物理人教版（2019）选择性必修第三册1.4分子动能和分子势能（共31张ppt）

(共31张PPT)
第四节
分子动能和分子势能
第一章 分子动理论
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.了解温度是分子热运动平均动能的标志，是微观粒子热运动的宏观表现。
2.了解分子势能，了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系。
3.知道物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关。
4.了解内能和机械能的区别。
新课导入
运动着的足球具有动能
运动的分子呢？
我在动,也有动能噢！
第一节
分子动能
分子动能
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。
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。
影响气体压强的因素
分子的平均动能
温度
体积
微观角度
宏观角度
分子密集程度
扩散的快慢受温度影响。
温度越高，分子运动越快。
① 是物质分子热运动的平均动能的标志， 升高，分子热运动的平均动能增大。
②虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量一般不相同，故平均速率一般不相同。
温度
温度
实验：墨水的扩散
温度越高，分子的无规则热运动越剧烈
温度是分子热运动剧烈程度的标志
一种物质温度升高时分子热运动的平均动能增加
温度是分子热运动平均动能的标志
注意：
分子平均动能仅与温度有关，与物质的种类无关，与物体所处的状态无关
物体的温度是它的分子热运动的 的标志
平均动能
第二节
分子势能
分子势能
分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能。
地面上的物体，由于与地球相互作用
重力势能
发生弹性形变的弹簧，相互作用
分子间相互作用
弹性势能
分子势能
分子势能
分子势能与分子间距离的关系
当r ≈10-10 m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。
当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。
当r＞r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。
分子势能与分子间距离的关系
速率区间/(m·s－1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。
当r ≈10-10 m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0
当r＞r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。
速率区间/(m·s－1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
思考
决定分子势能的因素是什么呢？
①从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。
②从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
注意：
不能简单理解为体积越大，分子势能越大；
体积越小，分子势能就越小。
第三节
内能
内能
物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。也叫做物体的热力学能。
任何物体都具有内能。因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成。
速率区间/(m·s－1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
思考
结合影响分子动能和分子势能的因素？
①从宏观上看：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离。
②从微观上看：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度、体积及物态。
物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？
物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系.组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零
内能和机械能的区别和联系
速率区间/(m·s－1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
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
经典例题
对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是 （ ）
A.两种物体的分子的平均动能相同
B.水银分子的平均动能比水的大
C.两种物体的分子的平均速率相同
D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
AD
答案：AD
解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子平均动能相同，故A对，B错；
由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知水银分子的平均速率比水分子的平均速率小，故D对，C错.
分子力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法错误的是 （ ）
A.r＝r0时，分子势能最小
B.r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小
C.r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小
D.r＞r0阶段，F先增大后减小
C
答案：C
解析：在r＞r0阶段，分子靠近r0，分子力F做正功，分子动能增加，分子势能减小；在r＜r0阶段，分子远离r0，分子力F做负功，分子动能减小，分子势能增大，所以当r＝r0时，分子动能最大，分子势能最小，故A、B正确，C错误；
根据分子F－r图像知，在r＞r0阶段，分子靠近r0，F先增大后减小，故D正确.
两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A.分子力总对乙做正功，分子势能不断减小
B.乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大
C.乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后
减小
D.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大
D
答案：D
解析：甲和乙相距较远时，此时分子力为零，分子势能为零，甲分子固定不动，乙向甲靠近直到r＝r0的过程中，由于r＞r0，分子力合力为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且为负值.r＝r0时分子势能最小，乙分子从r＝r0到不能再靠近甲的过程中，由于r＜r0，分子力合力为斥力，分子力做负功，分子势能增加.所以先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大，选项D正确.
当堂检测
(多选)下列关于分子动能的说法，正确的是 （ ）
A.物体的温度升高，每个分子的动能都增加
B.物体的温度升高，分子的平均动能增加
C.如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为 mv2
D.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比
BD
答案：BD
解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小或不变，A错，B对；
分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，C错，D对.
下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 （ ）
A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大
而增大
B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大
而减小
C.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
D.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
而减小
C
答案：C
解析：当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；
当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误.
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
均速率也可能不同
D
答案：D
解析：温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；
两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但分子的平均速率可能不同，故D项正确；
有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能等因素，故C项错误；
机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误.
本课小结
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。
分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能。
物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
谢谢