2/2新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊第1章知識點清單目錄第1章分子動理論第1節分子動理論的基本內容第2節實驗用油膜法估測油酸分子的大小第3節分子運動速率分布規律第4節分子動能和分子勢能第1章分子動理論第1節分子動理論的基本內容一、物體是由大量分子組成的1.分子模型：①球體模型：固體、液體；②立方體模型：氣體。2.分子大小：①分子直徑：數量級為10-10m；②分子質量：數量級為10-26kg。3.阿伏加德羅常數：1mol的任何物質都含有相同的粒子數，這個數量用阿伏加德羅常數表示，即NA=6.02×1023mol-1。二、分子熱運動1.擴散現象(1)定義：不同種物質能夠彼此進入對方的現象。(2)實質：不是外界作用引起的，也不是化學反應的結果，而是由物質分子的無規則運動產生的，溫度越高，擴散現象越明顯。2.布朗運動(1)定義：懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的永不停息的無規則運動。(2)實質：懸浮小顆粒受到做無規則運動的液體分子的撞擊，顆粒越小、溫度越高，運動越劇烈。3.熱運動(1)定義：分子永不停息的無規則運動。(2)特點：溫度是分子熱運動劇烈程度的標志。溫度越高，熱運動越劇烈。三、分子間的作用力(1)分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現出的分子間作用力是引力和斥力的合力。(2)分子間作用力與分子間距離的關系①當r=r0時F引=F斥，分子間的作用力為0；②當r>r0時，F引>F斥，分子間的作用力表現為引力；③當r<r0時，F引<F斥，分子間的作用力表現為斥力。四、對阿伏加德羅常數的理解阿伏加德羅常數是聯系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。它把摩爾質量Mmol、摩爾體積Vmol、物體的質量m、物體的體積V、物體的密度ρ等宏觀量，跟單個分子的質量m0、單個分子的體積V0等微觀量聯系起來。注意要點

(1)密度ρ=mV=MmolV(2)阿伏加德羅常數公式NA=Vmol2分子的兩種模型意義分子直徑或分子間的平均距離圖例球體模型固體和液體可看成是由一個個緊挨著的球形分子排列而成的，忽略分子間的空隙d=3立方體模型氣體分子間的空隙很大，把氣體分成若干個小立方體，氣體分子位于每個小立方體的中心，每個小立方體是位于中心的分子占有的活動空間，這時忽略氣體分子的大小d=33.不論把分子看成球體還是看成立方體，都只是一種簡化的模型，是一種近似的處理方法。由于建立的模型不同，得出的結果稍有不同。第2節實驗用油膜法估測油酸分子的大小一、實驗思路將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中，使油酸充分展開，溶液中的酒精溶于水并很快揮發，從而獲得純油酸形成的單分子油膜。可以粗略地認為，油膜的厚度d等于1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V與它在水面上攤開的面積S之比，即d=VS二、實驗過程與數據處理1.測量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液。(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積，再把它一滴一滴地滴入燒杯中，記下滴液的總滴數。(3)用它們的總體積除以總滴數，得到1滴油酸酒精溶液的體積，再根據濃度計算其所含純油酸的體積V。2.測量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S(1)在淺盤里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，將爽身粉均勻地撒在水面上。(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散開，形成一塊油膜。油膜上沒有爽身粉，可以清楚地看出它的輪廓。(3)待油膜形狀穩定后，將事先準備好的帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀。(4)根據畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標方格，計算輪廓范圍內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個，然后用正方形的個數乘以單個正方形的面積就得到油膜的面積S。3.根據d=VS三、數據處理與誤差分析1.數據處理(1)1滴油酸酒精溶液的平均體積：V=N滴油酸酒精溶液的體積(2)1滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積：V=V×油酸酒精溶液的體積濃度。(體積濃度=純油酸體(3)油膜的面積S=n×1cm2。(n為有效格數，小方格的邊長為1cm)(4)油酸分子直徑d=VS2.誤差來源(1)偶然誤差①實驗時油酸酒精溶液的實際濃度和理論值間存在偏差。②實驗時1滴油酸酒精溶液的實際體積和理論值間存在偏差。③實驗時采用“互補法”(即不足半個舍去，多于半個的算一個)計算獲得的油膜面積與實際的油膜面積間存在偏差。(2)系統誤差實驗時爽身粉和油酸在水面上的實際分布情況和理想中的“均勻”“單層分子純油酸層”間存在偏差。第3節分子運動速率分布規律一、氣體分子運動的特點1.氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力很弱。2.通常認為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外不受力而做勻速直線運動。3.在某一時刻，向著各個方向運動的氣體分子數目幾乎相等。二、分子運動速率分布圖像1.在一定溫度下，氣體分子的速率表現出“中間多、兩頭少”的分布規律。2.當溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規律不變，氣體分子的平均速率增大，速率小的分子數減少，速率大的分子數增加，分布曲線的峰值向速率大的一方移動。三、氣體壓強的微觀解釋1.氣體壓強的形成原因氣體分子飛到器壁時，就會跟器壁發生碰撞(可視為彈性碰撞)，就是這個撞擊對器壁產生了作用力，從而產生了壓強。2.用動量定理和牛頓運動定律解釋撞擊力質量為m的氣體分子以速度v與器壁碰撞后原速率反彈，氣體分子受到的沖量為FΔt=-mv-mv=-2mv，氣體分子受到的作用力為F=-2mvΔt，根據牛頓第三定律，器壁受到的作用力為F‘=2mv3.氣體對容器的壓強對于單個分子來說，這種撞擊是間斷的、不均勻的，但對于大量分子總的作用來說，就表現為連續的、均勻的了。器壁單位面積上受到的壓力，就是氣體的壓強。四、氣體壓強的產生原因及決定因素1.決定氣體壓強的微觀因素(1)氣體分子的平均速率：氣體的溫度高，氣體分子的平均速率就大，氣體分子與器壁碰撞(可視為彈性碰撞)時給器壁的作用力就大，則氣體的壓強就大。(2)氣體分子的數密度(單位體積內氣體分子的個數)：氣體分子的數密度大，在單位時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就多，給器壁的平均作用力就大，則氣體的壓強就大。2.決定氣體壓強的宏觀因素(1)與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，氣體分子的平均速率越大，則氣體的壓強越大。(2)與體積有關：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的數密度越大，則氣體的壓強越大。第4節分子動能和分子勢能一、分子動能1.分子動能：做熱運動的分子具有的動能。2.分子的平均動能：所有分子的動能的平均值。3.溫度的微觀含義：溫度是分子熱運動平均動能的標志。二、分子勢能1.分子勢能：分子間存在著相互作用力，可以證明分子間的作用力所做的功與路徑無關，分子組成的系統具有分子勢能。2.決定因素(1)宏觀：分子勢能與物體體積有關。(2)微觀：分子勢能與分子間距離有關。3.分子勢能與分子間距離的關系(1)當r>r0時，分子間的作用力表現為引力；若r減小，分子間的作用力做正功，分子勢能減小。(2)當r=r0時，分子間的作用力為零。當分子間距離r減小到r0時，分子勢能減小到最小。(3)當r<r0時，分子間的作用力表現為斥力；若r減小，分子間的作用力做負功，分子勢能增大。三、物體的內能1.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。2.影響因素(1)宏觀：溫度、體積及物質的量。(2)微觀：分子平均動能、分子勢能及分子數。四、分子動能1.單個分子的動能(1)物體由大量分子組成，在某一瞬間，物體中分子熱運動的速率大小不一，各個分子的動能也有大有小。(2)分子在永不停息地做無規則熱運動，各個分子熱運動的速率會發生變化，各個分子的動能也在不斷改變。2.大量分子平均動能的必然性(溫度的內涵)(1)溫度的微觀含義溫度升高時，分子的熱運動加劇，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大。溫度越低，分子熱運動的平均動能越小。因此可以得出結論：物體溫度升高時，分子熱運動的平均動能增加。(2)溫度的統計意義溫度升高，個別分子的動能可能增大也可能減小，但總體上所有分子的動能之和一定是增加的，分子的平均動能一定增加；即個別分子的動能大小與溫度是沒有關系的，大量分子的平均動能大小與溫度是有關系的。熱現象是大量分子無規則運動的統計結果，所以單個分子的動能沒有實際意義，有意義的是所有分子動能的平均值，即分子熱運動的平均動能。物體的每一溫度值都對應著分子熱運動的一個平均動能值，只要溫度相同，任何分子的平均動能都相同。因此我們說“溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志”。五、分子勢能的理解1.分子勢能與分子間的作用力做功的關系(1)分子間的作用力做正功，分子勢能減少，分子間的作用力做了多少正功，分子勢能就減少多少。(2)分子間的作用力做負功，分子勢能增加，克服分子間的作用力做了多少功，分子勢能就增加多少。2.分子勢能與分子間距離的關系取兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，一般兩分子間距離r>10r0時，分子勢能均視為零。圖示?r<r0分子間的作用力表現為斥力，隨著r的減小，分子間的作用力做負功，分子勢能增大r=r0分子勢能最小。在此位置左右分子間距離r不論減小或增大，分子勢能都增大，所以說，平衡位置處是分子勢能最小點r>r0分子間的作用力表現為引力，隨著r的增大，分子間的作用力做負功，分子勢能增大r>10r0分子勢能均視為零3.分子勢能的特點(1)分子勢能是標量，正負表示的是大小，具體的值與零勢能位置的選擇有關。(2)分子勢能為零和分子勢能最小的含義不同。一般選定分子間距離r為無窮遠時的分子勢能Ep為零，分子勢能最小的位置一定在r=r0處。(3)分子勢能同重力勢能、彈性勢能、電勢能一樣，都是與某種力對應、由相對位置決定的能量，且該種力做功等于對應勢能的變化。六、物體的內能1.對內能的理解(1)從微觀上看，物體內能的大小由物體所含的分子總數、分子熱運動的平均動能和分子間距離三個因素決定。(2)從宏觀上看，物體內能的大小由物質的量、溫度和體積三個因素共同決定。(3)從統計規律上看，內能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義。(4)物體的內能受物態變化的影響。2.內能與機械能的區別和聯系內能機械能對應的運動形式微觀分子的熱運動宏觀物體的機械運動能量常見形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能和彈性勢能能量存在的原因物體內大量分子的熱運動和分子間存在相互作用力物體做機械運動、被舉高和發生形變影響因素物質的量、物體的溫度、物體的體積及物態物體的質量、機械運動的速