高中物理(新教材)选修三课件4：1-1第2课时-分子热运动和分子间的作用力 人教版

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分子动理论的基本内容第2课时分子热运动和分子间的作用力一、分子热运动思考：为什么王安石没有靠近梅树,却能闻到梅花的香味呢?“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”是北宋诗人王安石的一首脍炙人口的诗歌,仿佛把我们也带入了一个梅香扑鼻的世界。梅香扑鼻正是分子热运动(扩散现象)最直接的证据,盛开梅花的香气在空中不断地扩散,不需靠近,就能闻到梅花的香气。不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由于物质分子的无规则运动产生的。讨论：扩散现象在气体、液体可以发生，那么在固体中也可以发生吗？扩散现象在气体、液体和固体中都能发生。除了扩散现象，还有哪些事实能够证明分子做无规则运动？植物学家，布朗1827年，布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作无规则运动。下面我们做一个类似的实验。演示：用显微镜观察炭粒的运动取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。在显微镜下追踪一颗小炭粒的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。不是讨论：图中的连线是不是小炭粒运动的实际路线？微粒的运动是无规则的。实际上，就是在30s内，微粒的运动也是极不规则的。当时布朗观察的是悬浮在水中的花粉微粒。他起初认为，微粒的运动不是外界因素引起的，而是其自发的运动。是不是因为植物有生命才产生了这样的运动？布朗用当时保存了上百年的植物标本，取其微粒进行实验，他还用了一些没有生命的无机物粉末进行实验。结果是，不管哪一种微粒，只要足够小，就会发生这种运动；微粒越小，运动就越明显。这说明微粒的运动不是生命现象。后人把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。思考：为什么悬浮在水中的花粉微粒的运动是无规则的？一颗微粒受到液体分子撞击的情景液体是由许许多多分子组成的，液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用强，致使微粒运动。在下一瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其它方向运动。这样，就引起了微粒的无规则运动。一颗微粒受到液体分子撞击的情景液体是由许许多多分子组成的，液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用强，致使微粒运动。在下一瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其它方向运动。这样，就引起了微粒的无规则运动。思考：为什么微粒越小，它的无规则运动越明显？颗粒越小每一瞬间受到液体分子撞击的数目少受力极易不平衡颗粒越大同时跟它撞击的分子数多质量大，惯性大受力的平均效果互相平衡运动状态难改变另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大，因此微粒越小，布朗运动越明显。思考：布朗运动的明显程度还跟什么因素有关？可见，分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越剧烈。因此，我们把分子这种永不停息的无规则运动叫作热运动。在扩散现象中，温度越高，扩散得越快。观察布朗运动，温度越高，悬浮微粒的运动就越明显。温度是分子热运动剧烈程度的标志。例1.某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把花粉微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,如图所示。该图反映了()A.液体分子的运动轨迹B.花粉微粒的运动轨迹C.每隔一定时间花粉微粒的位置D.每隔一定时间液体分子的位置C变式训练：气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒,下列说法正确的是()A.温度升高,气溶胶微粒运动会减慢B.气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动C.气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零D.气溶胶微粒越大,运动越明显B技法点拨：处理布朗运动问题的三个关键点1.运动物体:悬浮固体小颗粒(显微镜下才可看到)。布朗运动是悬浮的固体微粒的运动,不是单个分子的运动。2.产生原因:是由固体小颗粒周围的液体(或气体)分子的无规则运动的撞击不平衡引起的。3.运动实质:是液体分子永不停息地做无规则运动的间接反映。技法点拨：处理布朗运动问题的三个关键点1.运动物体:悬浮固体小颗粒(显微镜下才可看到)。布朗运动是悬浮的固体微粒的运动,不是单个分子的运动。2.产生原因:是由固体小颗粒周围的液体(或气体)分子的无规则运动的撞击不平衡引起的。3.运动实质:是液体分子永不停息地做无规则运动的间接反映。二、分子间的作用力弹簧物体被拉伸，分子间隙增大从而产生引力来抵抗拉力物体被压缩，分子间隙减少从而产生斥力来抵抗压力1.分子间的引力和斥力同时存在2.分子之间的引力或斥力都跟分子间距离有关Forr0当r=r0,分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置.当r<r0,分子间的作用力F表现为斥力.当r>r0,分子间的作用力F表现为引力.分子间作用力是带正电的原子核和带负电的电子的相互作用引起的.例2.清晨，草叶上的露珠是由空气的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的（）A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大D如图所示，是分子间相互作用力与分子间距离的关系，其中两虚线分别表示分子间斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作用力(斥力和引力的合力)与分子间距离的关系，由图可知下列说法中正确的是()A.分子间距离为r0时，分子间没有相互作用B.分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大C.分子间距离大于r0时，分子间的引力总是大于斥力D.分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小变式训练：CD三、分子动理论热学性质分子之间存在着相互作用力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热学规律：对于大量分子有统计规律，对单个分子无意义。分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。例3.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大C备用工具&资料三、分子动理论热学性质分子之间存在着相互作用力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热学规律：对于大量分子有统计规律，对单个分子无意义。分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。例2.清晨，草叶上的露珠是由空气的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的（）A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大D梅香扑鼻正是分子热运动(扩散现象)最直接的证据,盛开梅花的香气在空中不断地扩散,不需靠近,就能闻到梅花的香气。不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由于物质分子的无规则运动产生的。除了扩散现象，还有哪些事实能够证明分子做无规则运动？植物学家，布朗1827年，布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作无规则运动。下面我们做一个类似的实验。演示：用显微镜观察炭粒的运动取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观