高中物理 第七章 分子动理论 课时3 分子间的作用力课件 新人教版选修33.ppt

第七章 分子动理论 目标定位 1 通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力 2 通过图象分析知道分子力与分子间距离的关系 3 明确分子动理论的内容 学案3分子间的作用力 知识探究 自我检测 一 分子间的作用力 如图1所示 把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面 使玻璃板水平地接触水面 若想使玻璃板离开水面 在拉出玻璃板时 弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗 为什么 问题设计 知识探究 图1 答案不相等 因为玻璃板和液面之间有分子引力 所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力 1 在任何情况下 分子间总是同时存在着引力和斥力 而实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的 2 分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小 随分子间距离r的减小而增大 但斥力变化得快 合力 要点提炼 3 分子力与分子间距离变化的关系 1 分子间距离r r0 平衡距离 时 f引 f斥 分子力为零 所以分子间距离等于r0的位置叫 2 当rf引 分子力f表现为力 3 当r r0时 f斥 f引 分子力f表现为力 当r 10r0时 f引和f斥都十分微弱 可认为分子力f 0 平衡位置 斥 引 4 分子力随分子间距离变化的图象如图2所示 当rr0时 合力随分子间距离的增大先后 减小 图2 增大 减小 二 分子动理论 参与热运动的某一个分子的运动有规律可循吗 大量分子的运动呢 答案以气体为例 气体分子在无序运动中不断发生碰撞 每个分子的运动速率不断地发生变化 在某一特定时刻 某个特定分子究竟做怎样的运动完全是偶然的 不能预知 但对大量分子的整体 在一定条件下 实验和理论都证明 它们遵从一定的统计规律 问题设计 1 分子动理论的内容 1 物体是由组成的 2 分子在做永不停息的运动 3 分子之间存在着和 2 分子动理论是热现象微观理论的基础 大量分子的集体行为受到规律的支配 大量分子 要点提炼 无规则 引力 斥力 统计 3 分子间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力 以抗拒外界对它的压缩 引 斥 典例精析 一 分子力的宏观表现 例1下列说法正确的是 a 水的体积很难被压缩 这是分子间存在斥力的宏观表现b 气体总是很容易充满容器 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 解析水是液体 铁是固体 正常情况下它们分子之间的距离都为r0 分子间的引力和斥力恰好平衡 当水被压缩时 分子间距离由r0略微减小 分子间斥力大于引力 分子力的宏观表现为斥力 其效果是水的体积很难被压缩 当用力拉铁棒两端时 铁棒发生很小的形变 分子间距离由r0略微增大 分子间引力大于斥力 分子力的宏观表现为引力 其效果为铁棒没有断 所以选项a d正确 气体分子由于永不停息地做无规则运动 能够到达容器内的任何空间 所以很容易就充满容器 由于气体分子间距离远大于r0 分子间几乎无作用力 就是有作用力 也表现为引力 所以b错 抽成真空的马德堡半球 之所以很难拉开 是由于球外大气压力对球的作用 所以c错 故正确答案为a d 答案ad 二 分子力的特点 例2关于分子间的相互作用力 下列说法中正确的是 a 分子力随分子间距的增大而减小b 分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小c 分子间同时存在引力和斥力d 当分子间距r r0时 分子间只有引力 解析分子间同时存在引力和斥力 这两个力都随分子间距的变化而变化 变化情况如图所示 引力 斥力都随分子间距的增大而减小 但分子力 引力与斥力的合力 却不是这样 当分子间距r r0时 斥力比引力大 分子力表现为斥力 并随r的增大而减小 当r r0时 引力比斥力大 分子力表现为引力 在某阶段逐渐增大 然后又逐渐减小 通过上面的分析可知 b c项是正确的 a d项是不正确的 故正确答案为b c 答案bc 针对训练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3所示 现把乙分子从r3处由静止释放 则 图3 a 乙分子从r3到r1一直加速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r1一直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过程中一直呈现引力 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 答案ac 三 分子力的功 例3分子甲和乙距离较远 设甲固定不动 乙分子逐渐向甲分子靠近 直到不能再近的这一过程中 a 分子力总是对乙做功b 乙分子总是克服分子力做功c 先是乙分子克服分子力做功 然后分子力对乙分子做正功d 先是分子力对乙分子做正功 然后乙分子克服分子力做功 解析如图所示 由于开始时分子间距大于r0时 分子力表现为引力 因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中 分子力做正功 由于分子间距离小于r0时 分子力表现为斥力 因此分子乙从距分子甲r0处继续向甲移近时要克服分子力做功 故正确答案为d 答案d 自我检测 1 分子力的宏观表现 如图4所示 两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来 下面的铅柱不脱落 主要原因是 1 2 3 4 图4 a 铅分子做无规则热运动b 铅柱受到大气压力作用c 铅柱间存在万有引力作用d 铅柱间存在分子引力作用 1 2 3 4 解析挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围 故不脱落的主要原因是分子之间存在引力 故d正确 a b c错误 答案d 2 分子力的特点 两个分子之间的距离为r 当r增大时 这两个分子之间的分子力 a 一定增大b 一定减小c 可能增大d 可能减小 1 2 3 4 解析分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 题设的r是大于r0 平衡距离 还是小于r0未知 增大多少也未知 由图可知 分子间距离r在从无限小到无限大的区间内 分子力随r的增大是先减小后增大 再减小 答案cd 1 2 3 4 3 分子力的特点 如图5所示 设有一分子位于图中的坐标系原点o处不动 另一分子可位于x轴正半轴上不同位置处 图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小 两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系 e为两曲线的交点 则 1 2 3 4 图5 a ab线表示引力 cd线表示斥力 e点的横坐标约为10 15mb ab线表示斥力 cd线表示引力 e点的横坐标约为10 10mc ab线表示引力 cd线表示斥力 e点的横坐标约为10 10md ab线表示斥力 cd线表示引力 e点的横坐标约为10 15m 1 2 3 4 解析由于分子间斥力的大小随两分子间距离的变化比引力快 所以题图中曲线ab表示斥力 cd表示引力 e点引力和斥力平衡 分子间距离的数量级为10 10m 所以b选项正确 答案b 1 2 3 4 1 2 3 4 4 分子力的功 如图6所示 甲分子固定于坐标原点o 乙分子从无穷远处静止释放