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4　分子动能和分子势能
学习任务一　分子动能
[教材链接] 阅读教材“分子动能”相关内容,完成下列填空:
(1)分子动能:　　　　　　　的动能叫作分子动能.
(2)分子平均动能:所有分子的动能的　　　　　叫作分子热运动的平均动能.
(3)温度的微观意义:温度是分子热运动的　　　　　　的标志.
[物理观念] (1)物体加速运动时,分子的平均动能　　　　(选填“会”或“不会”)增大,原因是:分子的平均动能由　　　　决定,与　　　　　　　　　无关.
(2)物体温度升高时,物体内每个分子的动能　　　　　(选填“一定”或“不一定”)都增加,因为,温度是　　　　　　无规则热运动的集体表现,对于个别分子,温度是没有意义的.
例1 关于温度与分子动能的关系,下列说法正确的是 (　)
A.某物体的温度为0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零
B.温度是分子热运动平均动能的标志
C.温度较高的物体,其分子平均动能较大,则分子的平均速率也较大
D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高
[反思感悟]

【要点总结】
温度与分子平均动能关系的解题技巧
(1)温度升高,分子的平均动能增大,速率大的分子数增多,速率小的分子数减少,分子的平均速率增大.
(2)温度只与分子热运动有关,与物体的宏观机械运动无关.
学习任务二　分子势能
[物理观念] 分子势能:分子间存在着相互　　　　　, 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分子势能.
[科学推理] 分子力做功与分子势能变化的关系
分子 距离 分子力做功 分子势能变化 (规定无穷远处 分子势能为零) 分子力和分 子势能随分子 间距离变化 的图像
当r> r0时 分子间的作用力表现为　　　　;若r减小,分子间的作用力做　　　　　功 分子势能随分子间距离的减小而　　　
当r< r0时 分子间的作用力表现为　　　　;若r减小,分子间的作用力做　　　　功 分子势能随分子间距离的减小而　　　
当r= r0时 分子力等于0 分子势能　　　
例2 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0).若甲分子固定于坐标原点O,乙分子从某处(两分子间的距离大于r0而小于10r0)由静止释放,在分子力的作用下沿r正半轴靠近甲分子.下列说法错误的是 (　)
A.在乙分子靠近甲分子的过程中,分子势能先减小后增大
B.在乙分子靠近甲分子的过程中,分子动能逐渐增大
C.当乙分子距甲分子为r=r0时,速率最大
D.当乙分子距甲分子为r=r0时,系统的分子势能最小
[反思感悟]


变式1 (多选)[2024·湖北荆州期末] 如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系.若一个分子固定于原点O,另一个分子从距O点很远处(分子势能可视为零),仅在分子间作用力下由静止开始向O点运动至不能再靠近.在此过程中,下列说法正确的是 (　)
A.分子间距离为r1时处于平衡状态
B.在此过程中,分子的加速度先变大,后变小再变大
C.分子间距离为r2时分子势能最大
D.分子间距离为r1时动能减为零
[反思感悟]


【要点总结】
分子势能图像问题的解题技巧
(1)Ep-r、F-r关系图像中拐点的意义不同.Ep-r图像的最低点(分子势能最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,而F-r图像的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0.
(2) Ep-r图像与r轴交点的横坐标小于r0,F-r图像与r轴交点的横坐标等于平衡距离r0.
(3)要把图像上的信息转化为分子间距离,再求解其他问题.
学习任务三　物体的内能
[教材链接] 阅读教材“物体的内能”相关内容,完成下列填空:
内能的定义:物体中所有　　　　　　　　　　与　　　　　　的总和叫作物体的内能.
[物理观念] 内能的决定因素
(1)从微观上看:物体的内能由组成物体的　　　　　　、分子热运动的　　　　　和　　　　　三个因素决定.
(2)从宏观上看:物体内能的大小由物体的　　　　　　　、　　　　　和　　　　　三个因素决定.
例3 [2024·广东广雅中学月考] 对于实际的气体,下列说法正确的是 (　)
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体的内能只包括气体分子热运动的动能
[反思感悟]

【要点总结】
内能与机械能的区别和联系
项目 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
能量常见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能和弹性势能
能量存在原因 由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定 由于物体做机械运动或物体形变或被举高而具有
影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的机械运动的速度、相对于零势能面的高度或弹性形变程度
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
1.(分子动能和分子势能)下列说法正确的是 (　)
A.随着物体运动速度的增大,物体分子动能也增大
B.随着物体运动速度的减小,物体分子动能也减小
C.在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中,分子间作用力越来越大
D.分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大
2.(物体的内能)关于物体的内能下列说法中正确的是 (　)
A.物体的内能与物体的温度、体积都有关系
B.体积相同的同种气体,它们的内能一定相等
C.运动物体的速度增大,则分子动能增大,物体的内能也增大
D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
3.(分子势能)(多选)[2024·广东广雅中学月考] 两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是 (　)
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在rC.在r=r0时,分子势能最小,动能最大,分子势能为零
D.分子动能和势能之和在整个过程中不变
4　分子动能和分子势能
[教材链接] (1)分子热运动　(2)平均值　(3)平均动能
[物理观念] (1)不会　温度　物体的宏观运动　(2)不一定　大量分子
例1　B　[解析] 某物体温度是0 ℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动,A错误;温度是分子热运动平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,由Ek=mv2知分子平均速率不一定大,B正确,C错误;物体内分子无规则热运动的速率与物体机械运动的速度无关,D错误.
[物理观念] 作用力　路径
[科学推理] 引力　正　减小　斥力　负　增大　最小
例2　B　[解析] 乙分子靠近甲分子的过程中,分子力先做正功后做负功,乙分子的分子动能先增加后减小,分子势能先减小后增大,选项A正确,选项B错误;当乙分子与甲分子的距离r>r0时,分子力表现为引力,则在乙分子从释放处运动到与甲分子的距离r=r0过程中,分子力一直做正功,当乙分子与甲分子的距离r=r0时,乙分子的速率最大,系统的分子势能最小,选项C、D正确.
变式1　BD　[解析] 分子间距离为r1时,分子势能不是最小,此时分子未处于平衡状态,故A错误;在靠近过程中,分子力先表现为引力,随着距离的减小先增大后减小到零(分子间距离为r2时),再表现为斥力,随着距离的减小而增大,故B正确;分子势能是标量,正负表示大小,所以分子间距离为r2时的分子势能最小,故C错误;根据能量守恒定律,势能和动能的总和保持不变,开始时,分子动能、分子势能均为零,即二者之和为零,所以当分子势能为零时,分子动能也为零,故D正确.
[教材链接] 分子热运动的动能　分子势能
[物理观念] (1)分子总数　平均动能　分子势能　(2)物质的量　温度　体积
例3　B　[解析] 气体的内能是指组成气体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,与气体分子的重力势能及气体整体运动的动能无关,选项A、C、D错误,B正确.
随堂巩固
1.D　[解析] 物体分子动能与分子运动速率和分子质量有关,与由大量分子构成的宏观物体整体的运动速度无关,物体运动速度增大,物体分子动能不一定增大,故A、B错误;在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增加后减小,再增加,故C错误;当r>r0时分子势能随分子间的距离增大而增大,分子力随分子间距的增大先增加后减小,则在r>r0的某个范围内,分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大,故D正确.
2.A　[解析] 任何物体都具有内能,内能与物体的物质的量、温度、体积及物态有关,故A正确;体积相同的同种气体,若温度、压强不同,它们的内能不一定相等,故B错误;内能的大小与物体宏观的速度大小无关,故C错误;内能与物体的物质的量、温度、体积及物态有关,温度高的物体比温度低的物体的分子平均动能大,但内能不一定大,故D错误.
3.AD　[解析] 在r>r0阶段,两分子间的作用力表现为引力,两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,F做正功,分子动能增加,势能减小,故A正确;在r

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