4.分子動能和分子勢能自主落實·必備知識全過關合作探究·能力素養(yǎng)全提升學以致用·隨堂檢測全達標素養(yǎng)目標1.了解溫度是分子平均動能的標志，是微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)．了解什么是分子勢能，知道什么是物體的內能，了解內能和機械能的區(qū)別．(物理觀念)2．理解分子力做功的特點，理解物體的內能與哪個宏觀量有關．(科學思維)3．探究分子力做功與分子勢能變化的關系．(科學探究)自主落實·必備知識全過關一、分子動能1．分子動能做________的分子也具有動能，這就是分子動能．2．分子的平均動能熱現(xiàn)象研究的是組成系統(tǒng)的大量分子整體表現(xiàn)出來的熱學性質，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，叫作分子熱運動的_________．3．溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運動________的標志．

溫度相同，分子平均動能相等熱運動平均動能平均動能二、分子勢能1．定義：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________，分子組成的系統(tǒng)具有_________．2．決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的________有關．(2)微觀上：分子勢能與分子間的________有關．無關分子勢能體積距離3．分子勢能與分子間距離的關系(1)當r>r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為______，若r增大，需克服引力做功，分子勢能________．(2)當r<r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為______，若r減小，需克服斥力做功分子間的作用力做負功，分子勢能增大，分子勢能________．(3)當r＝r0時，分子間的作用力為0，分子勢能________．引力增大斥力增大最小三、物體的內能1．定義：物體中所有分子的____________與___________的總和．2．內能的普遍性：任何物體都具有內能．3．決定因素：分子熱運動的平均動能與________有關，分子勢能與物體的________有關．一般說來，物體的________和________變化時它的內能物體的內能與機械能無關都會隨之改變．熱運動動能分子勢能溫度體積溫度體積情

境

體

驗同學們應該有經驗：在給自行車打氣時，打氣筒壁會變熱，初中時我們就知道是我們對打氣筒內的氣體做了功，氣體內能增加，溫度升高了．同學們能不能說一下內能增加的表現(xiàn)．提示：(1)氣體分子個數(shù)增多；(2)打氣筒內的氣體溫度升高，所以氣體分子的平均動能增加；(3)氣體分子間距本身大于平衡距離，打氣時分子間距減小，分子力做負功，分子勢能增加．合作探究·能力素養(yǎng)全提升探究一影響分子動能的因素情境探究如圖所示，分別向10℃和50℃的水中滴入一滴紅墨水，探究：(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．提示：(1)50℃的水．(2)50℃的水．(3)溫度．核心歸納1.溫度的微觀含義溫度是分子平均動能的標志，因不同的分子具有的速率一般不同，且不同時刻同一分子的速率一般也不相同，故單個分子的動能無意義．溫度是物體內大量分子熱運動的集體表現(xiàn)．只要溫度相同，分子的平均動能就相同，但分子的平均速率不一定相同．

3．溫度與分子動能、分子平均動能的關系(1)在宏觀上，溫度是表示物體冷熱程度的物理量．在微觀上，溫度是物體中分子熱運動的平均動能的標志．(2)在相同溫度下，各種物質分子的平均動能都相同．溫度升高，分子平均動能增加；溫度降低，分子平均動能減少．(3)在同一溫度下，雖然不同物質分子的平均動能都相同，但由于不同物質的分子質量不一定相同，所以分子熱運動的平均速率不一定相同．應用體驗例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)則運動而具有的能量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答案：AB解析：溫度相同，物體分子的平均動能相同，A正確；分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有的能量，B正確；物體的溫度是對大量分子而言的，對于少數(shù)分子沒有意義，C錯誤；溫度低的物體中分子的運動速率不一定小于溫度高的物體中分子的運動速率，D錯誤．針對訓練1.容器中盛有冰水混合物，冰的質量和水的質量相等且保持不變，則容器內(

)A.冰的分子平均動能大于水的分子平均動能B．水的分子平均動能等于冰的分子平均動能C．一個水分子的動能一定大于一個冰分子的動能D．一個水分子的動能一定等于一個冰分子的動能答案：B解析：冰水混合物溫度為0℃，冰、水溫度相同，二者分子平均動能相同，故選項A錯誤，B正確；相同溫度的冰和水內個別分子的動能是隨時變化的，比較個別分子的動能沒意義，故選項C、D錯誤．探究二影響分子勢能的因素情境探究

地球和月亮間相互吸引具有勢能．相互作用的分子之間是不是也具有勢能呢？提示：分子之間也具有勢能．核心歸納1.分子勢能的變化規(guī)律及判斷依據分子力做正功，分子勢能減少，分子力做了多少正功，分子勢能就減少多少；分子力做負功，分子勢能增加，克服分子力做了多少功，分子勢能就增加多少．(1)r>r0時，r增大，分子勢能增加，反之，減少．(2)r<r0時，r增大，分子勢能減少，反之，增加．(3)r→∞時，分子勢能為零；r＝r0時，分子勢能最?。?/p>

3．分子勢能與體積的關系由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對應于宏觀的物體體積變化．例如，同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增大(在r>r0范圍內)，有時體現(xiàn)為分子勢能減小(在r<r0范圍內)．一般我們說，物體體積變化了，其對應的分子勢能也變化了．但分析與判定的關鍵要看體積變化過程中分子力是做正功，還是做負功．應用體驗例2(多選)分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖中曲線所示，曲線與橫軸交點為r1，曲線最低點對應橫坐標為r2(取無窮遠處Ep為0)．下列說法正確的是(

)A．分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小B．當r<r1時，分子勢能和分子間作用力都隨r減小而增大C．當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離減小而增大D．當r1<r<r2時，隨著分子間距離r增大，分子力先做正功后做負功答案：ABC解析：A對：分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小．B對：由圖可知當r<r1時，分子勢能隨r減小而增大；當r<r1時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，隨r減小而增大．C對：當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，隨分子間距離減小，分子間作用力做負功，分子勢能增大．D錯：當r1<r<r2時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離r增大，分子力一直在做正功．針對訓練2.下列關于分子力、分子勢能與分子間距離的關系的說法中正確的是(

)A．分子間的分子力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大B．分子間的引力、斥力和分子力均隨著分子間距離的增大而減小C．當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小D．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大答案：D解析：當兩個分子間的距離r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距離的增大先增大后減小，A錯誤；分子間存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距離的增大而減小，當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力總是隨分子間距離的增大先增大后減小，當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力總是隨分子間距離的增大而減小，B錯誤；當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力總是隨分子間距離的增大先增大后減小，因克服分子力做功，分子勢能總是隨分子間距離的增大而增加，C錯誤；當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力總是隨分子間距離的減小而增大，因克服分子力做功，故分子勢能隨分子間距離的減小而增加，D正確．3.(多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，相關說法正確的是(

)A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子勢能減少B．在r<r0階段，F(xiàn)做負功，分子勢能減少C．在r＝r0時，分子勢能最小D．在r＝r0時，分子勢能為零答案：AC解析：在r>r0階段，分子力表現(xiàn)為引力，分子相互靠近時分子力做正功，分子勢能減少，A正確；在r<r0階段，分子力表現(xiàn)為斥力，相互靠近時分子力做負功，分子勢能增加，B錯誤；由以上分析知，分子勢能先減少、后增加，在r＝r0時，分子勢能最小且小于零，C正確，D錯誤．探究三物體的內能情境探究一架飛機在空中以某一速度飛行，由于飛機中所有分子都具有飛機的速度，所以分子具有動能，又由于飛機在空中，飛機中所有分子都離地面有一定高度，以地面為零勢能面，所以分子具有勢能，上述動能和勢能的總和就是飛機的內能，當飛機停在地上時，飛機的內能為零．以上說法是否正確，為什么？提示：不正確，飛機的內能不是飛機的機械能，它是飛機中所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和由于分子之間的相互作用而具有的勢能的總和，與飛機的高度和飛機速度無關．核心歸納1.內能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義．2．物體內能的決定因素：(1)從宏觀上看，物體內能的大小由物體的質量、溫度和體積三個因素決定．(2)從微觀上看，物體內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．3．內能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系：項目內能機械能對應的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體機械運動能量常見的形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能和彈性勢能能量的決定因素由物體內大量分子的無規(guī)則熱運動和分子間相對位置決定由物體做機械運動、與地球相對位置或物體形變決定影響因素物質的量、物體的溫度和體積物體做機械運動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)或彈性形變是否為零永遠不能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化應用體驗例3[上海奉賢致遠高級中學高二期末]關于物體的內能，下列說法正確的是(

)A．水分子的內能比冰分子的內能大B．物體所處的位置越高分子勢能越大C．一定質量的0℃的水結成0℃的冰，內能一定減少D．相同質量的兩個同種物體，運動物體的內能一定大于靜止物體的內能答案：C解析：分子的內能與溫度、質量等因素有關，所以水分子的內能不一定比冰分子的內能大，A錯誤；物體所在的位置越高，所具有的重力勢能可能越大，但分子勢能不一定越大，分子勢能和分子間的作用力有關，B錯誤；一定質量的0℃的水結成0℃的冰，溫度不變，體積變大，所以內能一定減小，C正確；內能與宏觀運動無關，運動物體的內能不一定大于靜止物體的內能，D錯誤．針對訓練4.[山東棲霞高二下月考](多選)下列說法正確的是(

)A．內能不同的物體，溫度可能相同B．溫度低的物體內能一定小C．同溫度、同質量的氫氣和氧氣，氫氣的分子總動能大D．物體機械能增大時，其內能一定增大答案：AC解析：物體的內能大小是由溫度、體積、分子數(shù)共同決定的，內能不同，物體的溫度可能相同；溫度低的物體，內能不一定小，A正確，B錯誤；同溫度、同質量的氫氣與氧氣分子平均動能相等，但氫氣分子數(shù)多，故氫氣的分子總動能大，C正確；機械能增大，若物體的溫度、體積不變，內能則不變，D錯誤．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)，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，