新教材人教版高中物理选择性必修第三册全册教学课件

1、新人教版高中物理全册教学课件选择性必修第三册第一章 分子动理论1.1 分子动理论的基本内容1知道什么是扩散现象及产生扩散现象的原因、影响扩散快慢的因素。2知道什么是布朗运动及布朗运动产生的原因。3通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。4知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。5知道分子动理论的内容。学习目标 如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为1 cm的球与分子相比。可见，分子是极其微小的。我们曾经研究过物体的运动，那么，构成物体的微小分子会怎样运动呢？新课导入01物体是由大量分子组成的02分子热运动03分子间的作用力04目录分子动理论

2、新课讲解01物体是由大量分子组成的分子动理论1.分子定义：研究化学性质：物质组成微粒，分子、原子、或者离子。研究热学运动性质和规律：分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子。 分子模型：球体扫描隧道显微镜石墨表面原子的排布图放大上亿倍的蛋白质分子结构模型利用纳米技术把铁原子排成“师”字扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像 把分子看做小球，这是分子的简化模型。实际上，分子有着复杂的内部结构，并不是小球。我们通常说分子的直径有多大、只是对分子大小的一种粗略描述。两种模型在热力学研究中，我们把固体和液体的单个分子可看成

3、是一个小球；单个气体分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心。油酸分子固体、液体小球模型dddd 在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，一般可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）。则： 分子的直径气体立方体模型气体分子间的平均距离ddd立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即：数值：2.阿伏加德罗常数1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁意义：定义：NA6.021023m

4、ol13.计算：宏观量与微观量的关系微观量m0分子质量V0分子体积d分子直径V物体体积Vmol摩尔体积m物体的质量Mmol摩尔质量物体的密度宏观量微观 宏观NA桥梁标况下气体摩尔体积VA=22.4L/mol 1mL=1cm3 1L=1dm3分子质量：分子平均占有的体积：1mol物质的体积：气体分子间距离（立方体模型）：固体或液体分子的直径（球体模型）：物体所含分子数：球体一般分子的质量的数量级为10-26kg02分子热运动分子动理论（1）定义：不同物质相互接触时能够彼此进入对方的现象叫做扩散。（2）引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。 气体和液体都可以发生扩散现象，固体之间可以发生扩

5、散现象吗？想一想1.扩散现象（3）特点物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。温度越高，扩散现象越明显。浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。直接证明组成物质的分子在不停地运动着。意义：应用：在纯净半导体材料中掺入其他元素。酱油的色素分子扩散到蛋清中演 示用显微镜观察炭粒的运动 取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。 改变悬浊液的温度。重复上述操作，观

6、察悬浊液中小炭粒的运动情况。用显微镜观察炭粒的运动 改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。看到的炭粒的运动有规律吗？运动快慢与炭粒的大小有关吗？无规则运动快慢与颗粒大小有关用显微镜观察炭粒的运动每隔30s记下三颗微粒运动的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示:图中折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？能否预测炭粒下一时刻的位置？想一想显微镜下看到的微粒布朗2.布朗运动悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒永不停息地无规则运动。特点布朗运动永不停息。微粒越小，布朗运动越明显。在任何温度下都会发生，温度越高，布朗运动越明显。宏观颗粒原因：大量液体(或气体)分子对悬

7、浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。意义：布朗运动跟什么因素有关？布朗运动的影响因素：颗粒的大小和温度525045颗粒越小每一瞬间受到液体分子撞击的数目少受力极易不平衡颗粒越大同时跟它撞击的分子数多受力的平均效果互相平衡质量大，惯性大运动状态难改变颗粒越大越明显还是越小越明显？影响因素颗粒大小颗粒小温度高瞬间与微粒撞击的分子数越少撞击作用的的不平衡性越明显液体分子运动越激烈布朗运动越明显对布朗微粒撞击频率和强度越高综上：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显布朗运动扩散现象区别固体颗粒足够小，悬浮在气体或液体中.两种不同物质相互接触，彼此进

8、入对方.温度高低，颗粒大小.温度高低，物质的密度差，溶液的浓度差.是液体或气体分子无规则运动的反映.是物质分子的无规则运动.联系布朗运动与扩散现象的区别与联系 扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动。把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。温度越高，热运动越激烈布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质.布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映.定义：说明特点：3.热运动永不停息无规则不同温度下墨水的扩散高温下的布朗运动03分子间的作用力分子动理论 向A、B两个量筒中分别倒入50ml的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液

9、体的体积。它说明了说明问题？做一做水酒精总体积变小说明液体分子间存在着空隙金铅块扩散气体易压缩总体积变小固体和液体的分子间隙较小气体分子的间隙大分子之间存在着相互作用力能聚集在一起组成物质的分子之间存在间隙1、分子间有引力和斥力拉伸物体需要用力.引力作用把两块纯净的铅压紧，两块铅就合在一起。压缩物体要用力斥力作用固体和液体的体积很难被压缩 分子间引力和斥力是同时存在的！引起分子间相互作用力的原因我们知道，分子是由原子组成的.原子内部有带正电的原子核和带负电的电子.两原子的电子与电子间，原子核与原子核间存在斥力；两原子中的电子与原子核间存在引力，故分子间作用力是电子、原子核间的库仑力（电磁力）的

10、总体体现.而库仑力的大小与电荷间距有关，显然，分子间作用力跟分子间的距离有关.斥力斥力引力引力F0r2、分子间引力和斥力的变化规律纵轴表示分子间的作用力正值表示F斥横轴表示分子间的距离负值表示F引分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线r0F斥F引分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更 快 。分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。2、分子间引力和斥力的变化规律分子力随分子间距的变化规律0FF斥F引F分rr0当r=r0=10-10m时，F引F斥，分子力F分0，分子处于平衡状态。当rr0时，F斥F引，分子力表现为引力。随r 的增加

11、，分子力先增大后减小。当rr0时，F斥F引，分子力表现为斥力。随r的减小，分子力增大。当r10r0（10-9m）时，分子力等于0。10r0 分子间作用力是带正电的原子核和带负电的电子的相互作用引起的。 以上就是物质结构的基本图像.在热学研究中常常以这样的基本图像为出发点，把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现.这样建立的理论是一种微观统计理论，叫做分子动理论.04分子动理论分子动理论1.分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的，分子永不停息的做无规则运动，分子间存在相互作用力。2.从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。物体是由大量分子组成的分子在做永不停息

12、的无规则热运动分子间存在着相互作用的引力和斥力物体是由大量分子组成，这些分子没有统一运动步调，对于单个的分子而言，分子运动方向和速率大小都具有偶然性，但是对于大量的分子却表现出规律性。这种由大量偶然事件的整体表现出来的规律，叫做统计规律。如本章第3节我们将研究分子运动速率的分布规律（统计规律）。把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。分子动理论（molecular kinetic theory） 物质是由大量分子组成的1 分子永不停息地做无规则的运动2 分子之间存在着相互作用力3热学热现象的宏观理论研究热现象一般规律，不涉及热现象微观解释(热力学)热现象的微观理论从分子动理论的角度

13、来研究宏观热现象的规律(统计物理学)课堂小结例1.如图所示，一棱长为L的立方体容器内充有密度为的某种气体，已知该气体的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为NA。求：(1)容器内气体的分子数；(2)气体分子间的平均间距。典例分析解析：容器内气体的质量为：容器内气体物质的质为：容器内气体的分子数为：设气体分子间的平均距离为d，将分子占据的空间看做立方体，则有：可得：【例2】仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ ）A.水的密度和水的摩尔质量B.水分子的体积和水分子的质量C.水的摩尔质量和水分子的体积D.水的摩尔质量和水分子的质量D解析知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿

14、伏加德罗常数，故A错误；知道水分子的体积和水分子的质量，不能求出水的摩尔质量或摩尔体积，所以不能求出阿伏加德罗常数，故B错误；知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道水的密度，故不能求出阿伏加德罗常数，选项C错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求得阿伏加德罗常数，故D正确.变式训练1：(多选)阿伏加德罗常数是NA(单位为mol1)，铜的摩尔质量为M(单位为kg/mol)，铜的密度为(单位为kg/m3)，则下列说法正确的是（ ）D.1 kg铜所含有的原子数目是NA【例3】CDBCD【例题】BBD1、关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（ ）A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发

15、生B.布朗运动和扩散现象都是分子运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察C当堂小练2、有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ).分子间的斥力增大，引力变小;.分子间的斥力变小，引力变大;.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快;.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.C D第一章 分子动理论1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小1知道用单分子油膜方法估算分子的直径。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型。2培养

16、在物理学中的估算能力。3体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法。学习目标 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小。新课导入01实验思路02物理量的测量03数据分析目录新课讲解04误差分析05注意事项01实验思路分子动理论在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理。把分子看成球形. 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.油分子一个紧挨一个整齐排列;因此，要估测油酸分子的直径，就要解决两个

17、问题:一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。油酸分子把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层水油酸分子d油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。模型化理想化 把分子看成球形估算 实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。02物理量的测量分子动理论1、测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V配制油酸溶液：测量一滴油酸溶液的体积：求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的

18、总滴数n和它们的总体积V3，则一滴油酸酒精溶液的体积为 。 用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为 的油酸酒精溶液。 1滴油酸的体积=2、测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉（痱子粉或细石膏粉），可以清楚地看出它的轮廓。正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=s0

19、 N 。不足半个的舍去根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。多于半个的算一个互补法03数据分析分子动理论水油酸分子dd-单分子油酸的直径V-一滴油酸分子的体积S-一滴油酸分子的面积 S= s0 N 大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10-10 m。（除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m，一般分子的质量的数量级为10-26kg）我们头发的直径约是900nm。钨原子 水分子氢分子分子直径数量级 10-10m （1nm=10-9m）分子的数量级很小，

20、说明分子很小水油酸分子d操作步骤:1.配制溶液（稀释）2.精测一滴液体体积3.水盘取水，撒痱子粉4.滴一滴溶液形成单层表面薄膜5.描油膜形状（放上玻璃板，等液面稳定后）6.放坐标纸，数格子(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，计算油膜面积7.求分子直径04误差分析分子动理论溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变。 油滴的体积过大，水面面积过小，溶液浓度，痱子粉的用量等因素，形成的油膜不是单分子油膜。1、油酸酒精溶液浓度改变2、形成的油膜不是单分子油膜4、纯油酸体积的测量和计算产生误差5、油膜的面积S测量和计算产生的误差油膜形状画线误差。数格子法带来的误差。3、不考虑油酸分子的

21、空隙，计算分子直径时的误差。05注意事项分子动理论7、利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个。1、测1滴酒精油酸溶液的体积时，滴入量筒中的酒精油酸溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。2、浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。3、痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可。4、在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水。5、滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大。6、待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓

22、。扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩。【例1】用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以_。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是_。解析：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积把油酸酒精溶液单分子层油膜的面积 稀释后，油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数n，得到一滴油酸酒

23、精溶液的体积 ,之后根据浓度求出一滴溶液中纯油酸的体积。根据公式 可知,还需要测单分子层油膜的面积S。典例分析【例题2】在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)(1)油酸薄膜的面积是 m2;(1)由于每格边长为1 cm,则每一格就是1 cm2,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为:S=40

24、cm2=4.010-3 m2;解析：4.010-3 【例2】在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)(1)油酸薄膜的面积是 m2;(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;4.010-3 解析：(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m(结果保留两位有效字);2.510-126.310-101、在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，

25、下列做法不正确的是()A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴溶液中含有油酸小于102 mLB.往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积C 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴油酸酒精溶液的体积是102 mL，含有油酸的体积小于102 mL，选项A正确；用注射器往水面上滴

26、1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在液面上分布均匀并稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C错误故选C。当堂小练2、某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于（ ）。A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液中含有大量酒精C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴 油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致结果计算偏大,故A错误;计算时利用的是纯油酸的体积,酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜,自身溶于水或挥发掉,使测量结果更精确,故B错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,

27、故C错误;计算时把向量筒中滴入1 mL油脂酒精溶液时,滴数多数了10滴,浓度降低,则d偏小,故D正确。D3、在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（）A710-8m B110-8m C710-10m D110-10m1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为油膜的面积为油酸分子直径为C 4.（多选）用油膜法估测分子的大小实验的科学依据是（ ）A.将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子

28、间的间隙 C.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形ABD5.在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（ ）A.等效替代法 B. 控制变量法C. 理想模型法 D. 累积法C 第一章 分子动理论1.3 分子运动速率分布规律1知道气体分子运动的特点。2能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。学习目标 伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。 如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数

29、目少。 重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗?新课导入必然事件:在一定条件下，若某事件必然出现不可能事件:若在一定条件下某件事不可能出现在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现随机事件:1.个别事件的出现有其偶然性上面的实验给我们的启示：2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律-统计规律（statistical regularity） 分子的运动是无规则的，每个分子的运动都具有不确定性。但物体是由大量分子组成的，因而物体的热现象的宏观特性是由大量分子的集体行为决定的。 所以看起来无规则的分子热运动，也必定是有一定的规律的统计规律。01气体分子运动的特点02分子

30、运动速率分布图像03气体压强的微观解释目录典型例题新课讲解01气体分子运动的特点分子动理论通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。液体的分子一个挨着一个地排列气体的分子距离大约是分子直径的10倍左右液体变为气体后，体积要增大上千倍质点分子的大小相对分子间的空隙来说很小分子间的作用力很弱分子的个数与它们所占空间体积之比叫作分子的数密度，通常用n 表示。气体距离大约是分子直径的10倍左右但分子的数密度仍然十分巨大分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变分子的运动杂乱无章在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有而且向各个方向

31、运动的气体分子数目几乎相等。虽然气体分子的分布比液体稀疏气体的分子质点气体充满它能达到的整个空间在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等（2）运动的无序性：大量气体分子永不停息地做无规则运动.就某一个分子而言,在某一时刻它向哪一个方向运动,完全是随机的.因此，在任一时刻分子沿各个方向运动的机会(概率)是均等的.（1）运动的自由性：气体很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很大,分子间作用力很弱.因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力在空间内自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的体积.（气体分子不受力而做匀速直线运动，因而气体会

32、充满它能达到的整个空间。 ）分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动杂乱无章。从统计规律上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。气体分子运动的特点（3）大量分子运动的规律性：在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。02分子运动速率分布图像分子动理论1、气体分子速率分布+ + + + + + + + + 100+ + + + + + + + + 100 尽管大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却是按一定的规律分布.下表是氧气分子在0C和100C两种不同情况下的速率分布情况。根据表格中的

33、数据绘制图像根据温度为00C根据温度为1000C“温度越高， 越 ”1、0C和100C氧气分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。2、气体分子速率分布特征2、0C时，速率在300400 m/s 的分子最多。100C时，速率在400500 m/s 的分子最多。3、100C的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比0C的大。分子的热运动 剧烈分子运动速率分布图像温度越高，分子热运动越剧烈在任意温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。当温度升高时，“中间多”这一高峰向速率大的一方移动。 注意：温度升高，气体分子的平均速率变大，但是具体到某一个气体分子，其速率可能变大也可能变小，

34、无法确定。【特别提醒】单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性。大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律。03气体压强的微观解释分子动理论大量气体分子频繁的作用在器壁单位面积上，产生的平均作用力。持续均匀的压力各方向的压强相同1、气体压强的产生大量雨点对伞的撞击，使伞受到持续的作用力选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。气体分子受到的作用力为根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为 从分子动理论的观点来看，气

35、体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。或许有人会问，这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢?演 示模拟气体压强产生的机理类似于一个分子撞击容器壁的过程模拟了气体分子连续不断的撞击容器壁产生了持续稳定的压强的过程一颗豆子多颗豆子器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强。2、模拟气体压强产生的机理 单颗钢珠给秤盘的压力很小，作用时间也很短，但是大量的钢珠对秤盘的频繁碰撞，就对秤盘产生了一个持续的均匀的压力。钢珠下落高度越高（钢珠运动速度越大），对秤盘产生了一个的压力越大。一个分子撞击容器壁的过程与之类似一颗豆子多颗豆子对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的多数气

36、体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。器壁单位面积上受到的压力3、气体的压强：4、决定气体压强大小的因素气体分子的密集程度气体分子的平均动能【微观角度】若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。即单位体积内气体分子的数目气体分子的平均动能气体分子的密集程度温度T体积V(微观因素)(宏观因素)与温度有关：温度越高，气体的压强越大；与体积有关：体积越小，气体的压强越大。注意：气体压强与大气压强不同大

37、气压强由重力而产生，随高度增大而减小。气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化。【宏观角度】所以，气体压强P的大小与气体的体积V和温度T都有关。例1：某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中 f(v) 表示 v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为T、T、T，则()ATTT BTTTCTT，TT DTTTB典例分析例2：下面关于气体压强的说法正确的是（ ）A气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的B气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关D从宏观角度

38、看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关ABCD 例3：封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时（）BDA.气体的密度增大 B. 气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多1、关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是() A.某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的 B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C.某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 D.分子的速率分布毫无规律具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计规律分布，故A、D错误；由于分子之间不断地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在

39、某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B正确；某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C错误。B当堂小练2、有关气体压强，下列说法正确的是()A.体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B.气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小C.气体分子的数密度增大，则气体的压强一定增大D.气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均速率，二是气体分子的数密度。数密度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均速率增大的同时，可能分子的数密度减小，所以压强可能增大，也可能减小或不变。同理，当分子数密度

40、增大时，分子平均速率也可能减小，压强的变化不能确定。故A、C、D错误，B正确。B3、(多选)如图所示是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示分子速率v,纵坐标表示速率v对应的分子数百分率,图线1、2对应的温度分别为t1、t2,由图可知()A.温度t1低于温度t2B.图线中的峰值对应的横坐标数值为氧气分子平均速率C.温度升高,每一个氧气分子的速率都增大D.温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的比例减小温度越高,分子热运动越激烈,运动激烈是指速率大的分子所占的比例大,根据题图,图线2中速率大的分子所占比例大,对应温度高,图线1中速率大的分子所占比例小,对应温度低,故A正确

41、。图线中的峰值对应的是该速率对应的分子数百分率的最大值,不表示分子的平均速率,故B错误。温度的影响是大量分子运动的统计规律,对个别的分子没有意义,所以温度升高,不是每一个氧气分子的速率都增大,故C错误。温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的比例减小,故D正确。AD第一章 分子动理论1.4 分子动能和分子势能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。学习目标 地面附近的物体所受的重力是G，由于重力做功具有跟路

42、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。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢？G 新课导入01分子动能02分子势能03物体的内能 目录典型例题新课讲解01分子动能分子动理论1、分子动能 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。 物体内大量分子永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也不同。又因为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非常困难、也是没有必要的。于是要研究大量分子热运动的动能，只有将所有分子热

43、运动动能的平均值求出来才有意义，这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。2、分子平均动能 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。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。如图，分别向10 和50 的水中滴入一滴红墨水，请问: (1)哪杯水中红墨水扩散得快? (2)哪杯水中分子的平均动能大? (3)影响分子平均动能的因素是什么?想一想3、温度 温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。温度升高时，分子的热运动加剧

44、，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。宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志温度是分子热运动平均动能的唯一标志。4、注意：温度升高，分子的平均动能一定增大，但并不代表所有分子的动能都增大。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 由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。5、分子的总动能：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。与分子的 总个数 和 平均动能 有关与 物质的量 和 温度 有关微观上看：宏观上看：【判断题】

45、1）某物体的温度是00C，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。 地面附近的物体与地

46、球之间有引力的作用，物体被举高后，地球和这个物体组成的系统就具有了势能。 用弹簧连接的两个物体，把弹簧拉伸或压缩后，两物体之间存在力（引力或斥力）的作用，这个系统也具有了势能。 总之，如果宏观物体之间存在引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，势能是由物体间的相互位置决定的。 我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间有势能？02分子势能分子动理论 设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。当rr0时，分子力为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子力做正功。构建模型定性分析分子力做功情况当rr0时，分子力做负功，所围面

47、积在r轴下方，r不断减小，分子力做负功越来越多，所围面积越来越大。当rr0时，r不断减小，分子力做负功越来越多，分子势能越来越小。当rr0时，r不断减小，分子力做正功越来越多，分子势能越来越大。 当rr0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。【决定分子势能的因素】：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。rF斥F引F合Fr0一般选取两分子间距离无穷远时，分子势能为零。当两分子间距离rr0时，分子势能最小且小于零。 在rr0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中（r），

48、分子力做正功，分子势能减小。在rr0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中（r），分子力也做正功，分子势能也减小。在r10r0时，分子力可以忽略，若取此时的分子势能为0。则分子势能与分子间距离的关系：10r0无限远时分子势能EP=0rr0F10r0vr增大，Ep增大F引F斥vr减小，Ep增大无限远时分子势能EP=0EP当r=r0时,分子势能最小且小于零.向上平移即可，势能改变是绝对的。注意：1、若取 r0处为零势能点，则分子势能都大于0.2、分子势能为0和分子势能最小的含义不同。如前者与选择的零势能点有关，后者的位置确定在r=r0处。03物体的内能 分子动理论物体中所有分子的热

49、运动动能与分子势能的总和。内能（internal energy）：内能普遍性：任何物体都具有内能一切物体都是由分子组成所有分子都在永不停息地做无规则热运动分子存在相互作用力决定物体内能的因素（内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义）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。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。宏观：物体的摩尔数温度体积微观：分子总数分子平均动能分子势能（分子间距） 物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时还共同参与竖直向下的落体运动。再如，地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规

50、则热运动的同时，还共同参与水平地面上的运动。当足球静止在地面上时，其中的气体分子是否还具有能量呢?思考与讨论内能机械能对应的运动形式常见的能量形式影响因素联系热运动机械运动分子动能、分子势能动能、重力势能、弹性势能温度、质量、体积内能和机械能的物理本质是一样的。机械能是宏观的物体运动，内能是组成物体的分子热运动的总和。质量、速度、高度、形变量分子动能分子势能内能定义影响因素微观宏观分子无规则运动的动能分子间有作用力，由分子间相对位置决定的势能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和分子距离体积温度 体积 质量分子热运动剧烈程度分子距离分子个数分子热运动的剧烈程度温度判断内能的变化同一个物体温

51、度升高时内能增大，温度降低时内能减小。内能增大时温度升高内能减小时温度降低内能温度不变内能温度内能温度高的物体内能大（同一物体）04典例分析分子动理论【例1】(多选)相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是() A.每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 B.每个氢分子的速率都比氧分子的速率大 C.两种气体的分子平均动能一定相等 D.两种气体的分子平均速率一定相等解析：温度是分子平均动能的标志，氧气和氢气的温度相同，其分子的平均动能应相同；但分子的运动速率有的大、有的小，各个分子的动能并不相同，只是所有分子的动能的平均值相同；两种分子的分子质量不同，则平均速率不同，因氢气分子质量小于氧气分子

52、质量，平均动能相等，分子质量大的平均速率小。A、B、D错误，C正确。C典例分析【例2】(多选)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。F0为斥力，F0为引力。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() 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解析：乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大

53、，而后受甲的斥力作用做减速运动，A错误，B正确；乙分子由a到b的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，C正确；而乙分子从b到d的过程，先是引力做正功，分子势能减少，后克服斥力做功，分子势能增加，D错误。BC【例3】（多选）1g100oC的水与1g100oC的水蒸气相比较，下列说法正确的是（ ）A.分子的平均动能与分子的总动能都相同B.分子的平均动能相同，分子的总动能不同C.内能相同D.1g100oC的水的内能小于1g100oC的水蒸气的内能（课后思考）A D【例4】以下说法正确的是( )ACA.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

54、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（体积）（温度降低）（大量分子）（永不停息的热运动）1、(多选)下列说法中正确的是() A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B.分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能 C.物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高 D.温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的每一个分子的运动速率温度相同，物体分子平均动能相同，故A正确；分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能，故B正确；物体温度是对大量分子而言，对于10个这样少数的分子无意义，故C错误；温度低的

55、物体分子的平均速率小(相同物质)，但具体到每一个分子的速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D错误。AB当堂小练2、(多选)关于分子势能，下列说法正确的是() A.分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越小 B.分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小 C.物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化 D.物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小分子间的作用力表现为引力，分子间的距离减小时，分子力做正功，分子势能随分子间距离的减小而减小，A正确；分子力为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能随分子间距离的减小而增大，B错误；物体在热胀冷缩时，物体体积发生变化，说

56、明分子势能发生变化，C正确；物体在做自由落体运动时，物体重力势能减小，但分子势能与重力势能无关，D错误。AC3、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() 分子间作用力f 的特点是：rr0时，f 为引力。分子势能Ep的特点是：rr0时，Ep最小。因此只有B项正确。B4.(2020山东高二月考)分子力F与分子间距离r的关系如图3所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法错误的是（ ）A.rr0时，分子势能最小B.rr0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小C.rr0

57、阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小D.rr0阶段，F先增大后减小B解析在rr0阶段，分子靠近r0，分子力F做正功，分子动能增加，分子势能减小；在rr0阶段，分子远离r0，分子力F做负功，分子动能减小，分子势能增大，所以当rr0时，分子动能最大，分子势能最小，故A、B正确，C错误；根据分子Fr图像知，在rr0阶段，分子靠近r0，F先增大后减小，故D正确.第二章 气体、固体和液体2.1 温度和温标1.知道系统的状态参量及平衡态.2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系学习目标 假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分成

58、A、B两部分，它们的压强分别为pA、PB，温度分别为TA、TB。打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态?新课导入01状态参量与平衡态02热平衡与温度03温度计与温标新课讲解01状态参量与平衡态气体、固体和液体（1）热力学系统（系统）：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界。例如：酒精灯加热容器中的气体把气体作为研究对象，它就是一个热力学系统。而容器和酒精灯就是外界。在物理学中所研究的对象，称为系统.1、热力学系统（系统）根据系统和外界相互作用的情况，我们可以区分

59、出如下几种热力学系统：孤立系统：与外界不发生任何相互作用的系统称为孤立系统。此时系统和外界既无能量交换也无物质交换。（在该系统中，物质和能量既不能进也不能出）孤立系统：粒子数 N 不变、能量 E 不变。Q=0W=0小球、弹簧、地球组成的系统类似于封闭系统：与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为封闭系统。 （在该系统中，物质不能进出，但可以与外界交换能量）封闭系统：粒子数 N 不变、能量 E 可变。Q0W0开放系统：与外界既有物质交换，也有能量交换的系统称为开放系统，简称开系。（在该系统中，与外界可以自由进行物质和能量交换）开放系统：粒子数 N 可变、能量 E 可变。Q0W0弹簧类似于弹簧、

60、地球组成的系统类似于热力学研究的对象热力学系统运动学研究的对象运动学系统牛顿力学系统牛顿力学研究的对象系统如果我们研究一箱气体的热学性质，这箱气体是由大量分子组成的一个研究对象。气（液）体就是系统箱子就是外界例如，用酒精灯加热容器中的液体，把液体作为研究对象。容器和酒精灯就是外界力学：为确定物体（质点）机械运动的状态：引入物理量 （热力学）系统状态参量压强P坐标速度热学：为确定研究对象（系统）的状态：引入物理量为确定系统的空间范围体积V几何参量:为确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用力学参量:为确定系统的冷热程度温度T热学参量:状态参量：为了确定系统的状态，需要用到一些物理量，表示