分子動(dòng)能和分子勢(shì)能+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)+

1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能第一章分子動(dòng)理論

先看個(gè)小實(shí)驗(yàn)Ek=mv2/2（動(dòng)能）運(yùn)動(dòng)著的籃球無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子__？__能

分子間也存在相互作用力，那么，分子間是否存在勢(shì)能呢？如果存在，有什么特點(diǎn)呢？這節(jié)課，我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)一下有關(guān)分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的知識(shí)。一、分子動(dòng)能1.分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量。

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(wú)規(guī)則可言，我們關(guān)心的是組成系統(tǒng)的大量分子動(dòng)能的平均值。2.分子平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值?！緵Q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。思考1：零度的水結(jié)成零度的冰，分子平均動(dòng)能變了嗎？平均速率變了嗎？思考2：同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能是否相同？不同物質(zhì)分子的平均速率是否相同？

物質(zhì)分子的平均動(dòng)能只由溫度決定由于不同物質(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．思考3：溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，那每一個(gè)分子的動(dòng)能都會(huì)增大嗎？溫度是大量分子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，所以不一定思考4：物體做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其分子的平均動(dòng)能會(huì)增大嗎？不會(huì)，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能只由溫度決定，并且分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無(wú)關(guān).一、分子動(dòng)能注意：1．分子的平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，與物體的種類及所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)。

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。一、分子動(dòng)能3.分子的總動(dòng)能：所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和。與分子的總個(gè)數(shù)

和

平均動(dòng)能有關(guān)與物質(zhì)的量和

溫度有關(guān)①微觀上看：②宏觀上看：一、分子動(dòng)能【決定因素】分子的總動(dòng)能=分子平均動(dòng)能×分子數(shù)1.有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則（

）A．甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度B．甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度C．甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度D．甲氣體的每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)都比乙氣體每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快例題C

地面上的物體,由于與地球有相互作用重力勢(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，因此分子間所具有的由它們的相對(duì)位置所決定的能。二、分子勢(shì)能②當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為

。分子間距離減小，斥力做

，分子勢(shì)能

。①當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為

。分子間距離減小，引力做

，分子勢(shì)能

。③當(dāng)r=r0時(shí)，分子勢(shì)能

。2.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系設(shè)兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)，規(guī)定它們的分子勢(shì)能為0。讓一個(gè)分子A不動(dòng)，另一個(gè)分子B從無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。在這個(gè)過(guò)程中，分子間的作用力做功，分子勢(shì)能的大小發(fā)生改變。二、分子勢(shì)能試由功能關(guān)系分析分子勢(shì)能的變化引力正功減小斥力負(fù)功增大最小rr0Fr>r0r減小，F(xiàn)正功,Ep減小無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能EP=0EP當(dāng)r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小且小于零3.分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖像r<r0r減小，F(xiàn)負(fù)功,Ep增大二、分子勢(shì)能①分子力：矢量（大小看絕對(duì)值，正負(fù)號(hào)代表分子力的表現(xiàn)形式）隨著分子間距r的增大：分子力先減小，再增大，再減小。②分子勢(shì)能：相對(duì)性:與零勢(shì)能的選取有關(guān)標(biāo)量（“正”的分子勢(shì)能>“負(fù)”的分子勢(shì)能）隨著分子間距r的增大：分子勢(shì)能先減小，后增大。3.分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖像二、分子勢(shì)能4.決定分子勢(shì)能的因素：從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)。從微觀上看：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)。注意：物體的體積增大，分子勢(shì)能不一定增大。

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.二、分子勢(shì)能例2.（多選）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A.乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng),由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B.乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)c時(shí)速度最大C.乙分子由a到b的過(guò)程中,兩分子間的分子勢(shì)能一直減小D.乙分子由b到d的過(guò)程中,兩分子間的分子勢(shì)能一直增大BC例3.(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢(shì)能的最小值為-E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是()A.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),其動(dòng)能為E0B.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),加速度最大C.乙分子在Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),處于平衡狀態(tài)D.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1AD1.內(nèi)能定義：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。說(shuō)明：一切物體都具有內(nèi)能2.內(nèi)能的決定因素：宏觀：物體的摩爾數(shù)溫度體積微觀：分子總數(shù)分子平均動(dòng)能分子勢(shì)能（分子間距）內(nèi)能是對(duì)大量分子而言的，對(duì)單個(gè)分子來(lái)說(shuō)無(wú)意義。三、內(nèi)能內(nèi)能=分子動(dòng)能+分子勢(shì)能3.物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系

內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式常見(jiàn)的能量形式影響因素大小聯(lián)系物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)永遠(yuǎn)不等于零微觀分子熱運(yùn)動(dòng)分子動(dòng)能、分子勢(shì)能一般的物體具有內(nèi)能還會(huì)具有機(jī)械能，兩者沒(méi)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。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)三、內(nèi)能課堂小結(jié)：分子動(dòng)能和分子勢(shì)能分子動(dòng)能分子勢(shì)能物體的內(nèi)能決定因素溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系決定分子勢(shì)能的因素分子動(dòng)能分子勢(shì)能體積分子總數(shù)溫度物質(zhì)的量1.（多選）如圖所示為分子間的引力和斥力隨分子間距離變化的圖像，當(dāng)時(shí)，引力和斥力大小相等，以下說(shuō)法正確的是()A.r＞r0時(shí)，隨著分子間距離的增大，引力和斥力的合力逐漸減小B.r＝r0時(shí)，引力和斥力的合力最小C.r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小D.r＞r0時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子勢(shì)能一直減小BC課堂練習(xí)：2.如果取兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零，平衡距離為r0，則下面說(shuō)法中正確的有(

)A.當(dāng)兩分子間距在r0和10r0之間時(shí)，分子勢(shì)能一定為負(fù)值B.當(dāng)兩分子間距為r0時(shí)，分子間沒(méi)有相互作用力C.當(dāng)兩分子間距為r0時(shí)，分子勢(shì)能為零D.當(dāng)兩分子間距小于r0時(shí)，分子勢(shì)能一定為正值A(chǔ)課堂練習(xí)：3.下列說(shuō)法中正確的是(

)A．溫度低的物體內(nèi)能小B．溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小C．物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來(lái)越大，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能也越來(lái)越大D．物體體積改變，內(nèi)能可能不變D4．分