèi)能的比較內(nèi)能機(jī)械能物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)永遠(yuǎn)不等于零常見(jiàn)的能量形式影響因素大小對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式聯(lián)系微觀分子熱運(yùn)動(dòng)分子動(dòng)能、分子勢(shì)能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化一定條件下可以等于零物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對(duì)于零勢(shì)能面的高度或彈性形變量物體動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)內(nèi)能與機(jī)械能的聯(lián)系與區(qū)別：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(shuō)升高、降低、是多少；不能說(shuō)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(shì)能的和具有；含有狀態(tài)量熱量在熱傳遞過(guò)程中能量轉(zhuǎn)移的數(shù)量不能說(shuō)具有，含有、所含多少能量。要說(shuō)吸收，放出多少能量過(guò)程量溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別【典例1】關(guān)于分子動(dòng)能,正確的說(shuō)法是(C)A.某種物體的溫度是0℃說(shuō)明物體中分子的平均動(dòng)能為零B.物體溫度升高時(shí),所有分子的動(dòng)能都增大C.同種物體，溫度高時(shí)分子的平均動(dòng)能一定比溫度低時(shí)的大D.物體的運(yùn)動(dòng)速度越大,則物體的分子動(dòng)能也越大典例2：(多選)下列關(guān)于分子動(dòng)能的說(shuō)法正確的是（

BD

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

ABC

)A．r＞r0時(shí)，分子力做正功，動(dòng)能不斷增大，勢(shì)能減小B．r＝r0時(shí)，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小C．r＜r0時(shí)，分子力做負(fù)功，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大D．以上說(shuō)法都不對(duì)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(gè)分子間的作用，則從r2→r1，下列說(shuō)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(shì)能一直在增大D．分子動(dòng)能先增大后減小【典例5】關(guān)于內(nèi)能下