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1、物理物理选修修3-3第第5节.内内能能pptF F F F斥斥斥斥F F F F引引引引r r0 00 0rF F分分表示合力表示合力,即分子力即分子力.F斥力区斥力区引力区引力区无力区无力区r r0 00 010r10r0 0rr0r0r10r0区区域域图图分子间作用力与分子间距离的变化规律分子间作用力与分子间距离的变化规律一、分子动能一、分子动能1定义：定义：分子由于永不停息地做分子由于永不停息地做 而具有的能而具有的能EK=-2分子平均动能：分子平均动能：所有分子运动动能的所有分子运动动能的EK=3温度的微观意义：温度的微观意义：温度是分子温度是分子 热运动热运动 的标志。温度相同，任的
2、标志。温度相同，任何物质平均动能均相同何物质平均动能均相同无规则热运动无规则热运动1/2mv2平均值平均值1/2mv12+1/2mv22+1/2mv32+.n平均动能平均动能 注意：注意：1.1.同同一一温温度度下下，不不同同物物质质不不同同状状态态下下分分子子的的平平均均动动能能都都相相同同。但但由由于于不不同同物物质质的的分分子子质质量量不不一一定定相相同同 ，所所以以分分子子热热运运动动的的平平均均速速率率也也不不一定相同。一定相同。2.2.温温度度反反映映的的是是大大量量分分子子平平均均动动能能的的大大小小，不不能能反反映映个个别别分分子子的的动动能能大大小小，同同一一温温度度下下，各
3、各个分子的动能不尽相同个分子的动能不尽相同3.3.在在同同一一个个温温度度下下，物物体体分分子子的的速速度度绝绝大大部部分分分分布布在在某某个个值值附附近近，但但总总是是有有小小部部分分速速度度很很大大的和速度很小的的和速度很小的二、分子势能二、分子势能1定义：定义：由分子间的分子力和分子间的由分子间的分子力和分子间的 _决定的势能决定的势能类比重力势能，弹性势能的产生类比重力势能，弹性势能的产生相对位置相对位置2.2.分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做功跟分子势能变化的关系:类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系分子力做正功时，分
4、子势能减少，分子力做分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加负功时，分子势能增加3.分子势能与分子间距离的关系分子势能与分子间距离的关系当当rr0时，分子力表现为时，分子力表现为，若，若r增大，增大，需需 做功，分子势能做功，分子势能-引力引力克服引力克服引力增大增大FF当当rr0时，分子力表现为时，分子力表现为，若，若r减小需减小需_做功，分子势能做功，分子势能_斥力斥力克服斥力克服斥力增大增大FF当当rr0时，分子势能时，分子势能 最小最小rr r0 0F FE E E EP P P P无限远时无限远时分子势能分子势能E EP P=0=0-E-E-E-EP P P P最小
5、最小最小最小分子势能分子势能EP与分子间距离与分子间距离r关系曲线关系曲线特别提醒特别提醒：当当r=rr=r0 0时时,分子势能最分子势能最小且小于零小且小于零.E EP P的正负表示大小的正负表示大小甲甲乙乙10r0F-r与与EP-r图线联系与区别图线联系与区别拐点：拐点：（图象的最低（图象的最低点引力最大值）对应点引力最大值）对应的距离大于的距离大于r r0 0拐点：拐点：图象的最低点图象的最低点（E EP P最小值）对应的距最小值）对应的距离是分子平衡距离离是分子平衡距离r r0 0图象与图象与r r轴交点轴交点表示表示平衡距离平衡距离r r0 0.分子力分子力为零为零图象与图象与r r
6、轴交点轴交点表示的距离小于表示的距离小于r r0 0结论结论1 1：分子间距离以分子间距离以r r0 0为数值基准，为数值基准，r r不论减小或增不论减小或增大，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是分子势能最低点 rr=r0EpEpEp最小结论结论2：从微观的角度分子势能与分子间距离有关，从微观的角度分子势能与分子间距离有关，从宏观的角度分子势能与物体的体积有关从宏观的角度分子势能与物体的体积有关类比法类比法类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性
7、势能簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能都会增加都会增加分子势能与分子间距离（或物体的体积）有分子势能与分子间距离（或物体的体积）有关，但不能简单的理解为距离越大（体积越关，但不能简单的理解为距离越大（体积越大）分子势能就越大大）分子势能就越大;分子间距离越小（体积分子间距离越小（体积越小）分子势能就越小越小）分子势能就越小口诀：看区间，判做功，求势能口诀：看区间，判做功，求势能注意：注意：对物体内能的理解对物体内能的理解:1内能是对内能是对大量分子大量分子而言的，对而言的，对单个分子单个分子来说来说无意义无意义2.决定因素决定因素(1)微观微观上，上，分子的总数分子的总数、分子的平均动
8、能分子的平均动能和和分分子势能子势能；(2)宏观宏观上，物体上，物体摩尔数摩尔数、温度和体积物态温度和体积物态 E E内内=E=Ek k+E+Ep p （决定于（决定于T T、V V、分子数、分子数N N）3.物体的内能跟物体的机械运动状态无关任何物体的内能跟物体的机械运动状态无关任何物体都具有内能物体都具有内能4内能与机械能的区别和联系项目项目内能内能机械能机械能对应的运对应的运动形式动形式 微观分子热运动微观分子热运动 宏观物体机械运动宏观物体机械运动能量常见能量常见形式形式分子动能、分子势能分子动能、分子势能物体动能、重力或弹性势物体动能、重力或弹性势能能能量存在能量存在原因原因由物体内
9、大量分子的无由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相规则热运动和分子间相对位置决定对位置决定由物体做机械运动和物体由物体做机械运动和物体形变或与地球的相对位置形变或与地球的相对位置决定决定影响因素影响因素物质的量、物体的温度物质的量、物体的温度和体积及物态和体积及物态物体的机械运动的速度、物体的机械运动的速度、离地高度离地高度(或相对于零势能或相对于零势能面的高度或弹性形变面的高度或弹性形变)是否为零是否为零 永远不能等于零永远不能等于零一定条件下可以等于零一定条件下可以等于零联系联系在一定条件下可以相互转化在一定条件下可以相互转化【典例典例1 1】关于分子动能关于分子动能,正确的说法是正确的
10、说法是()()A.A.某种物体的温度是某种物体的温度是00说明物体中分子的平均动能为说明物体中分子的平均动能为零零B.B.物体温度升高时物体温度升高时,所有分子的动能都增大所有分子的动能都增大C.C.同种物体，温度高时分子的平均动能一定比温度低同种物体，温度高时分子的平均动能一定比温度低时的大时的大D.D.物体的运动速度越大物体的运动速度越大,则物体的分子动能也越大则物体的分子动能也越大C【典例【典例2 2】：设：设rr0时分子间的作用力为零，时分子间的作用力为零，则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定的分子的分子靠近靠近的过程中，下列说法正确的是的过
11、程中，下列说法正确的是(不不考虑其他分子的影响考虑其他分子的影响)()Arr0时，分子力做正功，动能不断增大，时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小势能减小Brr0时，动能最大，势能最小时，动能最大，势能最小Crr0时，分子力做负功，动能减小，势能时，分子力做负功，动能减小，势能增大增大D以上说法都不对以上说法都不对ABC关于内能下列说法正确的是关于内能下列说法正确的是 ()A A任何状态下处于任何位置的物体都具有内能任何状态下处于任何位置的物体都具有内能B B机械能大的物体内能一定大机械能大的物体内能一定大C C静止在地面上的物体无内能静止在地面上的物体无内能D D空中飞行的子弹比地面上静
12、止的子弹内能多空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多E.机械能为零，内能不为零是可能的机械能为零，内能不为零是可能的【典例【典例3 3】.AE高考真题再现高考真题再现(2010(2010全国高考全国高考)如图为两分子系统的势能如图为两分子系统的势能E Ep p与与两分子间距离两分子间距离r r的关系曲线的关系曲线.下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.当当r r大于大于r r1 1时，分子间的作用力表现为引力时，分子间的作用力表现为引力B.B.当当r r小于小于r r1 1时，分子间的作用力表现为斥力时，分子间的作用力表现为斥力C.C.当当r r等于等于r r2 2时，分子间的作用力
13、为零时，分子间的作用力为零D.D.在在r r由由r r1 1变到变到r r2 2的过程中，分子间的作用力做负功的过程中，分子间的作用力做负功BCr0(枣庄高二检测枣庄高二检测)关于物体的内能，下列叙述关于物体的内能，下列叙述中正确的是中正确的是()()A.A.温度高的物体比温度低的物体内能大温度高的物体比温度低的物体内能大B.B.物体体积增大时，内能也增大物体体积增大时，内能也增大C.C.内能相同的物体，它们的分子平均动能一内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同定相同D.D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同可能相同D质量相等的氢气和氧气，温度
14、相同质量相等的氢气和氧气，温度相同,不考虑分子间不考虑分子间的势能的势能,则则:():()A.A.氧气的内能较大氧气的内能较大;B.B.氢气的内能较大氢气的内能较大;C.C.两者内能相等两者内能相等;D.D.氢气分子的平均动能较大氢气分子的平均动能较大.B 物物 体体 的的 内内 能能分子因热运动而具有的能量分子因热运动而具有的能量同温度下各分子的分子动能同温度下各分子的分子动能K K 不同不同分子动能的平均值仅和温度有关分子动能的平均值仅和温度有关分分 子子动动 能能分子间因有相互作用力而具有的、由它分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量们相对位置决定的能量 r rr r0
15、0时时,r rP P;0 0时时,r rP P。0 0时，时，P P最低最低分分 子子势势 能能物体内所有分子的物体内所有分子的K K 和和P P 总和总和物体的内能与物质的量，温度和体积有关物体的内能与物质的量，温度和体积有关物物体体内内能能课堂小结课堂小结注意四个误区注意四个误区误区一：误认为分子间距离（体积）越大，分子误区一：误认为分子间距离（体积）越大，分子势能越大势能越大误区二：误认为温度越高，分子平均速率越大误区二：误认为温度越高，分子平均速率越大误区三：误认为温度越高，内能越大误区三：误认为温度越高，内能越大误区四：误认为机械能越大的物体物体内能越大误区四：误认为机械能越大的物体物体内能越大 用好两个曲线用好两个曲线分分子子力力曲曲线线如如图图11-1-311-1-3甲甲所所示示、分分子子势势能能曲曲线线如如图图乙乙所所示示，当当分分子子间间距距离离r rr r0 0时时，分分子子力力为为0 0，分子势能最小，但不是零，分子势能最小，但不是零图图11-1-3汇报结束谢谢大家!请各位批评指正