1.4.1分子动能和势能 课件—2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（22张PPT）

1.4.1 分子动能和分子势能
运动着的足球具有动能
我在动,也有动能噢！
运动的分子呢？
一、分子动能
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动能，这就是分子动能。
分子运动
存在分子动能
分子做无规则运动而具有的能量
分子运动无规则
各个分子的动能有大有小，且不断改变。
讨论：在热现象的研究中，我们研究的是单个分子的动能吗？
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，而是大量分子动能的平均值。
分子热运动的平均动能：物体里所有分子动能的平均值。
思考：分子平均动能的大小跟什么有关系呢？
思考：分子平均动能的大小跟什么有关系呢？
温度越高，分子的无规则热运动越剧烈！
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
温度
宏观含义：温度是表示物体的冷热程度
微观含义（从分子动理论的观点来看）：
温度是物体分子热运动的平均动能的标志
温度越高，物体分子热运动平均动能越大
例1.关于分子动能,正确的说法是(　　)
A.某种物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度升高时,所有分子的动能都增大
C.同种物体,温度高时分子的平均动能一定比温度低时的大
D.物体的运动速率越大,则物体的分子动能也越大
C
变式训练：
(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
ABD
技法点拨：
理解分子动能的三要点
(1)温度是分子平均动能的“标志”或者说“量度”,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,与单个分子的动能没有关系。
(2)每个分子都有分子动能且不为零,热现象是大量分子无规则运动的统计结果,个别分子的动能没有实际意义。
(3)温度高的物体,分子的平均速率不一定大,还与分子质量有关。
我是地球,把你拉下来.
互相吸引的分子也有势能吗?
石块由于地球吸引而下落
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
弹性势能
分子间相互作用
分子势能
可以证明，分子力做功与路径无关，因而存在分子势能
二、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。
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？
设两个分子相距无穷远，我们可以规定它们的分子势能为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。
当分子B向分子A靠近，分子间距离r大于r0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。
当分子间距离r减小到r0时，分子间的作用力为0，分子势能减到最小。
越过平衡位置r0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。
分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。
分子间距离以r0为数值基准；r不论减小或增大，分子势能都增大。
所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点
规定无穷远处的分子势能为0，则
分子势能与分子距离的关系
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）
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。
例2.(多选)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是(　　)
A.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0
B.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大
C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态
D.乙分子的运动范围为x≥x1
AD
变式训练：
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
BC
技法点拨：
分子势能图像问题的解题技巧
(1)首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图像中拐点意义的不同。分子势能图像的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,而分子力图像的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0。
(2)其次要把图像上的信息转化为分子间距离,再求解其他问题。
再见