2024-2025学年高中物理第七章分子动理论3分子间的作用力学案新人教版选修3-3

PAGE9-分子间的作用力一、分子间有空隙1．气体很简单被压缩，表明气体分子间有很大的空隙．2．水和酒精混合后总体积削减，说明液体分子之间有空隙．3．压在一起的金片和铅片的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间有空隙．二、分子间的相互作用1．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力；分子力是分子间引力和斥力的合力．2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变更得快．3．当固体不被压缩和拉伸时，分子间距离r＝r0；当固体被压缩时r<r0，作用力的合力表现为斥力；当固体被拉伸时r>r0，作用力的合力表现为引力．4．当物体被拉伸到r≥10r0时，F引和F斥都快速减为零，分子力为零．蹦极，也叫机索跳，是近来新兴的一项特别刺激的户外休闲活动．跳动者站在约40米以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去．绑在跳动者踝部的橡皮条很长，足以使跳动者在空中享受几秒钟的“自由落体”．它能让人体验到最惊险、最刺激的感觉．蹦极所用的绳索具有很强的弹性，那么你知道绳索的弹性来源于哪里吗？提示：绳索良好的弹性来源于分子间的作用力，当绳索处于拉伸状态时，分子间距离也被拉大，大量分子间的作用力表现为引力，其宏观表现即为绳索产生的弹力，能够产生的弹力越大，绳索的弹性越好．三、分子动理论1．分子动理论的主要内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力．2．统计规律：单个分子的运动都是不规则的，具有偶然性，但从总体来看，大量分子却有肯定的规律，这种规律叫做统计规律．大量分子的集体行为受到统计规律的支配．考点一对分子力的理解1．分子力：在任何状况下，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更的关系(1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零．分子间距离等于r0(数量级为10－10m(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变更关系：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变更的关系如图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斥都特别微弱，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方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.【例1】(多选)两个分子从靠近得不能再近的位置起先，使二者之间的距离渐渐增大，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述说法中正确的是()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渐渐减小D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零推断分子力与分子间距离变更的关系时要明确：分子间的引力和斥力是同时存在的，且它们随分子间距离的变更同时增大或减小，而分子间作用力的合力随距离的变更如何变更要看在哪个范围内．【解析】分子间同时存在着引力和斥力，当距离增大时，二者都在减小，只是斥力减小得比引力快，当分子间距离r<r0时，分子间的斥力大于引力，因而表现为斥力；当r>r0时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当r＝r0时，合力为零；当r≥10r0时，分子间的相互作用力可视为零，所以分子力的变更是先减小后增大，再减小到零，故A、D项正确．【答案】AD总结提能(1)当r＝r0时，F合＝0，说明分子力表现为零，此时F引＝F斥，并非没有F引、F斥．(2)F合为斥力，说明分子力表现为斥力，此时F斥>F引，并非不受引力．(3)F合为引力，说明分子力表现为引力，也不是说只有引力而没有斥力．(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图．现把乙分子从r3处由静止释放，则(AC)A．乙分子从r3到r1始终加速B．乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大解析：乙分子从r3到r1始终受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从r3到r1过程中始终呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误．考点二统计规律及分子间相互作用的宏观表现1．统计规律：对大量的偶然事务整体起作用的规律．统计规律表现这些偶然事务整体和必定的联系，而个别事务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．固体有肯定的形态，液体有肯定的体积，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．固体、液体、气体分子力的特点：分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样．(1)固体：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旁边做范围很小的无规则振动．因此，固体不但具有肯定的体积，还具有肯定的形态．(2)液体：液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡位置旁边做无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的，因而液体虽然具有肯定的体积，却没有固定的形态．(3)气体：气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小，可认为气体分子除了与其他气体分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可忽视．所以气体没有肯定的体积，也没有肯定的形态，总是充溢整个容器．【例2】(多选)下列事例能说明分子间有相互作用力的是()A．金属块经过锻打能变更它原来的形态而不断裂B．拉断一根钢绳须要用肯定的外力C．食盐能溶于水而石蜡却不溶于水D．液体一般很难压缩当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现出引力以抗拒外界对它的拉伸；当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现出斥力以抗拒外界对它的压缩．【解析】金属块锻打后能变更形态而不断裂，说明分子间有引力；拉断钢绳须要肯定的外力，也说明分子间有引力；而液体难压缩说明分子间存在斥力；食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解特性确定的，而不是分子力的作用，故答案为A、B、D.【答案】ABD总结提能物体的形态或体积变更时，很简单体现分子力的特性，而像溶解等现象一般不是由于分子力的作用，而是物质的其他性质造成的．“破镜不能重圆”指的是打碎的镜片不能把它们拼在一起利用分子力使镜子复原，你能说明其中的缘由吗？答案：因为只有当分子间的距离小于10－10m时，分子引力才比较显著．破裂的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能相互接近到距离很小的程度，绝大多数分子彼此间的距离远大于10－10常见误区例析关于分子力与分子间距离的关系的三个相识上的误区误区1：误认为分子间距离增大时，分子引力增大，分子斥力减小产生误区的缘由是没有认清分子引力和分子斥力与分子间距离的关系，当分子间距离增大时，分子引力和分子斥力都将减小，只是分子斥力随分子间距离的增大比分子引力减小得快．误区2：误认为分子间距离等于r0时，分子处于平衡状态这是由于没有认清“平衡距离”r0和“平衡状态”的区分，分子间距离等于r0时，分子力表现为零，但分子仍在不停地做无规则的运动．误区3：误认为气体分子间斥力很大，所以很难压缩产生这种相识的缘由是在压缩空气时，随着空气体积的减小，越来越难压缩，空气难压缩的缘由是由于气体分子对容器壁的碰撞，空气会产生压强，并且随体积的减小，空气的压强增大，由于压强的增大使得气体越来越难压缩．【典例】(多选)关于分子间作用力的说法，正确的是()A．分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是其合力B．分子间距离增大时，引力和斥力都增加，但斥力比引力增加得快C．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快D．当分子间距的数量级大于10－9m【解析】通过以下表格进行逐项分析：选项情景与过程分析推断A分子间的引力和斥力同时存在，分子力指的是它们的合力√B分子间距离增大时，引力和斥力同时减小，但斥力减小得更快一些×C分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增加得更快一些×D当分子间距离d>10r0＝10－9m√【答案】AD1．表面平滑的太空飞行器在太空中相互摩擦时，很简单发生“粘合”现象，这是由于(C)A．摩擦生热的作用 B．化学反应的作用C．分子力的作用 D．万有引力的作用解析：当表面平滑的飞行器在太空中相互摩擦时，可以使相互接触的两个表面上有很多分子间的距离达到分子力作用的范围，而发生“粘合”，因此发生“粘合”现象的缘由是分子力的作用．2．甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处由静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是(D)A．a点B．b点C．c点D．d点解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功．由于到d点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即eq\x\to(F)cd·Lcd＝eq\x\to(F)ac·Lac，所以Fd>Fb.故分子在d点加速度最大．正确选项为D.3．下列说法正确的是(D)A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在引力的宏观表现B．气体总是很简单充溢容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现解析：当r<r0，减小r0斥力增大得比引力更快，分子力表现为斥力，所以水的体积很难被压缩，A错误；气体总是很简单充溢容器，是分子在不停地做无规则运动的体现，则B错误；两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，是大气压强的作用，C错误；用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，是由于分子间存在引力的宏观表现，D正确．4.(多选)关于分子间相互作用力(如图所示)的以下说法中，正确的是(CD)A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B．分子力随分子间的距离的变更而变更，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力C．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r≥10－9m解析：当r＝r0时，引力和斥力同时存在，只是合力为零，A错；当r>r0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小的快，当r≥10－9m5．将下列试验事实与产生的缘由对应起来．A．水与酒精混合体积变小B．固体很难被压缩C．细绳不易拉断D．糖