第一章

分子動(dòng)理論4分子動(dòng)能和分子勢能

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂一、分子動(dòng)能觀察對比運(yùn)動(dòng)的籃球具有動(dòng)能運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能嗎？運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能叫做分子動(dòng)能。1.單個(gè)分子的動(dòng)能分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但是物體內(nèi)各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同，在研究熱現(xiàn)象時(shí)，我們研究的是大量分子的行為，所以對單個(gè)分子的動(dòng)能的研究沒有意義，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)能分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子動(dòng)能的平均值，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，這就是溫度的微觀含義。在相同溫度下，各種物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同；溫度升高，分子平均動(dòng)能增加；溫度降低，分子平均動(dòng)能減少。3.物體內(nèi)分子的總動(dòng)能分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和，它等于分子的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積，即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關(guān)。溫度的意義：溫度在宏觀上的意義是表示物體的冷熱程度。而它又是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。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，不是反映個(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。③溫度的本質(zhì)：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。④溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)：平均動(dòng)能大，在宏觀上表現(xiàn)為物體的溫度高，溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計(jì)意義的，對于個(gè)別分子來說，溫度是沒有意義的。二、分子勢能觀察對比重力做功和分子力做功的特點(diǎn)重力做功和分子力做功都與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)。相互作用的分子之間憑借其位置而具有的能，叫分子勢能?！舅伎寂c討論】分子勢能的大小由分子之間的相對位置決定，這說明分子勢能EP與分子之間距離是有關(guān)系的，那么，它們之間存在怎樣的一種關(guān)系？類比于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系是怎樣的？（1）分子力做正功，分子勢能減小，分子勢能的減小量等于分子力做的功。（2）分子力做負(fù)功，分子勢能增加，分子勢能的增加量等于克服分子力做的功。探究：分子勢能的大小和分子間距離的關(guān)系設(shè)分子相距無窮遠(yuǎn)，規(guī)定這時(shí)分子勢能為0。讓一個(gè)分子A不動(dòng)，另一個(gè)分子B從無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。在這個(gè)過程中，分子間的作用力（做功），分子勢能的大小發(fā)生改變?！疽?guī)律總結(jié)】說明1.定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和三、內(nèi)能一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成的，因此任何物體都是有內(nèi)能的。

任何物體都具有內(nèi)能，因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)且相互作用著的分子組成的。內(nèi)能是對一個(gè)宏觀物體而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法。2.內(nèi)能的決定因素(1)宏觀因素：物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定，同時(shí)也受物態(tài)變化的影響。(2)微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定?！舅伎寂c討論】足球滾動(dòng)時(shí)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，包含分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能嗎？

內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的能量形式分子動(dòng)能、分子勢能物體動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠(yuǎn)不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化例1.新型冠狀病毒2019-nCoV主要依靠呼吸道飛沫傳播，在空氣中含病毒飛沫微粒的運(yùn)動(dòng)取決于空氣分子的不平衡碰撞，所以含病毒飛沫微粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)屬于___________運(yùn)動(dòng)；空氣分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，r=r0時(shí)，F(xiàn)=0。相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)分子距離減小到r0的過程中，分子勢能___________（填“先減小后增大”“先增大后減少”“一直增大”或“一直減少”）。答案：布朗運(yùn)動(dòng)

一直減少

例2.一塊100℃的鐵與一塊100℃的鋁相比，以下說法中正確的是()A．鐵的分子動(dòng)能之和與鋁的分子動(dòng)能之和相等B．鐵的每個(gè)分子動(dòng)能與鋁的每個(gè)分子動(dòng)能相等C．鐵分子的平均速率與鋁分子的平均速率相等D．以上說法均不正確D例3.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(shí)，分子間距離越小，分子勢能越大B．分子間表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離越小，分子勢能越小C．物體在熱脹冷縮時(shí)，分子勢能發(fā)生變化D．物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，分子勢能越來越小C1.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(shí)，分子間距離越小，分子勢能越大B．分子間表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離越小，分子勢能越小C．物體在熱脹冷縮時(shí)，分子勢能發(fā)生變化D．物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，分子勢能越來越小D2.（多選）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子僅在分子力作用下從距甲分子大于r0（10-10m）小于10r0的某點(diǎn)沿x軸負(fù)方向由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近。兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為-E0，若兩分子所具有的總能量為0，則在此過程中下列說法正確的是（）A．乙分子的加速度一定先減小再增大 B．甲乙之間分子勢能一定先減小再增大C．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，加速度最小且動(dòng)能為E0

D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1BCD3.（多選）設(shè)有甲、乙兩分子，甲固定在O點(diǎn)，r0為其平衡位置間的距離，現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子力作用下由距甲0.5r0處開始沿x方向運(yùn)動(dòng)到無限遠(yuǎn)，則（）A．乙分子的加速度先減小，后增大B．乙分子到達(dá)r0處時(shí)速度最大C．分子力對乙一直做正功，分子勢能減小D．分子動(dòng)能和勢能之和