2019-2020学年高中物理 第一章 分子动理论 第4节 分子间的相互作用力课件 教科版选修3-3

第一章分子动理论第4节分子间的相互作用力第一章分子动理论1.通过实验知道分子间存在着间隙和作用力．2.结合斥力和引力与距离的关系图像，理解斥力和引力的特点；知道分子力为零时，分子间距离r0的数量级．3.知道分子动理论的内容．一、分子间存在相互作用力大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着________；用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间存在着________．引力斥力二、分子间作用力与距离的关系如图所示，表示了分子间斥力和引力随分子间距离r的变化情况，由图可知：(1)分子引力和斥力________存在，分子力是指分子引力和斥力的________．(2)分子引力和斥力都随分子距离的增大而________，随距离的减小而________．(3)当分子间距离变化时，分子斥力比引力变化的________．三、分子动理论物体是由________分子组成的；分子____________地做无规则运动；分子之间存在着________和________．同时合力减小增大快大量永不停息引力斥力分子力的特点1．分子力与分子引力、斥力的关系：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是分子引力和斥力的合力．2．分子力与分子间距离变化的关系(1)r0的意义：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置叫平衡位置．(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快．当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0.当r＜r0时，F斥＞F引，分子力F表现为斥力．当r＞r0时，F斥＜F引，分子力F表现为引力．当r≥10r0(10－9m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力，所以分子力F＝0.(3)当r＜r0时，合力随距离的增大而减小，当r＞r0时，合力随距离的增大先增大后减小．3．分子力模型如图所示，用两个小球中间连有一个弹簧的模型来比喻分子及其间的分子力：小球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力．当弹簧处于原长时(r＝r0)，象征着分子力的合力为零；当弹簧压缩时(rr0)，象征着分子力的合力为斥力；当弹簧处于拉伸状态时(rr0)，象征着分子力的合力为引力．借助此模型仅限于可以帮助记忆分子力何时为引力、何时为斥力．(1)分子间距为r0时，引力与斥力大小相等，并不是无引力和斥力，且此时分子并不是静止不动而是在平衡位置附近振动．(2)“小球－弹簧”模型用类比方法近似反映了分子在平衡位置附近分子合力的情景，它不能说明分子间既有引力又有斥力，更不能表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂变化情况．(多选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是()A．分子间的引力和斥力都在减小B．分子间的斥力在减小，引力在增大C．分子间相互作用的合力在逐渐减小D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到0命题视角1分子力与分子距离的关系[解析]分子间同时存在着引力与斥力，当距离增大时，引力和斥力都在减小，只是斥力减小得比引力快．当分子间距离rr0时，分子间的斥力大于引力，因而表现为斥力；当rr0时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当r＝r0时，合力为0；当距离大于10r0时，分子间的相互作用力可视为0.所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到0.选项A、D正确．[答案]AD(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存在的，不会出现只有引力或只有斥力的情况．(2)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概念．在使两个分子间的距离由很远(r0＞10－9m)变到很难再靠近的过程中，分子间的作用力大小将()A．先减小后增大B．先增大后减小C．先增大后减小再增大D．先减小后增大再减小[解析]分子间同时存在引力和斥力，当两个分子间的距离由很远(r＞10－9m)变到很难再靠近的过程中，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快；故其合力先表现为引力，后表现为斥力，但引力有一个最大值，故选C.[答案]C命题视角2分子在分子力作用下的运动分析甲、乙两个分子相距较远，若把甲固定，使乙逐渐向甲移动，直到不能再靠近为止．在这一过程中，下列有关分子力对乙做功的说法中正确的是()A．分子力对乙总是做正功B．分子力对乙总是做负功C．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功[解析]分子间的距离大于r0时，分子力表现为引力，分子乙在靠近平衡位置的过程中，分子力对乙做正功；当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，当分子乙继续向分子甲靠近的过程中，分子力做负功．选项D正确．[答案]D命题视角3分子力做功分析分子力问题的分析方法(1)首先要分清分子力是引力还是斥力．(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小．(3)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是r＝r0时，分子力为零但引力和斥力均不为零．二是r≥10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零．所以当rr0时，分子力随分子间距离增大而减小；当rr0时，分子间距由r0增大到10r0的过程中，分子力先增大后减小.1.设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r是两个分子间的实际距离，则以下说法中正确的是()A．r＝r0时，分子间引力和斥力都等于零B．10r0rr0时，分子间只有引力而无斥力C．r由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小D．r由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大解析：选D.当r＝r0时，分子间引力和斥力相等，但都不为零，合力为零，A错；在10r0rr0时，引力大于斥力，两者同时存在，B错；在r减小的过程中，分子引力和斥力都增大，C错；r由10r0逐渐减小到r0的过程中，由分子力随r的变化关系图线可知，分子力有一个极大值，到rr0时分子力又增大，所以在r由10r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力先增大后减小再增大．所以，正确选项为D.分子力的宏观表现1．分子间有相互作用力的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力以抗拒外界对它的拉伸．(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力以抗拒外界对它的压缩．(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力．固体有一定形状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间同时还存在着斥力．2．分子力与物质三态不同的宏观特征分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样．固体分子间的距离小，分子之间的作用力表现明显，其分子只能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动．因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状．液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡位置附近做范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的，因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状．气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小，可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可忽略．所以气体既没有一定的体积，也没有一定的形状，总是充满整个容器．固体、液体难于被压缩，是因为分子斥力的原因，而气体很容易被压缩，不是分子引力的原因．(多选)对下列现象的解释正确的是()A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱C．电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果[思路点拨]物体焊接在一起或结合在一起，一定是应用了分子间的引力．不能结合在一起是因为分子间的距离达不到引力作用的距离．[解析]高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10多倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，亦可重新接合，所以D项错误．[答案]ABC2.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是()A．两铅块能被压合在一起B．钢绳不易被拉断C．水不容易被压缩D．空气容易被压缩解析：选D.两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存在引力；而水不容易被压缩是因为分子间距小，轻微压缩都会使分子力表现为斥力，因此A、B、C都能说明分子间存在分子力．空气容易被压缩是因为分子间距大，而不能说明分子间存在分子力，因此选D.