分子动能和分子势能(学案)-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册

第4节分子动能和分子势能

【学习目标】

1．知道分子热运动的动能与温度有关，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力做功的关系。

3．知道内能的概念，知道物体的内能与物体的温度和体积有关。

预习学案：

一、分子动能

1．定义：做的分子具有的动能。

2．平均动能：所有分子动能的。

3．温度的微观含义：温度是分子热运动的的标志。

二、分子势能

1．分子间的作用力所做的功与路径，分子组成的系统具有分子。

2．分子势能与分子间距离的关系

（1）当r＞r0时，分子力表现为，若r增大，需克服引力做功，分子势能。

（2）当r＜r0时，分子力表现为，若r减小，需克服斥力做功，分子势能。

（3）当r＝r0时，分子势能。

3．决定因素

（1）宏观上：分子势能的大小与物体的有关。

（2）微观上：分子势能的大小与分子之间的有关。

三、物体的内能

1．定义：物体中所有分子的热运动与分子的总和。

2．决定因素：物质的量、和体积共同决定。

课堂学案：

［典例1］［多选］下列说法中正确的是（）

A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同

B．分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能量

C．物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高

D．温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的每一个分子的运动速率

［典例2］［多选］物体分子间相互作用力与分子间距离之间的关系图像如图所示。下列判断中正确的是（）

A．当r＜r0时，r越小，则分子势能E p越大

B．当r＞r0时，r越小，则分子势能E p越大

C．当r＝r0时，分子势能E p最小D．当r→∞时，分子势能E p最小

［典例3］下面有关机械能和内能的说法正确的是（）

A．机械能大的物体，内能一定也大

B．物体做加速运动时，其运动速度越来越大，物体内分子平均动能必增大

C．物体降温时，其机械能必减少D．摩擦生热是机械能向内能的转化

达标学案：

1．［多选］对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是（）

A．两者的分子平均动能相同

B．水银的分子平均动能比水的大

C．两者的分子平均速率相同

D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小

2．［多选］关于质量和温度均相同的一杯水和一个钢球，下列说法正确的是（）A．它们的内能一定相同

B．它们的分子平均动能一定相同

C．它们的分子的平均速率一定相同

D．把钢球置于水中，它们各自的内能一定不变

3．当物体的温度升高时，下列说法中正确的是（）

A．每个分子的温度都升高

B．每个分子的热运动都加剧

C．每个分子热运动的动能都增大

D．物体分子热运动的平均动能增大

4．［多选］设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其与平衡位置间的距离，今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动（如图），则（）A．乙分子的加速度先减小，后增大

B．乙分子到达r0处时速度最大

C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小

D．乙分子在r0处时，分子势能最小

5．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）

A．温度和体积B．体积和压强

C．温度和压强D．压强和温度

6．下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（）

A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

7．相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是（）

A．每个氧分子的动能都比氢分子的动能大

B．每个氢分子的速率都比氧分子的速率大

C．两种气体的分子平均动能一定相等

D．两种气体的分子势能一定相等

8．关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（）A．温度低的物体内能一定小

B．温度低的物体分子运动的平均动能一定小

C．温度升高时，物体的内能一定增加

D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，物体分子的平均动能越来越大

9．［多选］回收宇宙飞船的过程中，飞船在轨道上运行的高度逐渐降低，进入大气层，最后安全着陆。由于与大气的高速摩擦，使得飞船壳体外表温度上升到近两千摄氏度，从分子动理论和能量方面下列理解正确的是（）

A．飞船壳体材料每个分子的动能均增大

B．飞船壳体材料分子的平均动能增大

C．飞船的内能向机械能转化

D．飞船的机械能向内能转化

10．两个分子甲和乙相距较远（此时分子力可以忽略），设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是（）

A．分子力总对乙做正功，分子势能不断减小

B．乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大

C．乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后减小

D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大

11．两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线如图所示。下列说法正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r2时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r由∞到r1变化过程中，分子间的作用力先变大再变小

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

12．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的是（）