高中物理(新教材)選修三課件：1-4-分子動(dòng)能和分子勢(shì)能 人教版

1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。2.了解分子勢(shì)能，分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化。知道分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)。3.理解分子勢(shì)能與分子間距離的變化關(guān)系曲線。4.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度和體積有關(guān)。一、分子動(dòng)能1.分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量。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)能沒有意義。我們關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能。2.分子的平均動(dòng)能定義：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值．決定因素：物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．溫度升高的物體，分子的平均動(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)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是指所有分子熱運(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)。二、分子勢(shì)能地面上的物體，由于與地球相互作用重力勢(shì)能發(fā)生彈性形變的彈簧，

相互作用彈性勢(shì)能分子間相互作用分子勢(shì)能1．分子勢(shì)能：分子間存在著相互作用力，可以證明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(shì)能。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。③當(dāng)r=r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小。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。分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系2.分子勢(shì)能的特點(diǎn)由分子間的相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化。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)。3.分子勢(shì)能的影響因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)。(2)微觀上：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢(shì)能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的。特別提醒：分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，不管溫度多少，分子平均動(dòng)能都不會(huì)為零。分子勢(shì)能為零也不能等同分子沒有勢(shì)能。勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)量，在規(guī)定的零勢(shì)能位置，分子勢(shì)能為零，分子勢(shì)能也可以為負(fù)值，表示分子勢(shì)能小于零。三、內(nèi)能定義：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。特點(diǎn)：內(nèi)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(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能決定因素：①物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。②分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定。③分子勢(shì)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(shí)受物態(tài)變化的影響。三、內(nèi)能定義：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。特點(diǎn)：內(nèi)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(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能決定因素：①物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。②分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定。③分子勢(shì)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(shí)受物態(tài)變化的影響。內(nèi)能和溫度的關(guān)系溫度越高分子的無規(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)能也就增加內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式與熱運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)常見的能量形式分子動(dòng)能與分子勢(shì)能動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能影響因素溫度、質(zhì)量、體積質(zhì)量、速度、高度、形變量聯(lián)系內(nèi)能和機(jī)械能的物理本質(zhì)是一樣的。機(jī)械能是宏觀的物體運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能是組成物體的微粒(原子)的運(yùn)動(dòng)的總和。內(nèi)能和機(jī)械能的比較分子動(dòng)能分子勢(shì)能內(nèi)能定義分子無規(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)能的比較鞏固練習(xí)1.對(duì)不同的物體而言，下列說法中正確的是(

)A.高溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能大B.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能C.高溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速大D.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率A2.(多選)關(guān)于內(nèi)能下，下列說法正確的是（）A.相同質(zhì)量的兩種物體，升高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同

B.一定質(zhì)量的0℃水結(jié)0℃成冰，內(nèi)能一定減小

C.一定質(zhì)量氣體的體積增大，但既不吸熱也不放熱，能能一定減小D.相同質(zhì)量的兩個(gè)物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能一定大于靜止的物體的內(nèi)能BC

2.(多選)關(guān)于內(nèi)能下，下列說法正確的是（）A.相同質(zhì)量的兩種物體，升高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同

B.一定質(zhì)量的0℃水結(jié)0℃成冰，內(nèi)能一定減小

C.一定質(zhì)量氣體的體積增大，但既不吸熱也不放熱，能能一定減小D.相同質(zhì)量的兩個(gè)物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能一定大于靜止的物體的內(nèi)能BC

3.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0，相距很遠(yuǎn)的兩分子僅在分子力作用下，由靜止開始相互靠近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說法中正確的是(

)A．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零B．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零C．在r>r0階段，分子勢(shì)能一直減小D．在r<r0階段，分子勢(shì)能先減小后增加BC4.對(duì)于物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是(

)A.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子之間勢(shì)能的總和B.做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來越大C.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.物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)E.物體溫度改變時(shí)，物體分子的平均動(dòng)能不一定改變ACD備用工具&資料3.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0，相距很遠(yuǎn)的兩分子僅在分子力作用下，由靜止開始相互靠近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說法中正確的是(

)A．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零B．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零C．在r>r0階段，分子勢(shì)能一直減小D．在r<r0階段，分子勢(shì)能先減小后增加BC鞏固練習(xí)1.對(duì)不同的物體而言，下列說法中正確的是(

)A.高溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能大B.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能C.高溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速大D.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率A一、分子動(dòng)能1.分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量。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)能沒有意義。我們關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能。二、分子勢(shì)能地面上的物體，由于與地球相互作用重力勢(shì)能發(fā)生彈性形變的彈簧，

相互作用彈性勢(shì)能分子間相互作用分子勢(shì)能1．分子勢(shì)能：分子間存在著相互作用力，可以證明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(shì)能。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。③當(dāng)r=r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小。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。分子力、分子勢(shì)能與分子間距