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第一章 分子动理论
人教版（2019）选修 第三册
1.4 分子动能和分子势能
1.知道温度是分子热运动平均动能的标志；
2.知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间的距离有关；
3.知道什么是物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关；
4.能够区分内能和机械能。
学习目标
导入新课
地面附近的物体所受的重力是G，由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。
分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢？
自主探究：课本P14“分子动能”一节（2分钟）思考下列问题：
●什么叫分子动能？
●什么叫分子热运动的平均动能？
●分子热运动平均动能与温度有什么关系？
●温度的微观含义什么？
一、分子动能
总结：分子动能：组成物体的每个分子由于热运动而具有的动能。
分析 物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。
1.分子动能
分析 温度升高时，分子的热运动加剧：
温度越高，分子热运动的平均动能越大；
温度越低，分子热运动的平均动能越小。
2.分子热运动的平均动能
分子平均动能：
3. 与温度T 的关系
组成系统的所有分子动能的平均值。
微观含义：
宏观含义：
T
0
4.温度的含义
温度是分子热运动平均动能的唯一标志。
温度表示物体的冷热程度。
T ，则
例1 关于分子动能，正确的说法是 (　　)
A.某种物体的温度是0℃，说明物体中分子热运动的平均动能为零
B.物体温度升高时，所有分子的动能都增大
C.1g10℃氢气，分子热运动的平均动能一定比10kg0℃铁块的大
D.物体的运动速率越大，则物体的分子动能也越大
C
●温度是分子热运动平均动能的“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。
●同一温度下，不同物质分子热运动的平均动能相同，但分子的平均速率不一定相同，平均速率还与分子质量有关。
点拨：理解分子动能的两要点
1.定义：
●分子力做功与分子势能有什么关系？
自主探究：阅读课本P15“分子势能部分”（2分钟），回答下列问题:
●何处分子势能最小？
●取r→∞时分子势能为0，请在下图中画出EP—r关系图像
r
Ep
r0
o
2.分子力做功与分子势能的关系
二、分子势能
分子间存在着相互作用力，分子间具有由于它们的相对位置所决定的势能。
⑵r=r0时，Ep最小
设想分子A固定，分子B从无穷远处向A靠近。
F
r
F
o
r0
v
F
B
r0
∞
A
规定分子B在Ep∞=0，则EP—r关系如图（红色曲线）。
EP
EP
EP
⑴r>r0，r , 正功，Ep
⑶r总结：分子间距离以r0为起点，则r不论减小还是增大，分子势能都增大。
分析：
v
3.分子势能的决定因素
●宏观上：
●微观上：
分子间的距离
物体的体积
思考：决定分子势能的因素有哪些？（分别从宏观和微观上阐述）
判断：下列说法是否正确？
物体体积越大，分子势能越大
物体体积越小，分子势能就越小
r
EP
r0
o


针对练 如图，甲分子固定在坐标原点0，乙分子位于r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r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
1.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.把图像上的信息转化为分子间距离，再求解其他问题。
r
EP/F
r0
o
点拨：分子势能图像分析
物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和。
1.定义：
U=∑Eki+∑Epi
2.决定因素
体积 V
温度 T
质量（或物质的量）
思考：内能的大小与哪些因素有关呢？
分子间的距离r
分子的平均动能
分子总数 n
微观
三、内能
宏观
内能 机械能
对应的运动形式
常见的能量形式
影响因素
联系
讨论：飞机从地面起飞，随后在高空高速航行，有人说:“在这段时间内，飞机中乘客的势能、动能都增大了，他们身上所有分子的动能和势能也都增大了，因此乘客的内能也增大了。”这种说法对吗 为什么
一定条件下可以相互转化(举出实例？)
质量、温度、体积
质量、速度、高度、形变量
动能、重力势能、弹性势能
分子动能与分子势能
机械运动
大量分子热运动
比较：内能和机械能
例2 关于物体的内能，下列说法中正确的是 (　　)
A.机械能可以为零，但内能永远不为零
B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C.水分子的内能比冰分子的内能大
D.100g 0℃的冰比100g 0℃的水的内能小
AD
总结：当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化。
针对练 下列说法正确的是 （　　）
A.物体内能大，它的温度一定高
B.物体内能增大，分子运动一定加快
C.温度越高的物体，它的内能一定越大
D.物体温度升高，体积不变，它的内能一定增大
D
分子动能 分子势能 内能
定义 分子无规则运动的动能 分子间有作用力，由分子间相对位置决定的势能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和
影 响 因 素 微 观 分子的平均动能 分子距离 分子热运动剧烈程度
分子距离
分子个数
宏 观 温度 体积 温度 体积 质量
课堂小结
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