分子动能和分子势能高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第三册）

04.分子动能和分子势能图片区问题：动能是怎样定义的？问题：分子动理论的基本内容是什么？问题：分子在永不停息的做无规则运动，做热运动的分子也有动能，叫分子动能，物体中每个分子的动能一样吗？答：由分子速率分布的图像可知每个分子动能并不一样，而且分子相互之间在频繁碰撞，每个分子动能在不断改变。在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。人们利用分子动理论通过对大量分子求统计平均，建立了宏观量与相应的微观量统计平均值的关系。一.分子动能1.分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能2.平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能问题：分子分子热运动的平均动能与什么有关？由分子运动速率分布图像我们知道：温度升高时，分子的热运动加剧。温度越高分子热运动的平均动能越大；温度越低，分子热运动的平均动能越小。故：温度越高，分子的热运动越剧烈，分子热运动的平均动能增加。一.分子动能3.温度的微观含义。宏观含义：温度是物体冷热程度的标志微观含义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志注意：①温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小②温度升高并不是每个分子的动能都增加③温度相同，不同物质分子的平均动能都相同（与状态无关，比如水，冰，水蒸气），但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同（比如同温度下的氢气和氧气速率不同）（分子动能还与分子的自由度有关，高中不研究）问题：势能是怎样定义的？答：势能也叫位能，是由相互作用的物体凭借其相对位置所决定的能量，是系统共同具有的能量。问题：我们学过哪些势能，为什么会产生势能？答：重力势能，是由于物体和地球间的引力产生的；弹性势能，是由于物体与弹簧间的弹力产生的；电势能，物体与静电场间的电场力产生的。问题：以上的力做功与势能存在什么关系？答：力做的功等于势能的减小量，以重力为例，重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加即：由类比的方法我们可以知道：分子间也有相互作用，那分子也具有势能，与分子力做功有关。二.分子势能1.分子势能：分子间存在着相互作用力，分子间凭借相对位置所决定的能量叫分子势能。设两个分子相距无穷远，我们可以规定它们的分子势能为0。让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。在这个过程中，分子间的作用力做功，分子势能的大小发生改变。分子B向分子A靠近：分子间距离r大于r0时，分子间的作用力表现为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子间的作用力做正功，分子势能减小。当分子间距离r减小到r0时，分子间的作用力为0，分子势能减到最小。越过平衡位置r0后，分子B继续向分子A靠近，分子间的作用力表现为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子间的作用力做负功，分子势能增大。二.分子势能二.分子势能2.决定因素：分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大。微观上：分子势能与分子间距有关宏观上：分子势能与分子体积有关例1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(

)A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大BC例2.(1)0˚C下1mol的冰和水哪个分子势能大，为什么？答：温度相同，平均动能相同，分子的总动能也相同，由于冰变成水要吸热，内能增加，所以分子势能增大了。(2)

20˚C的1g氢气和1g氧气哪种分子的总动能大，为什么？分子平均速率一样吗？哪个大？答：温度相同，平均动能相同，但氢气摩尔质量小，物质的量大，分子数目多，所以氢气分子的总动能大。另外氢气分子质量小，平均动能相同的情况下平均速率也大。三.内能1.定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。(微观定义)注意：任何物体都具有内能。2.内能决定因素：①宏观上：与物质的量、温度、体积有关②微观上：与分子总数、平均动能（分子平均速率）、分子势能（分子间距）有关问题：物体被举高后，重力势能增大了，内能增大吗？物体加速后动能增大了，内能增大吗？微观上分子在永不停息地做无规则的热运动，具有热运动的动能，它是内能的一部分；宏观上物体的运动，具有动能，这是机械能的一部分。两者没有必然联系，机械能可以为零，但内能一定不为零，在一定条件下可以互相转化，比如摩擦生热，机械能减小内能增加。三.内能3.内能与机械能的区别与联系注意：内能与机械能没有必然联系，机械能是宏观形式的能量，内能是微观形式的能量，两者一定条件下可以互相转化。内能机械能对应的运动形式常见的能量形式影响因素大小联系物质的量、物体的温度和体积永远不等于零微观分子热运动分子动能、分子势能在一定条件下可以相互转化一定条件下可以等于零物体质量、速度、相对于零势能面的高度或弹性形变量物体动能、重力势能或弹性势能宏观物体机械运动例3.关于分子动能，正确的说法是(

)A．某种物体的温度是0℃说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大C．物体温度升高时分子的平均动能增大D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高例4.对于20℃的水和20℃的水银，下列说法正确的是(

)A．两者的分子平均动能相同B．水银的分子平均动能比水的大C．两者的分子平均速率相同D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小CAD例5.下列关于物体内能的说法中正确的是(

)A．0℃的水比0℃的冰的内能大B．物体运动的速度越大，则内能越大C．水分子的内能比冰分子的内能大D．100g0℃的冰比100g0℃的水的内能小例6.一定质量的1000C水变为1000C的水蒸汽过程中说法正确的是（）

A.平均动能增大，势能增大，内能增大B.平均动能不变，势能增大，内能增大

C.体积变大，分子力做负功，分子势能增大D.体积变小，分子力做负功，分子势能增大

DBC例7.(多选)关于分子动能与分子势能，下列说法正确的是(

)A.当分子间作用力减小时，分子势能一定减小B.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大C.分子a、b只受彼此间相互作用力，分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大D.气体温度升高，分子的平均动能一定增大BCD例8.如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法错误的是(

)A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时，分子势能Ep最小D.r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功A例9.

下列说法正确的是(

)A.铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率