分子动能和分子势能 高中物理选修教学课件PPT 人教版
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分子动能和分子势能_课件
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高中物理选择性必修3 第一章 分子动理论
子动能和分子势能
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
知道分子热运动的动能跟温度有关。知道温度是分子热运 动平均动能的标志。渗透统计的方法。 知道什么是分子势能，改变分子间的距离必须克服分子力 做功。知道分子势能跟物体体积有关
知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关 能够区别内能和机械能
分子势能随分子间距离变化的特点
分子间的作用力表现为斥力，要减小分子 间的距离必须克服斥力做功 分子间作用力与分子距离的关系 因此，分子势能随分子间距离的减小而增大
分子势能随分子间距离变化的特点
所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点 规定无穷远处的分子势能为0，则
注意：
不能简单理解为距离越大，分 子势能越大； 距离越小，分子势能就越小
分子的动能
分子运动
存在分子动能
分子做无规则运 动而具有的能量
分子运动无规则
分子平均动能： 物体里所有分子动能的平均值
大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断 改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是 大量分子动能的平均值。
分子动能的标志
温度越高，分子的无 规则热运动越剧烈
温度与分子平均动能的关系
温度升高时，每个分子的动能都增大吗？
温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义 温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能 都增大，个别分子的动能可能增大，也可能减小，但总体上 所有分子的动能之和一定是增加的。
温度与分子平均动能的关系
同一温度下，所有物质的分子的平均速率大小都相同吗？
内能
理解影响内能的因素 理解内能变化的三种方式 理解内能与机械能无关
高中物理选择性必修3 第一章 分子动理论
子动能和分子势能
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
知道分子热运动的动能跟温度有关。知道温度是分子热运 动平均动能的标志。渗透统计的方法。 知道什么是分子势能，改变分子间的距离必须克服分子力 做功。知道分子势能跟物体体积有关
知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关 能够区别内能和机械能
分子势能随分子间距离变化的特点
分子间的作用力表现为斥力，要减小分子 间的距离必须克服斥力做功 分子间作用力与分子距离的关系 因此，分子势能随分子间距离的减小而增大
分子势能随分子间距离变化的特点
所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点 规定无穷远处的分子势能为0，则
注意：
不能简单理解为距离越大，分 子势能越大； 距离越小，分子势能就越小
分子的动能
分子运动
存在分子动能
分子做无规则运 动而具有的能量
分子运动无规则
分子平均动能： 物体里所有分子动能的平均值
大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断 改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是 大量分子动能的平均值。
分子动能的标志
温度越高，分子的无 规则热运动越剧烈
温度与分子平均动能的关系
温度升高时，每个分子的动能都增大吗？
温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义 温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能 都增大，个别分子的动能可能增大，也可能减小，但总体上 所有分子的动能之和一定是增加的。
温度与分子平均动能的关系
同一温度下，所有物质的分子的平均速率大小都相同吗？
内能
理解影响内能的因素 理解内能变化的三种方式 理解内能与机械能无关
分子动能和分子势能-高二物理课件(人教2019选择性必修第三册)
A
r0
B
构建模型：设空间两个相距无穷远的分子， 让分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。
（1）分子间距离r>r0时，分子间的作用力表现为 力，力的方向与分
子的位移方向
，分子间的作用力做 功，分子势能
。
（2）当分子间距离r=r0时，分子间的作用力为0，分子势能减到最 。
（3）当分子间距离r<r0时，分子B继续向分子A靠近，分子间的作用力
复习回顾
1.一定质量的气体影响其压强的因素有哪些？
微观：分子平均速率、分子数密度 宏观：温度、体积
2.物体动能的表达式是怎样的？ 3.分子力随分子间距变化的规律如何用F—r图像来描述？ 4.分子动理论的内容有哪些？
分子动理论
本章知识框架
物体是由大量 分子组成的
分子热运动
分子间的作用力
油膜法测 分子直径 分子运动速率 气体压强
思考： （1）温度升高，所有分子的动能都增大吗？
温度升高，分子的平均动能一定增大，但不是所有分子的动能都增大。
（2）200C下的氮气和氧气，谁的分子平均动能较大？ 分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类及所处的状态无关。
（3）200C下的氮气和氧气，谁的分子平均速率较大？
不同物质的分子质量一般不同，所以 同一温度下，不同物质的分子平均动能相同，但平均速率一般不同。
三、物体的内能
1.物体的内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
(1)任何物体都具有内能 (2)内能包含的分子动能和分子势能与机械能中的动能和势能截然不同。
2.决定物体内能的因素：
微观：
分子平均动能 分子势能（分子间距）
分子总数
宏观：
人教版物理高中选择性必修3第一章4 分子动能和分子势能PPT教学课件
3 | 物体的内能
1.物体的内能:物体中所有分子的热运动 作物体的内能。
动能 与
分子势能 的总和,叫
2.内能的普遍性:任何物体都具有内能。
3.决定因素
(1)从微观上看,物体的内能大小由物体所含的分子 总数 、分子热运动的
平均动能 和分子间距离三个因素决定。
(2)从宏观上看,物体的内能大小由物质的量、 温度 和 体积 三个因素
第1讲 描述运动第的基一本章概念 分子动理论
7.分子动能与物体速度有关。 ( ✕ ) 提示:分子动能与物体的动能是不同的,分子动能与物体速度无关。 8.温度高的物体内能大。 ( ✕ ) 提示:物体的内能与温度、物质的量和体积有关,温度高的物体内能并不一定大。
第1讲 描述运动第的基一本章概念 分子动理论
1 | 分子动能 1.分子动能 分子不停地做无规则运动,像一切运动着的物体一样,做① 热运动 的分子也具 有动能,这就是分子动能。 2.分子的平均动能 热现象研究的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质,重要的不是系统 中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能的② 平均值 ,这个平均值叫作分 子热运动的平均动能。 3.温度的微观含义 物体的温度是它的分子热运动的③ 平均动能 的标志。
1 | 分子动能 单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成,每个分子都具有动能且不为零。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动,各个分子的动能有大有小并且时刻在变 化。 (3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果,单个分子的动能没有实际意义。 分子的平均动能与温度 (1)温度的微观含义 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。因此可以得出结论:物体温度升高时,分子热运动的 平均动能增加。
分子动能和分子势能(教学课件)-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
1.内能的决定因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因 素决定。 （2）从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子热运动的平均 动能和分子势能三个因素决定。
2.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
能量常见 形式
微观分子热运动 分子动能、分子势能
探究点一 分子动能
1. 为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？ 提示 分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此 各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个 分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能。
2. 相同温度的氧气和氢气，哪一个平均动能大？哪一个平均速率大？
探究点二 分子势能
1.分子力做功与分子势能的关系 分子力做正功，分子势能减少，分子力做了多少正功，分子势能就减少
多少；分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就 增加多少。
2.分子势能与分子间距离的关系
分子间距离
分子力 等于零 分子力做功 —
表现为引力 分子力做负功
表现物体自由下落，它的内能改变了吗？ 提示 物体下落过程中，物体的体积没有发生变化，所以分子势能保持不变， 内能不变。
1.分子势能的理解 （1）由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化。 （2）分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取 有关。
2.内能的理解 （1）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体 宏观运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态。 （2）研究热现象时，一般不考虑机械能， 在机械运动中有摩擦时，有可能 发生机械能转化为内能。 （3）物体温度升高，内能不一定增加；温度不变，内能可能改变；温度降 低，内能可能增加。 （4）组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内 能。
分子动能和分子势能(课件)高中物理(人教版2019选择性必修第三册)
小试牛刀
【例题】以下说法正确的是( AC ) A.机械能为零、内能不为零是可能的 B.温度相同，质量相同的物体具有相同的内能 C.物体的速度增大时，物体的内能可能减小 D.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能 E.物体的速度增大时，物体的内能增大
课堂总结
物体的内能
分子动能 分子势能
平均动能 平均速率
典例分析
【例题】关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是（ B ） 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
物体动能、重力势能、弹性 势能
影响因素
物体的质量、机械运动的速 物质的量、物体的温度、体积及物态 度、相对于零势能面的高度
、弹性形变量
大小 联系
永远不等于零
一定条件下可以等于零
在一定条件下可以相互转化
判断内能的变化
同一个物体温度升高时内能增大，温度降低时内能减小。
①内能增大时温度升高
温度
②内能减小时温度降低
所有分子热运动的动能总和 等于分子的平均动能与分子数的乘积。 微观上看： 与分子的 总个数 和 平均动能 有关 宏观上看： 与 物质的量 和 温度 有关
判一判
【判断题】
●1 ） 某 物 体 的 温 度 是 0 0 C ， 说 明 物 体 中 分 子 的 平 均 动 能 为 零 。 ●错。分子永不停息的运动，不管温度多低，分子动能永远不可能为零。 ●2）物体的动能越大，物体内分子的平均动能越大。 ●错。物体的动能是宏观的机械运动的一种能量,Ek=mv2/2，即由物体的速度与 质量决定。分子的平均动能是微观的，仅由物体的温度决定。 ●3）温度越高的物体，物体内每个分子的动能都大。 ●错。温度高的物体内部也存在着动能很小的分子。只能说温度越高，分子平 均动能越大。 ●4）物质种类不同的物体，如果温度相同，它们的平均动能相同，因而它们分 子的平均速率也相同。 ●错。它们的平均动能相同，但由于它们的分子质量不同，所以分子的平均速 率不同。
分子动能和分子势能+课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
物体的内能
应当指出，组成物体的分子在做无规则的热 运动，具有热运动的动能，它是内能的一部 分；同时物体还可能做整体的运动，因此， 还会具有动能，这是机械能的一部分。后者 是由物体的机械运动决定的，它对物体的内 能没有贡献。
物体一定具有内能，不一定具有机械能
练习与应用
1.在一个密闭容器内有一滴15℃的水， 过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸 气，温度还是15℃。它的内能是否 发生了变化?为什么?
分子动能
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。因此可以得出 结论：物体温度升高时，分子热运动的平均动能增加。
这样，分子动理论使我们懂得了温度的微观含义。
分子动能
1.分子平均动能：分子动能的平均值 决定因素：温度是分子平均动能的唯一标志
练习与应用
2.在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬 吊一个铁块，中午时铁块的温度是28 ℃,晚上 铁块的温度是23 ℃。铁块的内能是否发生了 变化?为什么?
分子势能
分子势能
可见，分子势能的大小是由分子间的相 对位置决定的。由以上分析可知，如果选定 分子间距离r为无穷远时的 分子势能Ep为0,则分子势能Ep随分子间距 离r变化的情况 如图1.4-2乙所示。分子势能E,随分子间距 离r的变化有最小值，即当r=r₀时，分子势 能最小。 物体的体积变化时，分子间距离将发生变化， 因而分子势能随之改变。可见，分子势能与 物体的体积有关。
分子动能和分子势能
问题
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。分子间的作能
分子不停地做无规则运动，那么,像一切运动着的 物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。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。在热现象的研究中，我们关心的是组 成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要 的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平 均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。
分子动能和分子势能(教学课件)(人教版2024选择性必修第三册)
范德华力
范德华力是一种弱的吸引力，存 在于所有分子之间。
氢键
氢键是比范德华力更强的吸引力 ，存在于含有氢原子和电负性强 的原子（如氧、氮或氟）的分子 之间。
静电力
静电力存在于带电的离子之间，是一种强烈的吸引力或排斥力。
分子势能曲线的典型形状
分子势能曲线通常呈现U形，反映了分子间相互作用力的变化。 随着分子间距离减小，吸引力先增大，达到最小值后，排斥力迅 速增大。曲线最低点对应于分子势能最小值，即分子最稳定的状 态。
应用
理解分子动能和分子势能有助于解释化学反应速率、气体性质等现象。
气体分子运动的基本规律
1 1. 无规则运动
气体分子在空间中做无规则的 热运动。
2 2. 持续运动
气体分子运动永不停息。
3 3. 高速运动
气体分子运动速度很快。
4 4. 直线运动
气体分子在两次碰撞之间沿直 线运动。
气体分子运动能量的本质
动能
气体分子运动本身具有能量，称为动能。 动能的大小与分子质量和运动速度有关。
分子动能和分子势能在化学反 应中的应用
活化能
化学反应需要克服活化能才能发 生，反应物分子需要足够的动能 才能发生碰撞。
反应速率
温度升高，分子动能增加，反应 速率加快，因为碰撞频率和有效 碰撞次数增加。
反应热
化学反应过程中，分子动能和分 子势能的变化决定了反应热的大 小。
化学平衡
温度对化学平衡的影响，可以通 过分子动能和分子势能来解释。
气体分子平均动能的计算
气体分子平均动能是指在一定温度下，气体分子动能的平均值。 该值反映了气体分子热运动的剧烈程度，与气体的温度成正比。
玻尔兹曼常数
1
分子动能和分子势能课件-高二下学期物理人教版选择性
本节内容结束
第一章 分子动理论
4.分子动能和分子势能
知道温度是分子
理解内能的概念
平均动能的标志
及其决定因素
教
01
03
CONTENT
学
目
标
02
明确分子势能与分
子间距离的关系
新课引入
运动的汽车具有动能 运动的分子．分子动能：分子由于热运动而具有的能量。
2．分子热运动的平均动能：所有分子动能的平均值。
3.两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( D ) 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.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大
静止在地面上的足球，其中的气体分子在永不停息地做无规则运动， 还具有能量。
典例精析
例. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能Ep 随分子 间距离 r 变化关系的图线是( B )
解 ：分子间作用力f 的特点是：r<r0时，f 为斥力；r＝r0时，f＝0；r>r0时， f 为引力。分子势能Ep的特点是：r＝r0时，Ep最小。因此只有B项正确。
1.(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是（ AD ）
A.两种物体的分子的平均动能相同 B.水银分子的平均动能比水的大 C.两种物体的分子的平均速率相同 D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小 解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子平均动能相 同，故A对，B错； 由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知水银分子的平均速率比水分子 的平均速率小，故D对，C错.
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重力势能 弹性势能 分子势能
新知讲解
二、分子势能
1.分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们 的相对位置所决定的能。
2.分子势能与分子间距离的关系
当r≈10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零， 此距离为r0。 当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小 分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势 能随分子间距离的减小而增大。
联系
在一定条件下可以相互转化
典例探究
例题3：下列说法中正确的是（ D ）
A．温度低的物体内能小 B．温度低的物体分子运动的平均速率小 C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大 D．物体体积改变，内能可能不变
课堂练习
1．关于分子动能，正确的说法是（ C ）
A．某种物体的温度是0℃说明物体中分子的平均动能为零 B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大 C．物体温度升高时分子的平均动能增大 D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
典例探究
例题2：如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子 的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为力。a、b、
c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（ BC ）
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
新知讲解
三、物体的内能
1.物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体 的内能。也叫做物体的热力学能。
2.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并且相 互作用着的分子所组成。
3.决定物体内能的因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定。 （2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均 动能和分子间的距离三个因素决定。
则（ C ）
A．甲气体温度一定高于乙气体的温度 B．甲气体温度一定低于乙气体的温度 C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快
新知讲解
二、分子势能
1.分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们 的相对位置所决定的能。
地面上的物体，由于与地球相互作用 发生弹性形变的弹簧，相互作用 分子间相互作用
新知讲解
一、分子动能
需要注意： 1.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。 2.温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能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。
典例探究
例题1：有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，
课堂练习
2．对于20℃的水和20℃的水银，下列说法正确的是（ AD ）
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
课堂练习
3．分子间距增大时，分子势能将（ D ）
A．增大
B．减小
C．不变
D．不能确定
课堂练习
4．下列关于物体内能的说法中正确的是（ D ）
新知讲解
三、物体的内能
4.物体的内能跟机械能的区别
对应的运动形式 常见的能量形式
内能 微观分子热运动 分子动能、分子势能
机械能 宏观物体机械运动 物体动能、重力势能或弹性势能
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量
大小
永远不等于零
一定条件下可以等于零
当r＞r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增 大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子 势能随分子间的距离增大而增大。
新知讲解
二、分子势能
3.决定分子势能的因素
（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。 （2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 ①一般选取两分子间距离很大（r＞10r0）时，分子势能为零。 ②在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0 过程中，分子力做正功，分子势能减小。 ③在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至 r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小。 ④当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小。
分子动能和分子势能
温故知新
一、分子动理论
1.物体是有大量分子组成。 2.分子在做永不停息的无规则热运动。 3.分子间存在着相互作用的引力和斥力。
二、气体压强的微观解释
气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
新知讲解
一、分子动能
1.分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能。 2.平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。
影响气体压强的因素
微 1.分子的平均动能 观 角 度 2.分子密集程度
温度 宏 观 角
体积 度
新知讲解
一、分子动能
扩散的快慢受温度影响。温度越高，分子运动越快。
新知讲解
一、分子动能
1.分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能。 2.平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。 3.温度： （1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度。 （2）微观含义（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动 的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大。
A．0℃的水比0℃的冰的内能大 B．物体运动的速度越大，则内能越大 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
谢谢