1、第一章 分子動理論1.4 分子動能和分子勢能1知道分子的動能，知道物體的溫度是分子平均動能大小的標準。2知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。3知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機械能。學習目標 地面附近的物體所受的重力是G，由于重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點，所以存在重力勢能。重力勢能由地球和物體的相對位置決定。分子間的作用力做功是否也具有這一特點呢？G 新課導入01分子動能02分子勢能03物體的內(nèi)能 目錄典型例題新課講解01分子動能分子動理論1、分子動能 分子不停地做無規(guī)則運動，那么，像一切運動著的物體一樣，做熱運動的

2、分子也具有動能，這就是分子動能。 物體內(nèi)大量分子永不停息地做無規(guī)則熱運動，對于每個分子來說都有無規(guī)則運動的動能。由于物體內(nèi)各個分子的速率大小不同，因此，各個分子的動能大小也不同。又因為熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的結(jié)果，所以研究個別分子運動的動能是非常困難、也是沒有必要的。于是要研究大量分子熱運動的動能，只有將所有分子熱運動動能的平均值求出來才有意義，這個平均值就叫做分子熱運動的平均動能。2、分子平均動能 在熱現(xiàn)象的研究中，我們關(guān)心的是組成系統(tǒng)的大量分子整體表現(xiàn)出來的熱學性質(zhì)，因而，這里重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值。這個平均值叫作分子熱運動的平均動能。物體中分子

3、熱運動的速率大小不一，所以各個分子的動能也有大有小，而且在不斷改變。如圖，分別向10 和50 的水中滴入一滴紅墨水，請問: (1)哪杯水中紅墨水擴散得快? (2)哪杯水中分子的平均動能大? (3)影響分子平均動能的因素是什么?想一想3、溫度 溫度是描述物體大量分子無規(guī)則運動劇烈程度的物理量。溫度升高時，分子的熱運動加劇，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大。溫度越低，分子熱運動的平均動能越小。宏觀含義：溫度是描述物體冷熱程度的物理量微觀含義：溫度是分子熱運動的平均動能的標志溫度是分子熱運動平均動能的唯一標志。4、注意：溫度升高，分子的平均動能一定增大，但并不代表所有分子的動能都增大。分子的平均動

4、能只與溫度有關(guān)，與物體的種類及所處的狀態(tài)無關(guān) 由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運動的平均動能相同，但平均速率一般不同。5、分子的總動能：所有分子熱運動的動能總和等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積。與分子的 總個數(shù) 和 平均動能 有關(guān)與 物質(zhì)的量 和 溫度 有關(guān)微觀上看：宏觀上看：【判斷題】1）某物體的溫度是00C，說明物體中分子的平均動能為零。錯。分子永不停息的運動，不管溫度多低，分子動能永遠不可能為零。2）物體的動能越大，物體內(nèi)分子的平均動能越大。錯。物體的動能是宏觀的機械運動的一種能量,Ek=mv2/2，即由物體的速度與質(zhì)量決定。分子的平均動能是微觀的，僅由物

5、體的溫度決定。3）溫度越高的物體，物體內(nèi)每個分子的動能都大。錯。溫度高的物體內(nèi)部也存在著動能很小的分子。只能說溫度越高，分子平均動能越大。4）物質(zhì)種類不同的物體，如果溫度相同，它們的平均動能相同，因而它們分子的平均速率也相同。錯。它們的平均動能相同，但由于它們的分子質(zhì)量不同，所以分子的平均速率不同。 地面附近的物體與地球之間有引力的作用，物體被舉高后，地球和這個物體組成的系統(tǒng)就具有了勢能。 用彈簧連接的兩個物體，把彈簧拉伸或壓縮后，兩物體之間存在力（引力或斥力）的作用，這個系統(tǒng)也具有了勢能。 總之，如果宏觀物體之間存在引力或斥力，它們組成的系統(tǒng)就具有勢能，勢能是由物體間的相互位置決定的。 我們

6、知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，所以分子間有勢能？02分子勢能分子動理論 設(shè)空間存在兩個不受外界影響的分子，兩個分子相距無窮遠，讓一個分子A不動，另一個分子B從無窮遠處逐漸靠近A。當rr0時，分子力為引力，力的方向與分子的位移方向相同，分子力做正功。構(gòu)建模型定性分析分子力做功情況當rr0時，分子力做負功，所圍面積在r軸下方，r不斷減小，分子力做負功越來越多，所圍面積越來越大。當rr0時，r不斷減小，分子力做負功越來越多，分子勢能越來越小。當rr0時，r不斷減小，分子力做正功越來越多，分子勢能越來越大。 當rr0時，分子勢能最小。 物體的體積變化時，分子間距離將發(fā)生變化，因而分子勢能隨之

7、改變?？梢?，分子勢能與物體的體積有關(guān)。【決定分子勢能的因素】：從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關(guān)。從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)。rF斥F引F合Fr0一般選取兩分子間距離無窮遠時，分子勢能為零。當兩分子間距離rr0時，分子勢能最小且小于零。 在rr0的條件下，分子力為引力，當兩分子逐漸靠近至r0過程中（r），分子力做正功，分子勢能減小。在rr0的條件下，分子力為斥力，當兩分子間距離增大至r0過程中（r），分子力也做正功，分子勢能也減小。在r10r0時，分子力可以忽略，若取此時的分子勢能為0。則分子勢能與分子間距離的關(guān)系：10r0無限遠時分子勢能EP=0rr0F10r0vr增大，Ep增

8、大F引F斥vr減小，Ep增大無限遠時分子勢能EP=0EP當r=r0時,分子勢能最小且小于零.向上平移即可，勢能改變是絕對的。注意：1、若取 r0處為零勢能點，則分子勢能都大于0.2、分子勢能為0和分子勢能最小的含義不同。如前者與選擇的零勢能點有關(guān)，后者的位置確定在r=r0處。03物體的內(nèi)能 分子動理論物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。內(nèi)能（internal energy）：內(nèi)能普遍性：任何物體都具有內(nèi)能一切物體都是由分子組成所有分子都在永不停息地做無規(guī)則熱運動分子存在相互作用力決定物體內(nèi)能的因素（內(nèi)能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、

9、溫度和體積三個因素決定。從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)，分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定。宏觀：物體的摩爾數(shù)溫度體積微觀：分子總數(shù)分子平均動能分子勢能（分子間距） 物體下落的時候，物體中的分子在做無規(guī)則熱運動的同時還共同參與豎直向下的落體運動。再如，地面上滾動的足球，球內(nèi)的氣體分子在做無規(guī)則熱運動的同時，還共同參與水平地面上的運動。當足球靜止在地面上時，其中的氣體分子是否還具有能量呢?思考與討論內(nèi)能機械能對應(yīng)的運動形式常見的能量形式影響因素聯(lián)系熱運動機械運動分子動能、分子勢能動能、重力勢能、彈性勢能溫度、質(zhì)量、體積內(nèi)能和機械能的物理本質(zhì)是一樣的。機械能是宏觀的物體

10、運動，內(nèi)能是組成物體的分子熱運動的總和。質(zhì)量、速度、高度、形變量分子動能分子勢能內(nèi)能定義影響因素微觀宏觀分子無規(guī)則運動的動能分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和分子距離體積溫度 體積 質(zhì)量分子熱運動劇烈程度分子距離分子個數(shù)分子熱運動的劇烈程度溫度判斷內(nèi)能的變化同一個物體溫度升高時內(nèi)能增大，溫度降低時內(nèi)能減小。內(nèi)能增大時溫度升高內(nèi)能減小時溫度降低內(nèi)能溫度不變內(nèi)能溫度內(nèi)能溫度高的物體內(nèi)能大（同一物體）04典例分析分子動理論【例1】(多選)相同質(zhì)量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說法正確的是() A.每個氧分子的動能都比氫分子的動能大 B.每個氫分子的速率都

11、比氧分子的速率大 C.兩種氣體的分子平均動能一定相等 D.兩種氣體的分子平均速率一定相等解析：溫度是分子平均動能的標志，氧氣和氫氣的溫度相同，其分子的平均動能應(yīng)相同；但分子的運動速率有的大、有的小，各個分子的動能并不相同，只是所有分子的動能的平均值相同；兩種分子的分子質(zhì)量不同，則平均速率不同，因氫氣分子質(zhì)量小于氧氣分子質(zhì)量，平均動能相等，分子質(zhì)量大的平均速率小。A、B、D錯誤，C正確。C典例分析【例2】(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F0為斥力，F(xiàn)0為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從

12、a處由靜止釋放，則() A.乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動 B.乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大 C.乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小 D.乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大解析：乙分子由a運動到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運動，到c時速度達到最大，而后受甲的斥力作用做減速運動，A錯誤，B正確；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過程，先是引力做正功，分子勢能減少，后克服斥力做功，分子勢能增加，D錯誤。BC【例3】（多選）1g100oC的水與1g100oC的水蒸氣相比較，下列說法

13、正確的是（ ）A.分子的平均動能與分子的總動能都相同B.分子的平均動能相同，分子的總動能不同C.內(nèi)能相同D.1g100oC的水的內(nèi)能小于1g100oC的水蒸氣的內(nèi)能（課后思考）A D【例4】以下說法正確的是( )ACA.機械能為零、內(nèi)能不為零是可能的B.溫度相同，質(zhì)量相同的物體具有相同的內(nèi)能 C.物體的速度增大時，物體的內(nèi)能可能減小 D.分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內(nèi)能E.物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大（體積）（溫度降低）（大量分子）（永不停息的熱運動）1、(多選)下列說法中正確的是() A.只要溫度相同，任何物體分子的平均動能都相同 B.分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有

14、的能 C.物體中10個分子的動能很大，這10個分子的溫度很高 D.溫度低的物體中的每一個分子的運動速率一定小于溫度高的物體中的每一個分子的運動速率溫度相同，物體分子平均動能相同，故A正確；分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有的能，故B正確；物體溫度是對大量分子而言，對于10個這樣少數(shù)的分子無意義，故C錯誤；溫度低的物體分子的平均速率小(相同物質(zhì))，但具體到每一個分子的速率是不確定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D錯誤。AB當堂小練2、(多選)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，分子勢能越小 B.分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能

15、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，分子勢能越來越小分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離減小時，分子力做正功，分子勢能隨分子間距離的減小而減小，A正確；分子力為斥力，分子間的距離減小時，分子力做負功，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，B錯誤；物體在熱脹冷縮時，物體體積發(fā)生變化，說明分子勢能發(fā)生變化，C正確；物體在做自由落體運動時，物體重力勢能減小，但分子勢能與重力勢能無關(guān)，D錯誤。AC3、下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep 隨分子間距離 r 變化關(guān)系的圖線是() 分子間作用力f 的特點是：rr0時，f 為引力。分子勢能Ep的特點是：rr0時，Ep最小。因此只有B項正確。B4.(2020山東高二月考)分子力F與分子間距離r的關(guān)系如圖3所示，曲線與橫軸交點的坐標為r0，兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不能再靠近.