§1.4分子動能和分子勢能選擇性必修三選擇性必修三選擇性必修三分子動能由于分子永不停息地做無規則運動而具有的能量。

研究單個分子沒有意義。所有分子的動能的平均值——

分子熱運動的平均動能物體的溫度是它的分子熱運動的平均動能的標志。溫度越高，分子熱運動的平均動能越大。物體內分子總動能：所有分子熱運動的動能總和。

溫度分子數二、分子勢能

分子勢能的大小由分子間的相對位置決定，分子間的相互作用力隨距離變化而變化，分子勢能也會隨距離變化而變化。

由于分子之間存在著相互作用力，且分子間的作用力所做的功與路徑無關，所以，分子組成的系統具有分子勢能。

分子力所做功的大小等于分子勢能的變化量的大小。分子力做正功時，分子勢能減少，分子力做負功時，分子勢能增加。

設兩個分子相距無窮遠，我們可以規定它們的分子勢能為0。讓一個分子A不動，另一個分子B從無窮遠處逐漸靠近A。在這個過程中，分子勢能的大小發生改變。

分子勢能Ep與分子間距離r是有關系的。那么，它們之間存在怎樣的一種關系呢？思考與討論：類似于彈簧小球模型分子力做功情況分子作用力曲線與r軸之間所圍面積等于分子力所做的功。①當r>r0時，隨著分子間距不斷變小，分子力做功情況如何？②當r<r0時，隨著分子間距不斷變小，分子力做功情況如何？分子B從無窮遠處逐漸靠近A分子勢能變化規律1、當分子間距離r>r0時，分子間的作用力表現為引力，分子勢能減小。2、當分子間距離r減小到r0時，分子間的作用力為0，分子勢能減到最小。取無窮遠處勢能為0，3、當分子距離r<r0時，分子間的作用力表現為斥力，分子勢能增大。F-r圖象與Ep-r圖象的對比

從圖象可知，當r=r0時，分子勢能最小，但并不是為0，因為零勢點的選取是任意的，一般取無窮遠處為零勢點，這樣最小勢能為負值。1、從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關。影響分子勢能大小的因素2、從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關。

一般來說，物體的體積發生變化時，分子勢能也會發生變化，但不能簡單的認為體積增大，分子勢能增大，體積減小，分子勢能減小，因為物體體積發生變化時，我們無法確定是在r<r0的條件下還是在r>r0的條件下發生的變化。補充說明：大多數固體熔化成液體分子間距會變大。而冰熔化成水是個特例。冰熔化成水的過程中分子間距變小，而冰、水的分子間距均小于r0，因此其分子勢能會隨著分子間距變小而增大。例1.(2023年海南卷)下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是（

）A．分子間距離大于r0時，分子間表現為斥力B．分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小C例2.(2021年重慶卷)圖1和圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分之間的距離變化的規律，r0為平衡位置。現有如下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應的物理量分別是()A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③D

物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，叫作物體的內能(internalenergy)。三、物體的內能任何物體都具有內能。決定物體內能的因素:思考與討論

物體下落的時候，物體中的分子在做無規則熱運動的同時還共同參與豎直向下的落體運動。再如，地面上滾動的足球，球內的氣體分子在做無規則熱運動的同時，還共同參與水平地面上的運動。當足球靜止在地面上時(圖1.4-3)，其中的氣體分子是否還具有能量呢？應當指出，組成物體的分子在做無規則的熱運動，具有熱運動的動能，它是內能的一部分；同時物體還可能做整體的運動，因此，還會具有動能，這是機械能的一部分。后者是由物體的機械運動決定的，它對物體的內能沒有貢獻。思考：內能與機械能有何區別？1、能量的形式不同機械能與物體的機械運動相對應，內能與分子熱運動相對應。內能與機械能的區別2、決定能量的因素不同內能是由物體內大量分子的熱運動和分子間的相對位置決定的能量，宏觀上它與物體的溫度、體積、物體的摩爾數有關。機械能是由物體做機械運動和物體形變決定的能量，它是對宏觀物體整體來說的。3、物體具有內能的同時又可以具有機械能，機械能可以為0，但物體在任何情況下都具有內能。4、物體的機械能變化時，內能不一定變化，同樣，物體的內能變化時，機械能不一定變化。5、機械能與內能之間可以相互轉化，轉化過程遵循能量守恒定律。例3.為什么說任何物體都具有內能？物體的體積不變，溫度升高時，它的內能怎樣變化？教材P17復習與提高A組第1題

物體的內能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，而組成物體的分子在永不停息地做無規則運動，因此，任何物體都具有內能。

若物體的體積不變，溫度升高，分子勢能不變，分子平均動能增加，則物體的內能增加。(類題推薦：教材P16練習與應用第1、2題)例4.有人說：“當我們把一個物體舉高時，組成物體的每個分子的重力都做了負功，因此分子勢能增大，這就導致物體的內能增大，我們舉起物體所做的功，就等于物體內能的增加量。”你說對嗎？為什么？教材P16練習與應用第4題

這種說法不對，

當我們把物體舉高時，物體的重力勢能增加，但物體的溫度沒變，物體內分子間的距離沒變，故物體的內能沒變。分子動能分子勢能內能定義影響因素微觀宏觀分子無規則運動的動能分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和分子之間的距離體積溫度、體積、物質的量分子熱運動劇烈程度、分子間距、分子個數分子熱運動的劇烈程度溫度例5.一定質量的0℃的冰熔化成0℃的水，其總的分子動能EK，分子勢能EP，以及內能E的變化是（）A．EK、EP、E均變大B．EK、EP、E均變小C．EK不變、EP變大、E變大D．EK不變、EP變小、E變小C例6.質量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，不考慮分子間的勢能，則()A．氧氣的內能較大B．氫氣的內能較大C．兩者內能相等D．氫氣分子的平均動能較大B拓展提升：選擇性必修三物體的內能物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，叫作物體的內能。**任何物體都具有內能①物體所含的分子總數由物質的量決定；②分子的熱運動平均動能與溫度有關；③分子勢能與物體的體積有關；④理想氣體內能只與溫度有關。溫度越高分子的無規則運動越激烈分子的動能越大組成物體的所有分子的動能總和增加物體的內能就增加選擇性必修三內能機械能對應的運動形式與熱運動對應與機械運動對應常見的能量形式分子動能與分子勢能動能、重力勢能、彈性勢能影響因素溫度、質量、體積質量、速度、高度、形變量聯系內能和機械能的物理本質是一樣的。機械能是宏觀的物體運動，內能是組成物體的微粒(原子)的運動的總和。內能和機械能的比較選擇性必修三分子動能分子勢能內能定義分子無規則運動的動能分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和影響因素微觀分子熱運動的劇烈程度分子距離分子熱運動劇烈程度分子距離分子個數宏觀溫度體積溫度

體積

質量分子動能、勢能及內能的比較選擇性必修三例1.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0，相距很遠的兩分子僅在分子力作用下，由靜止開始相互靠近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法中正確的是(

)A．在r＝r0時，分子勢能為零B．在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零C．在r>r0階段，分子勢能一直減小D．在r<r0階段，分子勢能先減小后增加選擇性必修三例2.對于物體內能的理解，下列說法正確的是(

)A.一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動的動能和分子之間勢能的總和B.做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能越來越大C.內能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同D.物體的內能跟物體的溫度和體積有關E.物體溫度改變時，物體分子的平均動能不一定改變ACD選擇性必修三例3.對不同的物體而言，下列說法中正確的是(

)A.高溫物體內分子的平均動能一定比低溫物體內分子的平均動能大B.高溫物體內每一個分子的動能一定大于低溫物體內每一個分子的動能C.高溫物體內分子運動的平均速率一定比低溫物體內分子運動的平均速大D.高溫物體內每一個分子運動的速率一定大于低溫物體內每一個分子運動的速率A選擇性必修三例4.(多選)關于內能下，下列說法正確的是（

）A.相同質量的兩種物體，升高相同的溫度，內能的增量一定相同B.一定質量的0℃水結0℃成冰，內能一定減小C.一定質量氣體的體積增大，但既不吸熱也不放熱，能能一定減小D.相同質量的兩個物體，運動物體

的內能一定大于靜止的物體的內能BC課后練習【例題】相同質量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說法正確的是()A.每個氧分子的動能都比氫分子的動能大B.每個氫分子的速率都比氧分子的速率大C.兩種氣體的分子平均動能一定相等D.兩種氣體的分子平均速率一定相等【例題】(多選)下列說法中正確的是()A.只要溫度相同，任何物體分子的平均動能都相同B.分子動能指的是由于分子做無規則運動而具有的能C.物體中10個分子的動能很大，這10個分子的溫度很高D.溫度低的物體中的每一個分子的運動速率一定小于溫度高的物體中的每一個分子的運動速率【例題】(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示。F＞0為斥力，F＜0為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置。現把乙分子從a處由靜止釋放，則()A.乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B.乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C.乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D.乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大【例題】(多選)關于分子勢能，下列說法正確的是()A.分子間表現為引力時，分子間距離越小，分子勢能越小B.分子間表現為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越小C.物體在熱脹冷縮時，分子勢能發生變化D.物體在做自由落體運動時，分子勢能越來越小【例題】（多選）：1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣相比較，下列說法正確的是（）A.分子的平均動能與分子的總動能都相同B.分子的平均動能相同，分子的總動能不同C.內能相同D.1g100℃的水的內能小于1g100℃的水蒸氣的內能【例題】以下說法正確的是()A.機械能為零、內能不為零是可能的B.溫度相同，質量相同的物體具有相同的內能C.物體的速度增大時，物體的內能可能減小D.分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內能E.物體的速度增大時，物體的內能增大判一判概念辨析(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)物體的溫度升高時，物體每個分子的動能都大． ()(2)當分子力做正功時，分子勢能一定減小． ()(3)當分子間距離為r<r0時，分子力為斥力，這時減小分子間的距離，分子勢能增大． ()(4)物體運動的越快，其內能一定越大． ()(5)物體的溫度和體積變化時，內能一般要發生改變． ()【例題】下列關于物體內能的說法正確的是（

）A.一個分子的動能和分子勢能的總和叫作該分子的內能B.物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和叫作物體的內能C.當一個物體的機械能發生變化時，其內能也一定發生變化D.溫度高的物體一定比溫度低的物體內能大【例題】下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep

隨分子間距離

r

變化關系的圖線是(

)【例題】如圖所示，玻璃瓶A、B中裝有質量相等、溫度分別為60℃的熱水和0℃的冷水，下列說法正確的是（）A．溫度是分子平均動能的標志，所以A瓶中水分子的平均動能比B瓶中水分子的平均動能大B．溫度越高，布朗運動越顯著，所以A瓶中水分子的布朗運動比B瓶中水分子的布朗運動更顯著C．因質量相等，故A瓶中水的內能與B瓶中水的內能一樣大D．A瓶中水的體積比B瓶中水的體積大【例題】關于溫度與分子動能的關系，下列說法正確的是（

）A.某物體的溫度為0℃，說明物體中分子的平均動能為零B.溫度是