2019-2020学年高中物理 第一章 分子动理论 第4节 分子间的相互作用力学案 教科版选修3-3

第4节分子间的相互作用力1.通过实验知道分子间存在着间隙和作用力2.结合斥力和引力与距离的关系图像，理解斥力和引力的特点；知道分子力为零时，分子间距离r0的数量级3.知道分子动理论的内容一、分子间存在相互作用力大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着引力；用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间存在着斥力二、分子间作用力与距离的关系如图所示，表示了分子间斥力和引力随分子间距离r的变化情况，由图可知：(1)分子引力和斥力同时存在，分子力是指分子引力和斥力的合力(2)分子引力和斥力都随分子距离的增大而减小，随距离的减小而增大(3)当分子间距离变化时，分子斥力比引力变化的快三、分子动理论物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子之间存在着引力和斥力分子力的特点1分子力与分子引力、斥力的关系：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是分子引力和斥力的合力2分子力与分子间距离变化的关系(1)r0的意义：分子间距离rr0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为1010 m)的位置叫平衡位置(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快当rr0时，f引f斥，f0.当rr0时，f斥f引，分子力f表现为斥力当rr0时，f斥f引，分子力f表现为引力当r10r0(109 m)时，f引和f斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力，所以分子力f0.(3)当rr0时，合力随距离的增大而减小，当rr0时，合力随距离的增大先增大后减小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喻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当弹簧处于原长时(rr0)，象征着分子力的合力为零；当弹簧压缩时(rr0)，象征着分子力的合力为引力借助此模型仅限于可以帮助记忆分子力何时为引力、何时为斥力(1)分子间距为r0时，引力与斥力大小相等，并不是无引力和斥力，且此时分子并不是静止不动而是在平衡位置附近振动(2)“小球弹簧”模型用类比方法近似反映了分子在平衡位置附近分子合力的情景，它不能说明分子间既有引力又有斥力，更不能表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂变化情况 命题视角1分子力与分子距离的关系(多选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，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列说法中正确的是()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逐渐减小d分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到0解析分子间同时存在着引力与斥力，当距离增大时，引力和斥力都在减小，只是斥力减小得比引力快当分子间距离rr0时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当rr0时，合力为0；当距离大于10r0时，分子间的相互作用力可视为0.所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到0.选项a、d正确答案ad(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存在的，不会出现只有引力或只有斥力的情况(2)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概念 命题视角2分子在分子力作用下的运动分析在使两个分子间的距离由很远(r0109 m)变到很难再靠近的过程中，分子间的作用力大小将()a先减小后增大b先增大后减小c先增大后减小再增大d先减小后增大再减小解析分子间同时存在引力和斥力，当两个分子间的距离由很远(r109m)变到很难再靠近的过程中，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快；故其合力先表现为引力，后表现为斥力，但引力有一个最大值，故选c.答案c 命题视角3分子力做功分析甲、乙两个分子相距较远，若把甲固定，使乙逐渐向甲移动，直到不能再靠近为止在这一过程中，下列有关分子力对乙做功的说法中正确的是()a分子力对乙总是做正功b分子力对乙总是做负功c先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功d先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功解析分子间的距离大于r0时，分子力表现为引力，分子乙在靠近平衡位置的过程中，分子力对乙做正功；当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，当分子乙继续向分子甲靠近的过程中，分子力做负功选项d正确答案d分子力问题的分析方法(1)首先要分清分子力是引力还是斥力(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 (3)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是rr0时，分子力为零但引力和斥力均不为零二是r10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零所以当rr0时，分子间距由r0增大到10r0的过程中，分子力先增大后减小. 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()arr0时，分子间引力和斥力都等于零b10r0rr0时，分子间只有引力而无斥力cr由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小dr由10r0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解析：选d.当rr0时，分子间引力和斥力相等，但都不为零，合力为零，a错；在10r0rr0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10r0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rr0时表现为引力，且r较大，即两个分子间距较远时分子间相互作用力亦趋于零，可知由较远至rr0的过程中，分子力先增大后减小，即c项正确而分子间距离由极小逐渐增大到rr0时，分子间的引力和斥力都逐渐减小，分子力表现为斥力，故d选项正确4(多选)甲、乙两分子相距大于平衡距离r0，甲固定，乙分子在向甲靠近直到不能再靠近的过程中，下列说法中正确的是()a分子力总做正功b分子引力与斥力互为反作用力，其合力为零c分子力先做正功后克服分子力做功d分子引力总做正功解析：选cd.分子间引力和斥力同时存在当分子间距离rr0时，分子力表现为引力，分子力做正功，当分子间距离rr0时，分子间作用力表现为引力，对应弹簧被拉长；当rr0时，引力大于斥力，分子力表现为引力，rr0时，分子力表现为引力，距离减小时，分子力做正功，分子动能将增大，分子速度将增大；当rr0时，速度最大，当rr0，表现为引力b压缩时rr0b间距rr0；又fmr2，vr，而它们的相同，ramb、vavb.三、非选择题9设r0为a、b两个分子间引力和斥力相等时的距离，在它们的距离从r10.8r0变为r21.8r0的过程中，分子间的引力将会如何变化？分子间的引力和斥力的合力变化情况是什么？解析：分子间的引力和斥力都随r的增大而减少而分子间斥力和引力的合力在rr0时为零，故当r由r10.8r0变为r21.8r0时，分子力的合力先减小后增大答案：减小先减小后增大10现在工业上存在许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平