2012高中物理 1.4 分子间的相互作用力学案1 粤教版选修3-3

用心 爱心 专心1 1 4 1 4 分子间的相互作用力分子间的相互作用力 学习目标学习目标 1 1 知识与技能 知识与技能 1 知道分子同时存在着相互作用的引力和斥力 表现出的分子力是引力和斥力的合力 2 知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律 知道分子间距离是时分子力为 零 知道的数量级 3 了解在固体 液体 气体三种不同物质状态下 分子运动的特点 2 2 过程与方法 过程与方法 通过一些基本物理事实和实验推理得出分子之间有引力 同时有斥力 这种以事实和 实验为依据求出新的结论的思维过程 就是逻辑推理 3 3 情感态度价值观情感态度价值观 通过学习这部分知识 培养学生的推理能力 学习重点学习重点 一 通过分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示实验和事实 推理论证出 分子之间存在着引力和斥力 二 分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化 而分子力是引力和斥力的合力 能正确理解分子间作用力与距离关系的曲线的物理意义 知识要点知识要点 1 分子之间有空隙 扩散现象和布朗运动都表明分子永不停息地做无规则运动 同时也反映了分子间有空 隙 否则分子便不能运动了 另外 以下事实也可以说明分子间是有空隙的 1 水和酒精混合后的总体积小于两者原来体积之和 说明液体分子之间有空隙 2 气体很容易被压缩 说明气体分子间有空隙 物体的热胀冷缩现象正是由于物体分子间的空隙增大或缩小而造成的 这是气体 液体和固体所共有的现象 还有很多例子 此处不再一一列举 说明 说明 我们在前面估测分子大小时 常常把固体或液体分子看做是一个挨一个紧密排 列的 没有考虑分子之间的空隙 其实 那只是为了研究方便而假设的一种理想化的模型 用心 爱心 专心2 真实的分子间是有空隙的 2 分子间的作用力 深入的研究表明 两个相近的分子之间同时存在着引力和斥力 实际表现出来的分子 力即为两者的合力 为了便于理解 分子间作用力的合力可以用弹簧连接着的两个小球间 的作用力来模拟 拉伸时表现为引力 压缩时表现为斥力 它们随分子间距离变化的情况 可用图 7 3 1 表示 分子间作用力的变化 分子间引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关 当分子间距离 0 rr 时 0 r约为m10 10 分子间的引力和斥力相互平衡 此时分子间 的作用力为零 当分子之间距离 0 rr 时 随着分子之间距离的减小引力和斥力同时增大 但斥力增 大得更快一些 故斥力大于引力 此时分子之间的作用力表现为斥力 此时引力仍然存在 当分子之间距离 0 rr 时 随着分子之间距离的增大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 此时分子之间的作用力表现为引力 此时斥力仍然存在 可见 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 只是斥力变化要更快一些 解释现象 根据所学分子力的有关知识 结合实际 勤于观察 善于思考 能解释一些实际现象 如固 液体难以被压缩 玻璃破碎难以复原 再如高温铸造 电焊 和面 胶粘物块等等 生活中这样的例子枚不胜举 说明 分子间距离为 0 r时 分子力为零 但分子间仍然有引力和斥力 两者合力是 零 分子力属于短程力 分子之间的作用力只存在于相近的分子之间 当分子之间的距 7 3 1 用心 爱心 专心3 离超过分子直径的 10 倍时 分子之间的作用力已经变得十分微弱 可以忽略不计了 分子动理论 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 问题探究问题探究 把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端 使玻璃板水平地接触水面 如 图 3 如果你想使玻璃板离开水面 用手向上拉橡皮筋 拉动玻璃板 的力是否大于玻璃板受的重力 动手试一试 并解释为什么 答案是 拉力会大于玻璃板的重力 玻璃板离开水面时水会发生分裂 由于水分子之间有引力存在 外力要克服这些分子引力造成外界拉力 大于玻璃板的重力 玻璃板离开水面后 可以看到玻璃板下表面上仍 有水 说明玻璃板离开水时 水层发生断裂 疑难解析疑难解析 典型例题典型例题 例 例 关于分子间的相互作用力的以下说法中 正确的是 A 当分子间的距离 r r0时 分子力为零 说明此时分子间不存在作用力 B 当 r r0时 随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大 但引力比斥力增加 得快 故分子力表现为引力 C r r0时 随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大 但斥力比引力增加得 快 故分子力表现为斥力 D 当分子间的距离 r 10 9m 时 分子间的作用力可以忽略不计 答案 答案 D 例 例 两个分子从靠近的不能再近的位置开始 使二者之间的距离逐渐增大 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 分子间的作用力在逐渐减小 D 分子间的作用力 先减小后增大 再减小到零 解析 解析 分子间同时存在着引力与斥力 当距离增大时 二力都在减小 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 在r r0 时 合力为零 当r r0时 分子间的斥力小于引力 因而表现为引力 当距离大于 10r0 用心 爱心 专心4 时 分子间的相互作用力可视为零 所以分子力的变化是先减小后增大 再减小到零 因 而选项 A D 正确 友情提示 友情提示 只有搞清楚分子间的引力 斥力及合力随分子间距离变化的特点 才能在 答题时以不变应万变 轻松自如 当堂反馈当堂反馈 1 图为分子间的相互作用和分子之间距离的关系的示意图 在甲 乙 丙三种情况中 的分子间引力最大 的分子间斥力最大 的分子力最小 2 下列说法中正确的是 A 固体难以被拉伸 说明分子间存在着相互作用的引力 B 固体难以被压缩 说明分子间存在着相互作用的斥力 C 液体难以被压缩 说明分子间存在着相互作用的引力和 斥力 但引力小于斥力 D 液体难以被压缩 说明液体分子间没有间隙 3 下列现象中能够说明分子间存在斥力的是 A 用液压机传递动力 B 气体可以充满整个容器 C 断裂的粉笔难以再接上 D 物体受热膨胀体积增大 4 下列现象中能够说明分子间存在引力的是 A 被拉伸的橡皮筋产生向收缩方向的弹力 B 拉伸钢筋时会遇到很大的阻力 C 钉入木板的钉子难以拔出 D 在冬天暖瓶的塞子有时难以拔出 5 分子间相互作用力既有引力f引 又有斥力f斥 下列说法中正确的是 A 分子间的距离越小 f引越小 f斥越大 B 分子间的距离越小 f引越大 f斥越小 C 当分子力由r0逐渐增大的过程中 分子力逐渐减小 D 当分子间距离由r0逐渐减小的过程中 分子力逐渐增大 6 关于分子间的引力和斥力 下列说法中正确的是 A 当物质被压缩时 斥力增大 引力减小 B 当物质被拉伸时 斥力减小 引力增大 C 当物质被压缩时 斥力和引力都增大 D 当物质被拉伸时 斥力和引力都减小 7 下述现象中能说明分子之间有相互作用力的是 A 气体容易被压缩 B 高压密闭的钢瓶中的油从瓶壁逸出 C 两块纯净的铅压紧后连合在一起 D 滴入水中的墨汁向不同的方向运动 8 下列说法中正确的是 A 人用手捏面包 面包体积变小了 说明分子间有间隙 B 高压下的油会透过钢板渗出 说明分子间有间隙 C 打碎的玻璃片不能拼合粘在一起 说明分子间只有斥力 D 给自行车轮胎打气 越来越费力 说明分子间有斥力 9 以分子斥力为正方向 分子力f为纵轴 分子间距r为横轴 作出分子力f和分子间距 用心 爱心 专心5 r的关系图线 设甲分子固定在坐标原点 在乙分子从无穷远处