人教版（2019）高中物理选修性必修第三册 1.4分子动能和分子势能_教案.pdfVIP

分子动能和分子势能

【教学目标】

1．知道分子的动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标准。

2．知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的

定性规律。

3．知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和

机械能。

【教学重难点】

掌握三个概念（分子动能、分子势能、物体内能）。

【教学过程】

一、复习导入

1．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。

2．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。

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量

变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的

能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

二、新课教学

（一）分子动能

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动

能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现

象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究

大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做

分子热运动的平均动能。

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。

实验：扩散快慢与温度的关系

结论：扩散的快慢受温度影响。温度越高，分子运动越快。

布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。

依照分子动理论，这说明温度升高后，分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的

平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分

子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均

动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运

动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观

物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直

接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于

个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，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。

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。

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。

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，

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

（二）分子势能

回顾我们学习的势能：

地面上的物体，由于与地球相互作用：重力势能

发生弹性形变的弹簧，相互作用：弹性势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是

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。

重力势能与弹性势能都跟位置（距离）有关，那么分子势能与分子间距离有什么关

系呢？

2．分子势能与分子间距离的关系

出示模型（类似弹簧与小球）

-10

如果分子间距离约为10m数量级时