《高二物理备课导学案（人教版2019选择性必修第三册）》1.4 分子动能和分子势能（原卷版）
第 4 节 分子动能和分子势能
【知识梳理与方法突破】
一、分子动能
1.单个分子的动能
（1）物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。
（2）分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子动能大小不同并且时刻在变化。
（3）热现象是大量分子无规则运动的统计规律，对个别分子的动能没有实际意义。
2.分子的平均动能
（1）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，分子平均动能增大，但不是
每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大
小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。
（2）只要温度相同，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度
下，不同物质分子运动的平均速率一般不相同。
3.物体内分子的总动能
分子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目有关。
【例 1】教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午 10 时的温度为 15℃，下午 2时的温度为
25℃，假设大气压强无变化，则下午 2时与上午 10 时相比较，房间内的( )
A．空气分子密集程度增大
B．空气分子的平均动能增大
C．空气分子的速率都增大
D．空气质量增大
【针对训练 1】下述说法中正确的是( )
A．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大
C．当某物体的内能增加时，该物体的温度一定升高
D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子平均动能越大
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
r=r0
r>r0
，
r
增大
r<r0
，
r
减小
分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力
分子力做功 — 分子力做负功 分子力做负功
分子势能 最小 随分子间距离的增大而增大 随分子间距离的减小而增大
3.分子势能曲线
分子势能曲线如图所示，
规定无穷远处分子势能为零。分子间距离从无穷远逐渐减小至
r0
的过程，分子间的合力为引力，合力
做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值。当分子间距离到达
r0
以后再继续减小，分子间
的合力为斥力，在分子间距离减小过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零，
甚至为正值，故
r=r0
时分子势能最小。
从曲线上可看出：（1）在
r<r0
处，曲线比较陡，这是因为分子间的斥力随分子间距的减小而增加得
快，分子势能的增加也就快。（2）在
r>r0
处，曲线比较缓，这是因为分子间的引力随分子间距的增大而
变化得慢，分子势能的增加也就变慢。（3）在
r=r0
处，分子势能最小，但不一定为零，因为零势能的位
置是任意选定的。一般取无穷远处分子势能为零，则分子势能最小位置是在
r=r0
处，且为负值，故分子势
能最小与分子势能为零绝不是一回事。
4.影响分子势能的因素
（1）宏观上：分子势能的大小与体积有关。一般体积变化，势能就变化，但不能说体积变大，势能就变
大。
（2）微观上：分子势能与分子间的距离有关。
【例 2】分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势
能。如图所示为分子势能 E随分子间距离 r变化的图像，取 r趋近于无穷大时 Ep为零。通过功能关系可以
从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．图中 r1是分子间引力和斥力平衡的位置
B．假设将两个分子从 r=r2处释放，它们将相互靠近
C．假设将两个分子从 r=r1处释放，当 r=r2时它们的速度最大
D．假设将两个分子从 r=r1处释放，当 r=r2时它们的加速度最大
【针对训练 2】两分子间的斥力和引力的合力 F与分子间距离 r的关系如图中曲线所示，曲线与 r轴交点的
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