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③相互摩擦的系统中,一对滑动摩擦力所做的总功是负值.其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰等于系统损失的机械能.
要点三、气体分子运动的统计规律
1.分子沿各个方向运动的机会相等
(1)分子运动的状态分析
①由于空气分子很多,每个分子大概只能在自己位置附近稍稍地运动,就像上课时大家只能在座位上稍稍晃动那样;
②很多空气分子挤在一起,只能一会儿一起向这边运动。一会儿一起向那边运动,就像牧场上一群被驱赶着的羊群那样;
③因为我们对空气分子的运动没有感觉,所以它们不可能整体一起运动,大概是有些分子不动,有少数分子在其他分子间穿来穿去,就像上课时老师在同学中间走动那样;
④每个分子都在不停地向各个方向杂乱无章地运动,相互间又常会发生冲撞,就像足球场上的运动员那样.
(2)气体分子的理想化
①气体分子为球形.
②通常状况下气体分子间的距离比较大,相互之间的作用力很小.因此可以忽略气体分子间的相互作用,认为气体分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外,不受力的作用,在空间自由运动.
(3)气体分子运动的特点
①大量分子无规则运动,使气体分子间频繁碰撞.
例如标准状况下,个空气分子在内跟其他空气分子碰撞的次数达亿次.
②正是"频繁碰撞",造成气体分子不断地改变运动方向,使得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出,通常情况下气体分子自由运动行程的数量级仅为),整体上呈现为杂乱无章的运动.
③分子运动的杂乱无章,使得分子在各个方向运动的机会均等.
2.实验:用伽耳顿板模拟分子的无规则运动
(1)实验仪器:伽耳顿板、小球.
一块竖直放置的木板,顶边上有一漏斗形开口;木板上部钉有许多规则排列的小钉子;木板下部用多块竖直的隔板分隔出许多等宽的狭槽;板前盖以玻璃,从板顶漏斗形的入口投入小球(例如小钢球)时,可观察小球落在狭槽内的分布情况.这种装置称为伽耳顿板.(如图所示)
(2)实验过程与现象
①从伽耳顿板的入口投入一个小球,该小球在下落过程中先后与许多小钉发生碰撞,最后落入某一个狭槽内.重复几次实验,可以发现小球每次落入的狭槽不完全相同.这表明,在每一次实验中,小球落入某个狭槽内的机会是偶然的.
②如果一次投入大量的小球,可以看到,落入每个狭槽内的小球数目是不相同的,在中央处的狭槽内小球分布得最多,离中央越远的狭槽内小球分布得越少,呈现一种"中间多,两头少"的分布规律(如图).我们可以把小球按狭槽内分布的情况用笔在玻璃上