人教版（2019）高中物理选择性必修三 1.4分子动能和分子势能(共16张PPT)

(共16张PPT)
第一章 分子动理论
1.4分子动能和分子势能
1.分子力做功是否与路径有关？若无关，能否引入分子势能概念？
2.分子永不停息的做无规则热运动，分子运动具有动能吗？
一、分子动能
观察对比
运动的篮球具有动能。
运动的分子具有动能吗？
运动的分子具有动能叫做分子动能。
1.单个分子的动能
每个分子都在不停地做无规则运动，因此分子具有动能．
研究单个分子的动能没有意义．
2.分子的平均动能
物体内所有分子的动能的平均值．
物体的温度是分子热运动的平均动能的标志．
温度升高的物体，分子的平均动能增大。
3.物体内分子的总动能
物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和
二、分子势能
观察对比
重力做功和分子力做功的特点
重力做功和分子力做功都与路径无关，
只与始末位置有关。
相互作用的分子之间凭借其位置
而具有的能，叫分子势能。
分子势能的大小由分子之间的相对位置决定，
这说明分子势能EP与分子之间距离是有关系的，
那么，它们之间存在在怎样的一种关系？
类比于重力做功与重力势能变化的关系，分子力做功与分子势能变化的关系是怎样的？
分子力做正功，分子势能减小，分子势能的减小量等于分子力做的功。
分子力做负功，分子势能增加，分子势能的增加量等于克服分子力做的功。
设分子相距无穷远，规定这时分子势能为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。
r=r0,分子势能最小，不是零，为负值。
分子间距离r r＝r0 r>r0 r分子力F 等于零 表现为引力 表现为斥力
分子力做功W 分子间距增大时，分子力做负功 分子间距减小时，分子力做负功
分子势能Ep 最小 随分子间距的增大而增大 随分子间距的减小而增大
分子势能的特点
分子势能由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示大小，具体的值与零势能点的选取有关．
分子势能的影响因素
(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．
(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．
物体的内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和
三、内能
1．内能的决定因素
(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．
(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．
足球滚动时，机械运动的动能，包含分子热运动的动能吗？
内能 机械能
对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
常见的能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能
影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量
大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
例题1
新型冠状病毒2019-nCoV主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于___________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r=r0时，F=0。相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能___________（填“先减小后增大”、“先增大后减少”、“一直增大”或“一直减少”）。
布朗运动 一直减少
（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子仅在分子力作用下从距甲分子大于小于的某点沿x轴负方向由静止开始运动，直至不再靠近。两分子间的分子势能与两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为，若两分子所具有的总能量为0，则在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．乙分子的加速度一定先减小再增大 B．甲乙之间分子势能一定先减小再增大
C．乙分子在P点时，加速度最小且动能为 D．乙分子的运动范围为
例题2
BCD
例题3
（多选）设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动到无限远，则（　　）
A．乙分子的加速度先减小，后增大
B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变
BD
例题4
2021年3月15日，西起喀什，东至哈尔滨的广大地区陷入一片扬沙之中。这是近10年来影响我国最强的一次沙尘暴，给人们的生活带来了极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变，关于这团沙尘暴，以下说法正确的是（　　）
A．该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其它物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和
B．沙尘暴中沙尘颗粒的分子之间存在着相互作用的引力和斥力
C．该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、风势逐渐减弱，则其内能逐渐减小
D．沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
B