1.4.1 分子动能和分子势能 同步学案

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1.4.1 分子动能和分子势能
一、自主学习
（一）分子动能
1.定义:由于分子永不停息地做____________而具有的动能。
2.分子热运动的平均动能:所有分子的动能的____________。
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。
（二）分子势能
1.定义:分子间由分子力和分子间的____________决定的势能。
2.决定因素
①宏观上:分子势能的大小与物体的____________有关。
②微观上:分子势能与分子之间的____________有关。
二、课堂探究
[情景设问]
运动着的足球具有动能，运动的分子呢？
结论1：分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有______，这就是____________。
（一）分子动能
[讨论]在热现象的研究中，我们研究的是单个分子的动能吗？
结论2：
（1）大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是__________________。
（2）分子热运动的平均动能：物体里所有分子动能的______。
[思考]分子平均动能的大小跟什么有关系呢？
分子平均动能与温度的关系
结论3：温度越高，分子的无规则热运动越______！
分子运动速率分布图像
[情景设问]石块由于地球吸引而下落，互相吸引的分子也有势能吗?
结论4：分子间存在着相互作用力，可以证明分子间的作用力所做的功与______无关，分子组成的系统具有____________。
[思考]分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么，它们之间存在怎样的一种关系呢？
两个分子相互作用的示意图
分子间的作用力与分子势能
结论5：
（1）当分子B向分子A靠近，分子间距离r大于______时，分子间的作用力表现为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子间的作用力做正功，分子势能减小。
（2）当分子间距离r减小到______时，分子间的作用力为0，分子势能减到最小。
（3）越过平衡位置______后，分子B继续向分子A靠近，分子间的作用力表现为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子间的作用力做负功，分子势能增大。
[思考]决定分子势能的因素是什么呢？（分别从宏观和微观上阐述）
结论6：
（1）从宏观上看：分子势能跟物体的______有关。
（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离______有关。
三、典题精讲
【例题1】(多选)质量相等的氢气和氧气在温度相同时,下列说法中正确的是(　　 )
A.两种气体的分子平均动能相等
B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C.两种气体分子热运动的总动能相等
D.氢气分子热运动的总动能大
【例题2】（多选）如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力,F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,则( 　　)
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减小
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大
核心素养专练
1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上。两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）
A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最小
C．乙分子从a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
D．乙分子从a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
2.分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，从r=r2到r=r1（　　）
A．分子间的引力先增大后减小
B．分子间的斥力先减小后增大
C．分子力的大小先减小后增大
D．分子势能先减小后增大
3.下列说法中正确的是（　　）
A．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
B．空气的相对湿度等于空气中所含水蒸气的压强
C．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也随着减小
D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
4.甲分子固定在坐标原点O，乙分子从图中A点由静止释放，运动过程中经过P、B两点．两分子间的分子势能Ep与分子间距离x的变化关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．乙分子在P点的动能大于B点的动能
B．乙分子在P点的分子势能大于B点的分子势能
C．乙分子在B点的加速度为0
D．乙分子从P点运动到B点过程中两分子间的作用力减小
5.当分子间距离为r0时，分子间的作用力为0；当分子间的距离从0.9r0增大到10r0的过程中，分子间的作用力及分子势能大小的变化是（　　）
A．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变小后变大
B．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变大后变小
C．分子间的作用力先变小后变大，分子势能先变小后变大再变小
D．分子间的作用力先变大后变小，分子势能先变小后变大再变小
6.下列说法正确的是（　　）
A．如果气体的体积减小，压强可能减小
B．两分子间相互作用的分子势能随分子间距离的减小而增大
C．吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气体分子间有斥力
D．在绝热条件下将一杯水举高，水由于外界做功而内能增大
7.如图所示为分子引力和分子斥力的大小F随分子间距离r的变化关系图象，A为两条曲线的交点，下列说法正确的是（　　）
A．曲线②为分子斥力随r的变化关系图象
B．当r=rA时，分子间作用力的合力和分子势能都最小
C．当r＜rA时，随着r减小，分子势能可能减小
D．当r＞rA时，随着r增大，分子间作用力的合力一定减小
8.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F＞0为斥力，F＜0为引力。a、b、c、d为x轴上的四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，下列关于乙分子的说法正确的是（　　）
A．由a到b做加速运动，由b到d做减速运动
B．由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增大
D．由b到d的过程中，分子动能一直增大
9.假定两个分子的距离为无穷远时，它们的分子势能为0，使一个分子固定，另一个分子在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近，整个过程中分子势能__________（填“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。物体从单一热源吸收的热量__________（填“可以”或“不可以”）全部用于做功。
10.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r=r1时，F=0．分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能__________（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能__________（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能__________（填“大于”“等于”或“小于”）零。
参考答案
自主学习
（一）无规则运动 平均值 温度 温度
（二）相对位置 体积 距离
课堂探究
结论1：动能 分子动能
结论2：大量分子动能的平均值 平均值
结论3：剧烈
结论4：路径 分子势能
结论5：r0 r0 r0
结论6：体积 r
典题精讲
【例题1】ABD
【例题2】BC
核心素养专练
1.C
2.D
3.A
4.A
5.A
6.A
7.B
8.B
9.先减小后增大，可以
10.减小；减小；小于
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