高中物理第七章分子动理论第三节分子间的作用力名师导航学案新人教选修.docx

第三节 分子间的作用力名师导航知识梳理1.分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的是分子引力和斥力的_.2.分子力随分子间距离变化的关系：(r0表示引力和斥力相等时的分子间距)(1)当r=r0时，F引=F斥，分子力表现为_.(2)当rr0时，F引_F斥，分子力表现为_.(3)当rr0时，F引_F斥，分子力表现为_.(4)当分子间距的数量级大于10-9 m时，分子力已变得很微弱，可忽略不计.3.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_，但斥力的变化比引力的变化_，分子力随距离变化关系如图7-3-1所示.图7-3-1疑难突破1.关于分子间斥力和引力变化关系的确定.剖析：本节知识揭示了微观世界中分子之间的相互作用.为了便于理解和接受，我们可以将它与宏观物体的相互作用进行对比.例如，分子力与分子间距的关系：(1)当r=r0时，分子力表现为零，可将其对比成两个小球中间连一轻弹簧且弹簧处于原长的情况.此时两小球间相互作用力为零；(2)当rr0时，分子力表现为引力，同样将其对比成轻弹簧处于伸长态的情形.此时两小球均受到指向彼此的弹簧的拉力作用，表现为“吸引”.三种情形如下表所示：r=r0,F分=0rr0,F分表现为引力l=l0,F弹=0ll0,F弹向里 另外，我们还可以利用符号法表示分子间的作用力跟距离关系的示意图.即负力表示引力，正力表示斥力，力值的正负表示力的性质，力值的绝对值代表力的大小. 图7-3-2可以形象地表示出两个力的变化关系.图7-3-22.关于对分子动理论的正确理解.剖析：分子动理论由三个论点组成.第一个论点是：一切物质都是由分子组成的；第二个论点：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动；第三个论点：分子间存在相互作用的引力和斥力.要是这三个论点缺少其中某一个或顺序颠倒都不能理解为分子动理论.问题探究问题：用下列所给的实验器材来验证：当分子之间距离增大时，分子力随分子距离增大的变化关系是什么？探究：实验器材：弹簧秤、玻璃片、烧杯、水、细线.实验步骤：用细线把玻璃片拴在弹簧秤的下方，读出弹簧秤示数F1.在烧杯中装适量水，把用弹簧秤挂着的玻璃片放在烧杯的水面上(不能浸没)，读出弹簧秤示数F2.用弹簧秤往上提玻璃，观察其读数变化情况，并记录弹簧秤的最大示数F3.FF1F2F3弹簧秤示数(N)648探究结论：分子间的作用外在表现随分子距离的增大而增大，但有一个极限值.典题精讲【例1】 分子间的相互作用力由引力F引与斥力F斥两部分组成，则( )A.F引与F斥是同时存在的B.F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C.分子间的距离越小，F引越小，F斥越大D.分子间的距离越小，F引越大，F斥越小思路解析：根据分子动理论，分子间的引力斥力总是同时存在的.当分子间距离等于平衡距离时，引力与斥力相平衡，表现出的分子力为零；当分子间距离小于平衡距离时，斥力大于引力，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离时，引力大于斥力，分子力表现为引力.分子引力与斥力总是随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小.答案：A【例2】 两个分子引力和斥力平衡的距离r0数量级为_m，1 mol 标准状况下的气体分子间距离约为_m，分子之间作用力为_.思路解析：1个分子占据的体积约为V= m3=3.710-26 m3，所以分子之间的距离r=3.310-9 m，r10r0,因而分子间作用力几乎为零.答案：10-10 3.310-9 0【例3】 分子力包含着引力与斥力两种成分，对此有下列说法：引力与斥力总是同时存在 引力总是大于斥力，故分子力表现为引力 分子间距离越小，引力越小，斥力越大，故两分子不能无限靠近 分子间距离越大，引力越小，斥力也越小，分子力也越小以上说法正确的是( )A. B. C. D.思路解析：在分子之间的相互作用中，引力与斥力总是同时存在，正确.当rr0时，引力大于斥力；当rr0时,斥力大于引力，错.当分子间距离减小时，引力与斥力都增大，只不过斥力增大更为迅速，错.当分子间距离减小时，引力与斥力都随之减弱，正确.答案：C知识导学 本节的主要内容是分子力随分子之间距离的变化关系，这也是本节的难点，所以同学们在学习时，要特别注意分子之间引力和斥力产生的原因以及决定它们变化的因素和变化关系，特别要注意的是对分子间平衡半径r0的理解，没有了这个参考半径，我们对分子力的研究就没有了依据，分子间表现为引力还是斥力，关键是看它们之间的距离与r0的关系.本节的另一内容为分子动理论，要较好地掌握这一点内容就必须复习物质的组成和分子运动特点的有关章节，要理解分子动理论的组成以及它们之间的顺序，了解分子热运动的影响因素.疑难导析1.要分析分子之间的作用力我们可以从宏观和微观两个方面着手去分析.(1)从宏观上分析 以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互的引力作用；同时物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间还存在着相互作用的斥力，因此要使物体被压缩，一定需要有外力来克服分子之间的斥力.(2)从微观上分析 分子间虽然有间隙，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引力. 分子间有引力，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着斥力. 这些都是我们从实验中总结出来的，微观的事实是不是如此.根据现有技术的研究发现从实验总结出的理论是正确的，一个理论或模型的建立和验证都需要实验和假设相结合的研究方法，大家在学习中要学会这一点.2.作为一个理论，就要有一定理论体系来支持它.分子动理论解决的中心问题是热学问题，所以我们可以从热现象的宏观现象和微观理论入手来解决这一问题，准确理解分子动理论所特指的意义，是理解分子动理论的关键.问题导思 本实验探究的是分子之间的作用力与分子之间距离的关系，我们知道分子力与距离之间有如下关系.1.当分子间距离为r0时并不是分子间没有引力和斥力；当分子间距为r0时，分子并不是静止不动.2.当分子之间距离rr0时，分子之间的引力和斥力同时减小，但斥力减小得更快一些，故引力大于斥力，此时分子之间呈现出相互的引力作用(此时斥力仍然存在). 分子之间的引力和斥力总是同时存在的，且当分子之间距离变化时，引力和斥力同时发生变化，只是斥力变化更快一些.典题导考绿色通道：解此类题时要注意分子间的引力、斥力同时存在，且分子间的引力、斥力随分子间距离增大而都减小，随分子间距离减小而都增大，而不是一个增大另一个减小.黑色陷阱：分子间的引力与斥力是随分子间距离同时增大或同时减小，只不过斥力变化得快，不要误以为引力随距离减小而减小.【典题变式1】 分子甲和分子乙相距较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中，分子力的变化情况如何？绿色通道：解此类题的关键是建立合理的物理模型，本题我们可以把分子抽象成为一个球形模型进行分析解答.【典题变式2】 两个同种类的分子从相距较远处以相等的初速度相向运动，在靠近到距离最小的过程中，其动能的变化情况为( )A.一直增加 B.先增加，后减少 C.一直减少 D.先减少，后增加绿色通道：解此类题的关键在于正确理解分子与分子距离之间的关系：(1)分子间的引力、斥力同时存在，且分子间的引力、斥力随分子间距离增大而减小，随分子间距离减小而增大，而不是一个增大另一个减小；(2)分子间的引力、斥力是随分子间距离同时增大或同时减小，只不过是其中一个力增大得快，另一个力增大得慢，或其中一个力减小得快，另一个力减小得慢而已.【典题变式3】 下列关于分子力的说