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33.ppt

第七章 3分子间的作用力 学习目标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 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 分子间的作用力 1 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 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 答案 图1 答案虽然两物体靠得很紧 但绝大部分分子间距离仍很大 达不到分子引力起作用的距离 所以不会粘在一起 2 既然分子间存在引力 当两个物体紧靠在一起时 为什么分子引力没有把它们粘在一起 答案气体分子之间的距离r 10r0 分子间的作用力很微弱 可忽略不计 所以气体分子能充满整个容器 并不是分子斥力作用的结果 而是分子的无规则运动造成的 3 无论容器多大 气体有多少 气体分子总能够充满整个容器 是分子斥力作用的结果吗 答案 1 分子间同时存在着相互作用的和 分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的 2 分子间作用力与分子间距离变化的关系 如图2所示 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 但斥力比引力变化得快 图2 引力 斥力 合力 减小 增大 3 分子间作用力与分子间距离的关系 1 当r r0时 f引f斥 此时分子所受合力为 2 当r r0时 f引f斥 作用力的合力表现为 3 当r r0时 f引f斥 作用力的合力表现为 4 当r 10r0 即大于10 9m 时 分子间的作用力变得很微弱 可忽略不计 4 分子力弹簧模型 当分子间的距离在r0附近时 它们之间的作用力的合力有些像弹簧连接着两个小球间的作用力 拉伸时表现为 压缩时表现为 零 斥力 引力 引力 斥力 二 分子动理论 1 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 答案 2 为什么物体既难以拉伸 又难以压缩 答案拉伸时 分子间表现为引力 压缩时分子间表现为斥力 1 分子动理论 1 概念 把物质的和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论 2 内容 物体是由组成的 分子在做的运动 分子之间存在着和 热学性质 大量分子 永不停息 无规则 引力 斥力 2 统计规律 由大量偶然事件的所表现出来的规律 1 微观方面 单个分子的运动是 选填 有规则 或 无规则 的 具有偶然性 2 宏观方面 大量分子的运动表现出 受的支配 3 分子力的宏观表现 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 以抗拒外力对它的拉伸 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 以抗拒外力对它的压缩 无规则 整体 规律性 统计规律 引 斥 题型探究 1 分子间的引力 斥力和分子力随分子间距离变化的图象如图2所示 1 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 2 当rr0时 分子力随分子间距离的增大先增大后减小 2 分子力做功由于分子间存在着分子力 所以当分子间距离发生变化时 分子力做功 1 当r r0时 分子力表现为引力 当r增大时 分子力做负功 当r减小时 分子力做正功 2 当r r0时 分子力表现为斥力 当r减小时 分子力做负功 当r增大时 分子力做正功 一 分子间的作用力 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 4r0 r r0时 分子间只有引力而无斥力c r由4r0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4r0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 答案 解析 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 当4r0 r r0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4r0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r r0时分子力又增大 所以在r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力先增大后减小再增大 d对 针对训练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 分子力总是对乙做正功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 答案 解析 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 二 分子力的宏观表现 例2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 这是分子间存在引力的宏观表现 解析 答案 解析水是液体 铁棒是固体 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 分子力的作用是有范围的 当r r0时 分子力表现为斥力 当r r0时 分子力表现为引力 固体 液体的体积难以改变 往往是分子力的宏观表现 而对于气体 一般情况下分子力很小 甚至可忽略 达标检测 1 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 答案 1 2 3 4 2 分子力的特点 如图3所示 设有一分子位于图中的坐标系原点o处不 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 图3 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 答案 解析 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 1 2 3 4 3 分子的宏观表现 下列各种现象中能说明分子间存在斥力的是a 气体的自由膨胀b 铁块的体积很难被压缩c 打开麻油瓶盖 香气四溢d 密闭在针筒内的气体需要花费很大的力气才能被压缩 答案 解析 1 2 3 4 解析气体的自由膨胀说明气体分子在做无规则运动 不能说明分子间存在斥力 故a错误 铁块分子有间隙 但铁块的体积很难被压缩 说明分子间存在斥力 故b正确 打开麻油瓶盖 香气四溢 说明分子在做无规则运动 不能说明分子间存在斥力 故c错误 密闭在针筒内的气体需要花费很大的力气才能被压缩 是因为气体的压强增大 故d错误 1 2 3 4 a a点b b点c c点d d点 4 分子力的特点 如图4所