2019-2020学年高中物理 第七章 分子动理论 3 分子间的作用力课件 新人教版选修3-3

3分子间的作用力学习目标素养提炼1.知道分子间存在空隙．2．知道分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力与斥力的合力．3．知道分子间的作用力随分子间距离的变化规律．能用分子力解释有关现象．4．了解分子动理论的内容及意义.物理观念：分子力、斥力、引力．科学思维：分子间同时存在着引力和斥力．科学探究：分子引力和斥力与分子间距离的关系.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升04课时跟踪训练一、分子间存在空隙的几个事实1．气体很容易被________，说明气体分子之间存在着很大的空隙．2．水和酒精混合后总体积会________，说明液体分子之间存在着空隙．3．压在一起的铅片和金片，各自的分子能________到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．压缩减小扩散二、分子间的作用力1．分子间存在作用力的事实基础(1)宏观分析：当用力拉伸物体时，物体内要产生反抗拉伸的弹力，说明分子间存在着________；当用力压缩物体时，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着________．(2)微观分析：分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着________；而分子间又有空隙，没有紧紧吸在一起，这说明分子间还存在________．引力斥力引力斥力2．分子间作用力(分子力)的变化规律(1)分子力：分子之间________存在着相互作用的引力和斥力，这两个力的________即为分子间的作用力．(2)分子间作用力的变化规律分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而________，但______力的变化比______力更快．具体表现为：同时合力减小增大斥引①当r＝r0时，其中一个分子所受的引力和斥力大小________，分子力表现为____．②当r＜r0时，分子之间的引力________斥力，此时分子力表现为________．③当r＞r0时，分子之间的引力________斥力，此时分子力表现为________．④当r≥10r0时，分子间的引力和斥力都很微弱，可认为分子之间的作用力为______．相等0小于斥力大于引力0[判断辨析](1)分子间距离较小时只存在斥力，距离较大时只存在引力．()(2)分子间的引力随分子间距离的增大而增大，而斥力随距离的增大而减小．()(3)当分子间的距离达到无穷远时，分子力为零．()××√三、分子动理论1．内容：物体是由________分子组成的，分子在做________的无规则运动，分子间存在着______和______．2．统计规律(1)微观方面：对于任何一个分子而言，运动都是________的，带有________性．(2)宏观方面：对于大量分子的________而言，它们却表现出规律性．这种由大量________事件的整体所表现出来的规律，叫作统计规律．大量永不停息引力斥力不规则偶然整体偶然[思考]气体总是很容易充满整个容器，这是由于分子间存在斥力引起的吗？提示：不是，这是由于分子热运动产生的结果．要点一对分子力的理解[探究导入]一段小铅柱，用刀切成两段，然后把两个断面对接，稍用力就能使两段铅柱接合起来，一端挂几千克的重物，也不会把铅柱拉开；而玻璃碎了却不能重新接合，这是为什么？提示：这是因为，第一，分子间有力的作用；第二，分子间的作用力与分子间的距离有关．铅柱切口很平时，稍用压力就能使两断面分子间距离达到分子引力作用的距离，使两段铅块重新接合起来．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分子引力作用的距离；绝大多数的分子距离远大于10－9m，分子力已近似为零了，总的分子引力非常小，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．[探究归纳]1．分子力：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力，分子力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)平衡位置：分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置．分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零．(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：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．F随r变化的关系如图：①当r＜r0时，合力随距离的增大而减小；②当r＞r0时，合力随距离的增大先增大后减小；③当r＞10r0时，F引和F斥都十分微弱，可以认为分子间无相互作用力(F＝0)．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.弹簧所处的状态象征分子力的合力零斥力引力[特别提醒]当分子间距为r0时，分子力为零，但分子间仍存在相互作用的引力和斥力，只是引力和斥力的大小相等．分子力为零时，分子并不是静止不动，而是在平衡位置附近振动．[典例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]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.[答案]D分子力问题的分析方法(1)首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力．(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，引力和斥力大小相等且均不为零；二是r≥10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零．所以当r＜r0时，分子力随分子间距离的增大而减小；当r＞r0时，分子间距由r0增大到10r0，分子力先增大后减小．1.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大，故选项D正确．答案：D2．分子间同时存在引力和斥力，下列说法正确的是()A．分子间的引力随着分子间距离增大而增大，而斥力随着距离增大而减小B．分子间的引力和斥力都随着分子间的距离增大而减小C．气体能充满任何仪器是因为分子间的斥力大于引力D．固体有一定的形状和体积，是因为固体分子间只存在引力解析：分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小，故A错误，B正确；气体能充满任何仪器是因为分子做永不停息的无规则运动，故C错误；固体分子间的引力和斥力是同时存在的，故D错误．答案：B要点二分子动理论和统计规律[探究导入]分子做永不停息的无规则运动与大量分子的整体行为受到统计规律的支配，这两种说法矛盾吗？提示：这两种说法不矛盾．从单个分子来看，各个分子的运动是无规则的，但是大量分子的运动却遵守统计规律．例如，任选一个成年男性和一个成年女性，可能男的高，也可能女的高，没有规律，但从总体来看成年男性比成年女性高．[探究归纳]1．统计规律：对大量的偶然事件整体起作用的规律．统计规律表现这些偶然事件整体和必然的联系，而个别事件的特征和偶然联系已经不是重点了．2．分子间有相互作用的宏观表现(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．固体有一定的形状，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，说明分子间还同时存在着斥力．3．分子力与物体三态不同的宏观特征分子间距离不同，分子间的作用力表现也就不一样，物体的状态特征也不相同.物态分子特点宏观表现固态①分子间的距离小②作用力明显③分子只能在平衡位置附近做无规则的振动①体积一定②形状一定液态①分子间距离小②平衡位置不固定③可以较大范围做无规则运动①有一定体积②无固定形状气态①分子间距离较大②分子力极为微小，可忽略③分子可以自由运动①无体积②无形状③充满整个容器[典例2](多选)对下列现象的解释正确的是()A．两块铁经过高温加压会连成一整块，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](1)金属熔化之后可以使分子间距离更容易达到分子力作用的距离．(2)两碎片之间的距离很难达到分子力作用的距离，只有很少的分子之间有引力作用，所以很难结合成一个整体．[解析]高温下铁分子运动非常激烈，两块铁上的铁分子间距离很容易充分接近到分子力作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊是利用电流产生的高热量将金属熔化，从而使分子间距离接近到分子力作用的距离内，使两块金属连成一整块，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力作用的距离，所以碎玻璃不能结合并非是斥力作用的结果，所以D项错误．[答案]ABC3．(多选)下列事例能说明分子间存在相互作用力的是()A．金属块经过锻打能改变原来的形状而不断裂B．拉断一根钢绳需要用一定的外力C．食盐溶于水而石蜡不溶于水D．液体一般很难压缩解析：金属块经过锻打后能改变形状而不断裂，说明分子间有引力，A正确；拉断钢绳需要一定外力，说明分子间有引力，B正确；液体难压缩，说明分子间存在斥力，D正确；食盐溶于水而石蜡不溶于水，是由物质的溶解性决定的，而不是分子力的作用，C错误．答案：ABD4．下面说法不能用分子动理论来解释的是()A．衣箱里的卫生球，时间长了会变小B．酒精瓶被打碎后，屋里很快就闻到酒精味C．教室里扫除时，灰尘满屋飞扬D．写作业出错时，常会用透明胶带粘贴在错误处，并用手抹几下使胶带与纸贴紧才能揭干净解析：卫生球变小和闻到酒精味都是扩散现象，都是分子无规则运动的反映；而扫地时的灰尘飞扬则是外力作用的结果，不是分子动理论所反映的运动现象；用透明胶带粘贴错误的字迹是分子力的表现．故符合题意的选项是C.答案：C[要点分析](1)固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力，很难被拉伸的原因是分子间存在引力．(2)液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力．(3)几个思维误区①气体压缩到一定程度后较难再被压缩，是气体压强的作用，不是分子斥力的作用．分子力的宏观表现②铁块和铜块紧压在一起，一段时间后铁中有铜，铜中有铁，是扩散现象造成的，不是分子斥力的作用．③“破镜难圆”的原因是破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到距离很小的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起，不是分子间不存在相互作用力．5．(多选)下列说法正确的是()A．打湿了的两张纸很难分开，是分子引力的宏观表现B．用电焊把两块铁焊在一起，是分子引力的宏观表现C．同名磁极相互排斥，说明分子间存在着斥力D．用气筒打气时要用力压活塞，说明气体分子间的作用力表现为斥力解析：只有分子间的距离小到一定程度时，才发生分子引力的作用，纸被打湿后，水分子填充了两纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用，故A正确；电焊的原理是两块铁熔化