《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（解析版）
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
【答案】B
【详解】A、压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此房间内的空气质量将减少，房间体积不变，
则密度减小，故 A错误，D错误；
B、温度升高，分子的平均动能将增大，故 B正确；
C、温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，平均速率增大，这是统计规律，对于单个
分子动能的变化则是不确定的，其速率不一定增大，故 C错误．
【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
【答案】D
【详解】A、温度是分子平均动能的标志，甲物体的温度比乙物体的温度高，由于不知道两种粒子的分子
质量的关系，所以不能判断出甲物体分子平均速率与乙物体分子平均速率的大小关系，故 A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大，并不是物体的每一个分子的动能都
增大，故 D正确，B错误；
C、物体的内能与物体温度、体积、物态有关，温度高，内能不一定大，故 C错误．
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。
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