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1、第一章第一章 分子动理论分子动理论4 4 分子动能和分子势能分子动能和分子势能 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂一、分子动能一、分子动能观察对比观察对比运动的篮球具有动能运动的篮球具有动能运动的分子具有动能吗？运动的分子具有动能吗？运动的分子具有动能叫做分子动能。运动的分子具有动能叫做分子动能。1.1.单个分子的动能单个分子的动能分子动能是指单个分子热运动的动能，但是物体内各个分子的动能分子动能是指单个分子热运动的动能，但是物体内各个分子的动能不尽相同，在研究热现象时，我们研究的是大量分子的行为，所以不尽
2、相同，在研究热现象时，我们研究的是大量分子的行为，所以对单个分子的动能的研究没有意义，我们关心的是大量分子的平均对单个分子的动能的研究没有意义，我们关心的是大量分子的平均动能。动能。2.2.分子的平均动能分子的平均动能分子热运动的平均动能是所有分子动能的平均值，温度是分子平均分子热运动的平均动能是所有分子动能的平均值，温度是分子平均动能的标志，这就是温度的微观含义。动能的标志，这就是温度的微观含义。在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同；在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同；温度升高，分子平均动能增加；温度升高，分子平均动能增加；温度降低，分子平均动能减少。温度降低，分子平均动能减少
3、。3.3.物体内分子的总动能物体内分子的总动能分子运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它等于分分子运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关。目有关。温度的意义：温度的意义：温度在宏观上的意义是表示物体的冷热程度。而它又是大量温度在宏观上的意义是表示物体的冷热程度。而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不一定相同，
4、同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率也不一定相同。所以分子热运动的平均速率也不一定相同。温度反映的是大量分子平均动能的大小，不是反映个别分子的动能大小，同一温度下，温度反映的是大量分子平均动能的大小，不是反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同。各个分子的动能不尽相同。温度的本质：温度是分子热运动的平均动能的标志。温度的本质：温度是分子热运动的平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现：平均动能大，在宏观上表现为物体的温度高，温度温度是大量分子热运动的集体表现：平均动能大，在宏观上表现为物体的温度高，温度是
5、大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于个别分子来说，温度是没有意义是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于个别分子来说，温度是没有意义的。的。二、分子势能二、分子势能观察对比观察对比重力做功和分子力做功的特点重力做功和分子力做功的特点重力做功和分子力做功都与路径无关，只与始末位置有关。重力做功和分子力做功都与路径无关，只与始末位置有关。相互作用的分子之间凭借其位置而具有的能，叫分子势能。相互作用的分子之间凭借其位置而具有的能，叫分子势能。【思考与讨论】分子势能的大小由分子之间的相对位置决定，这说明分子势【思考与讨论】分子势能的大小由分子之间的相对位置决定，这说明分子势能能E
6、 EP P与分子之间距离是有关系的，那么，它们之间存在怎样的一种关系？与分子之间距离是有关系的，那么，它们之间存在怎样的一种关系？类比于重力做功与重力势能变化的关系，分子力做功与分子势能变化的关类比于重力做功与重力势能变化的关系，分子力做功与分子势能变化的关类比于重力做功与重力势能变化的关系，分子力做功与分子势能变化的关类比于重力做功与重力势能变化的关系，分子力做功与分子势能变化的关系是怎样的？系是怎样的？系是怎样的？系是怎样的？（1 1）分子力做正功，分子势能减小，分子势能的减小量等于分子力做的功。）分子力做正功，分子势能减小，分子势能的减小量等于分子力做的功。（2 2）分子力做负功，分子势
7、能增加，分子势能的增加量等于克服分子力做的）分子力做负功，分子势能增加，分子势能的增加量等于克服分子力做的功。功。探究：分子势能的大小和分子间距离的关系探究：分子势能的大小和分子间距离的关系设分子相距无穷远，规定这时分子势能为设分子相距无穷远，规定这时分子势能为0 0。让一个分子。让一个分子A A不动，另一不动，另一个分子个分子B B从无穷远处逐渐靠近从无穷远处逐渐靠近A A。在这个过程中，分子间的作用力（做。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。功），分子势能的大小发生改变。【规律总结】【规律总结】说明说明1.1.定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和定义：
8、物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和三、内能三、内能一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成的，因此任何物体都是有内能的。任何物体都具有内能，因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子组成的。内能是对一个宏观物体而言的，不存在某个分子内能的说法。2.2.2.2.内能的决定因素内能的决定因素内能的决定因素内能的决定因素(1)(1)(1)(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时
9、也受物态变化的影响。素决定，同时也受物态变化的影响。素决定，同时也受物态变化的影响。素决定，同时也受物态变化的影响。(2)(2)(2)(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。【思考与讨论】足球滚动时，机械运动的动能，包含分子热运动的动能吗？【思考与讨论】足球
10、滚动时，机械运动的动能，包含分子热运动的动能吗？内能内能机械能机械能对应的运动对应的运动形式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常见的能量常见的能量形式形式分子动能、分子势能分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势物体动能、重力势能、弹性势能能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、体积及物态体积及物态物体的质量、机械运动的速度、物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性相对于零势能面的高度、弹性形变量形变量大小大小永远不等于零永远不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
11、转化例例1.1.新型冠状病毒新型冠状病毒2019-nCoV2019-nCoV主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于规则运动属于_运动；空气分子间作用力运动；空气分子间作用力F F与分子间距离与分子间距离r r的关系的关系如图所示，如图所示，r=rr=r0 0时，时，F=0F=0。相距较远的两个分子距离减小到。相距较远的两个分子距离减小到r r0 0的过程中，分子的过程中，分子势能势能_（填（填“先减小后增大先减
12、小后增大”“”“先增大后减少先增大后减少”“”“一直增大一直增大”或或“一直减少一直减少”）。）。答案：布朗运动 一直减少 例例2.2.一块一块100 100 的铁与一块的铁与一块100 100 的铝相比，以下说法中正确的是的铝相比，以下说法中正确的是()A A铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B B铁的每个分子动能与铝的每个分子动能相等铁的每个分子动能与铝的每个分子动能相等C C铁分子的平均速率与铝分子的平均速率相等铁分子的平均速率与铝分子的平均速率相等D D以上说法均不正确以上说法均不正确D D例例3.3.关于分子势能，下列说法正确的是关于分子势能
13、，下列说法正确的是()A A分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大B B分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小C C物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化D D物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小C C1.1.关于分子势能，下列说法正确的是关于分子势能，下列说法正确的是()A A分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大B B分子间表现为斥力时，分子间距
14、离越小，分子势能越小分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小C C物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化D D物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小D D2.2.（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点O O，乙分子仅在分子力作用，乙分子仅在分子力作用下从距甲分子大于下从距甲分子大于r r0 0（1010-10-10m m）小于）小于10r10r0 0的某点沿的某点沿x x轴负方向由静止开始运轴负方向由静止开始运动，直至不再靠近。两分子间的分子势能动，直至不再靠近。两分子间的分子
15、势能E Ep p与两分子间距离的关系如图与两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为中曲线所示，图中分子势能的最小值为-E-E0 0 ，若两分子所具有的总能量，若两分子所具有的总能量为为0 0，则在此过程中下列说法正确的是（），则在此过程中下列说法正确的是（）A A乙分子的加速度一定先减小再增大乙分子的加速度一定先减小再增大B B甲乙之间分子势能一定先减小再增大甲乙之间分子势能一定先减小再增大C C乙分子在乙分子在P P点时，加速度最小且动能为点时，加速度最小且动能为E E0 0 D D乙分子的运动范围为乙分子的运动范围为xxxx1 1BCDBCD3.3.（多选）设有甲、乙两分子
16、，甲固定在（多选）设有甲、乙两分子，甲固定在O O点，点，r r0 0为其平衡位置间的距离，为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0.5r0 0处开始沿处开始沿x x方向方向运动到无限远，则（）运动到无限远，则（）A A乙分子的加速度先减小，后增大乙分子的加速度先减小，后增大B B乙分子到达乙分子到达r r0 0处时速度最大处时速度最大C C分子力对乙一直做正功，分子势能减小分子力对乙一直做正功，分子势能减小D D分子动能和势能之和在整个过程中不变分子动能和势能之和在整个过程中不变BDBD4.4.关于分子动能，正确的说法是关于分子动能，正确的说法是()A A某种物体的温度是某种物体的温度是0 0 说明物体中分子的平均动能为零说明物体中分子的平均动能为零B B物体温度升高时，每个分子的动能都增大物体温度升高时，每个分子的动能都增大C C物体温度升高时，分子的平均动能增大物体温度升高时，分子的平均动能增大D D物体的运动速度越大，则物体的温度越高物体的运动速度越大，则物体的温度越高C C