2019-2020學(xué)年高中物理 第七章 分子動理論 第3節(jié) 分子間的作用力學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、第3節(jié)　分子間的作用力 　1.知道分子間存在空隙．　2.知道分子間同時(shí)存在著引力和斥力，分子力是引力與斥力的合力．知道分子間的作用力隨分子間距離變化而變化的規(guī)律．能用分子力解釋有關(guān)現(xiàn)象．　3.了解分子動理論的內(nèi)容． 一、分子間的作用力 1．分子間有空隙 (1)氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙． (2)水和酒精混合后總體積會減小，說明液體分子之間存在著空隙． (3)壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴(kuò)散到對方的內(nèi)部，說明固體分子之間也存在著空隙． 2．分子間的相互作用 (1)分子引力和斥力同時(shí)存在，分子力是指分子引力和斥力的合力． (2)分子引力和斥力都隨

2、分子間距離的增大而減小，隨距離的減小而增大． (3)當(dāng)分子間距離變化時(shí)，分子斥力比引力變化的快． ①當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)引＜F斥，分子力表現(xiàn)為斥力； ②當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為0； ③當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)引＞F斥，分子力表現(xiàn)為引力； ④當(dāng)r＞10r0時(shí)，F(xiàn)引→0，F(xiàn)斥→0，分子力為零． (1)固體和液體分子之間沒有空隙，氣體分子間有空隙．(　　) (2)分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，而斥力隨距離的增大而減?。?　　) (3)當(dāng)兩分子間距為r0時(shí)，分子力為零，沒有引力也沒有斥力．(　　) (4)當(dāng)分子間的距離達(dá)到無窮遠(yuǎn)時(shí)，分子力為零．(　　) 提示：(1)×　(

3、2)×　(3)×　(4)√ 二、分子動理論 1．分子動理論的內(nèi)容：物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，分子之間存在著引力和斥力． 2．統(tǒng)計(jì)規(guī)律：物體是由大量的分子組成的，每個(gè)分子的運(yùn)動都是無規(guī)則的、帶有偶然性的，但大量分子的運(yùn)動卻有一定的規(guī)律，這種由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律． 物體是由大量分子組成的，分子又在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，那么為什么大量分子能聚在一起形成液體或固體而不散開？ 提示：由于分子間存在引力，引力使分子聚集在一起不分開． 　分子力與分子間距離變化的關(guān)系 1．分子力：在任何情況下，分子間總是同時(shí)存在著引力和斥力，而

4、實(shí)際表現(xiàn)出來的是分子力，分子力是分子引力和斥力的合力． 2．分子力與分子間距離變化的關(guān)系 (1)平衡位置：分子間距離r＝r0時(shí)，引力與斥力大小相等，分子力為零．平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10 m)的位置． (2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快． (3)分子力彈簧模型：分子間的相互作用力像彈簧連接著的兩個(gè)小球間的相互作用力．小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示： 分子力F隨分子間距離r的變化關(guān)系圖象 分子間距離 分子力 分子力彈簧模型 r＝r0 零

5、 象征分子力合力為零 rr0 表現(xiàn)為引力，且分子力隨分子間距的增大，先增大后減小 象征分子力的合力為引力 命題視角1　分子力與分子距離的關(guān)系 　(多選)兩個(gè)分子從靠近得不能再靠近的位置開始，使二者之間的距離逐漸增大，直到大于分子直徑的10倍以上，這一過程中關(guān)于分子間的相互作用力的下列說法中正確的是(　　) A．分子間的引力和斥力都在減小 B．分子間的斥力在減小，引力在增大 C．分子間相互作用的合力在逐漸減小 D．分子間相互作用的合力，先減小后增大，再減小到0 [解析]　分子

6、間同時(shí)存在著引力與斥力，當(dāng)距離增大時(shí)，引力和斥力都在減小，只是斥力減小得比引力快．當(dāng)分子間距離rr0時(shí)，分子間的斥力小于引力，因而表現(xiàn)為引力；當(dāng)r＝r0時(shí)，合力為0；當(dāng)距離大于10r0時(shí)，分子間的相互作用力可視為0.所以分子力的變化是先減小后增大，再減小到0.選項(xiàng)A、D正確． [答案]　AD (1)無論分子間的距離如何，分子引力和分子斥力都是同時(shí)存在的，不會出現(xiàn)只有引力或只有斥力的情況． (2)要注意“分子力表現(xiàn)為引力或斥力”與“分子引力”和“分子斥力”不是同一個(gè)概念． 命題視角2　分子在分子力作用下的運(yùn)動分析 　在使兩個(gè)分

7、子間的距離由很遠(yuǎn)(r0＞10－9 m)變到很難再靠近的過程中，分子間的作用力大小將(　　) A．先減小后增大 B．先增大后減小 C．先增大后減小再增大 D．先減小后增大再減小 [解析]　分子間同時(shí)存在引力和斥力，當(dāng)兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9m)變到很難再靠近的過程中，引力和斥力同時(shí)增加，但斥力增加的更快；故其合力先表現(xiàn)為引力，后表現(xiàn)為斥力，但引力有一個(gè)最大值，故選C． [答案]　C 命題視角3　分子力做功分析 　甲、乙兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)，若把甲固定，使乙逐漸向甲移動，直到不能再靠近為止．在這一過程中，下列有關(guān)分子力對乙做功的說法中正確的是(　　) A．分子力對乙

8、總是做正功 B．分子力對乙總是做負(fù)功 C．先是乙克服分子力做功，然后分子力對乙做正功 D．先是分子力對乙做正功，然后乙克服分子力做功 [解析]　分子間的距離大于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子乙在靠近平衡位置的過程中，分子力對乙做正功；當(dāng)分子間距離小于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子乙繼續(xù)向分子甲靠近的過程中，分子力做負(fù)功．選項(xiàng)D正確． [答案]　D 分子力問題的分析方法 (1)首先要分清分子力是引力還是斥力． (2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。? (3)分子力比較復(fù)雜，要抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是r＝r0時(shí)，分子力為零但引力和斥力均不為零．二是r≥10r0時(shí)，分

9、子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零．所以當(dāng)rr0時(shí)，分子間距由r0增大到10r0的過程中，分子力先增大后減?。? 【通關(guān)練習(xí)】 1．固態(tài)物體中分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，則對其中的引力和斥力，下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)物體被壓縮時(shí)，斥力增大，引力減小 B．當(dāng)物體被壓縮時(shí)，斥力、引力都增大 C．當(dāng)物體被拉伸時(shí)，斥力減小，引力增大 D．當(dāng)物體被拉抻時(shí)，斥力、引力都增大 解析：選B.依據(jù)分子力隨距離的變化關(guān)系可知，引力和斥力都隨距離的減小而增大，隨距離的增大而減?。?dāng)物體被壓縮時(shí)，斥力和引力均增大，故A錯(cuò)誤、B正確．當(dāng)物

10、體被拉伸時(shí)，斥力和引力均減小，故C、D均錯(cuò)誤． 2. (多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖象如圖．現(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則(　　) A．乙分子從r3到r1一直加速 B．乙分子從r3到r2過程中呈現(xiàn)引力，從r2到r1過程中呈現(xiàn)斥力 C．乙分子從r3到r1過程中，兩分子間的分子力先增大后減小 D．乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先減小后增大 解析：選AC．乙分子從r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子間作用力先增大后減小，故乙分子做加速運(yùn)動，A、C正確；乙分子從r3到r1過程中一直呈現(xiàn)引力

11、，B錯(cuò)誤；乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先增大后減小再增大，D錯(cuò)誤． 　用分子動理論解釋熱現(xiàn)象 分子間有相互作用力的宏觀表現(xiàn) (1)當(dāng)外力欲使物體拉伸時(shí)，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力以抗拒外界對它的拉伸． (2)當(dāng)外力欲使物體壓縮時(shí)，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力以抗拒外界對它的壓縮． (3)大量的分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子間存在引力．固體有一定形狀，液體有一定的體積，而固體、液體分子間有空隙，卻沒有緊緊地吸在一起，說明分子間還同時(shí)存在著斥力． 　(多選)對下列現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將連成一整塊，這說明鐵分

12、子間有吸引力 B．一定質(zhì)量的氣體能充滿整個(gè)容器，這說明在一般情況下，氣體分子間的引力很微弱 C．電焊能把兩塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用 D．破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因?yàn)槠浞肿娱g斥力作用的結(jié)果 [解析]　高溫下鐵分子運(yùn)動非常激烈，兩鐵塊上的鐵分子間距很容易充分接近到分子力起作用的距離內(nèi)，所以兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將很容易連成一整塊，電焊也是相同的原理，所以A、C項(xiàng)正確；通常情況下，氣體分子間的距離大約為分子直徑的10倍，此種情況下分子間引力非常微弱，氣體分子可以無拘無束地運(yùn)動，從而充滿整個(gè)容器，所以B項(xiàng)正確；玻璃斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近到分子引力作

13、用的距離，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加熱，玻璃變軟，即可重新接合，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤． [答案]　ABC 分子動理論是在大量實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，通過分析推理總結(jié)形成的一種科學(xué)理論，反過來，利用它又能說明生活實(shí)踐中與之相關(guān)的許多實(shí)際問題．　 　將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來． A．水與酒精混合體積減小 B．固體很難被壓縮 C．細(xì)繩不易被拉斷 D．糖在熱水中溶解得快 E．冰凍食品也會變干 a．固體分子也在不停地運(yùn)動 b．分子運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān) c．分子間存在空隙 d．分子間存在著引力 e．分子間存在著斥力 它們之間的對應(yīng)關(guān)系分別是：(1)_______________，(2)____________，(3)____________，(4)____________，(5)____________．(在橫線上填上實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生原因的符號) 解析：A．水和酒精混合后體積變小，說明分子間有空隙；B．固體很難被壓縮說明分子間有斥力；C．細(xì)繩不易被拉斷，說明分子間有引力；D．糖在熱水中溶解得快，說明溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈；E.冷凍食品也會變干，說明固體分子也在做無規(guī)則運(yùn)動． 答案：(1)Ac　(2)Be　(3)Cd　(4)Db　(5)Ea - 6 -