《分子间的相互作用力》导学案

《分子间的相互作用力》导学案一、学习目标1、能说出分子间同时存在引力和斥力，就像小伙伴之间既有想一起玩的吸引力，又有偶尔闹小矛盾的排斥力一样，并且可以举例说明日常生活中的相关现象，比如固体很难被拉伸和压缩。2、会解释分子间作用力随分子间距离变化的规律，就像能明白两个人距离不同时关系的变化，通过图像来直观理解这种规律。3、能够运用分子间作用力的知识解释一些简单的物理现象，像为什么有些物质容易被压缩，而有些物质却很难。二、知识梳理（一）分子间存在引力和斥力1、分子间引力的表现咱们生活中有很多例子能体现分子间的引力呢。比如说，固体很难被拉伸，就像一根橡皮筋，你想把它拉长可不容易。这是因为橡皮筋里的分子们都紧紧拉着彼此，不想被分开，这就是分子间引力在起作用。还有啊，两块铅块用力挤压后能粘在一起，这也是分子间引力的功劳。从微观角度看，分子由原子组成，原子里有带正电的原子核和带负电的电子。不同分子的原子核和电子之间存在着一种相互吸引的力，这就是分子间引力的本质啦。2、分子间斥力的表现那分子间的斥力又咋体现呢？固体和液体很难被压缩呀。就像你想把一个装满水的小瓶子再往里塞东西，根本塞不进去。这是因为水分子之间的斥力在阻止别的东西进来呢。同样从微观来说，当分子靠得很近的时候，分子间的斥力就开始发挥威力啦。因为分子的电子云会互相排斥，就像两个小刺猬靠得太近就会扎到对方一样。（二）分子间作用力与分子间距离的关系1、分子间作用力随距离变化的规律分子间的作用力啊，是随着分子间距离的变化而变化的，就像两个人的关系会随着距离改变而改变。当分子间距离等于某一值r0（这个r0是个很特别的值哦）的时候，分子间的引力和斥力相等，这个时候分子间的作用力就表现为零，就像两个人关系很平衡的时候，既不特别亲近也不互相排斥。当分子间距离小于r0的时候，斥力就比引力大啦，而且距离越小，斥力就越大得厉害。这就好比两个人靠得太近就开始互相嫌弃，距离越近矛盾越大。当分子间距离大于r0的时候呢，引力就比斥力大啦。不过随着距离越来越大，引力和斥力都变得越来越小，但是引力减小得慢一些。这就像两个人离得远了，互相思念的感情虽然也在减弱，但还是存在的。咱们可以通过一个图像来清楚地看到这种关系（后面会详细讲这个图像哦）。2、分子间作用力随距离变化的图像这个图像啊，横坐标表示分子间的距离r，纵坐标表示分子间的作用力F。当r＝r0的时候，F＝0，就像图像上的一个平衡点。当r小于r0的时候，图像在横轴下方，说明斥力占优势，而且曲线很陡，表明斥力随距离减小增加得很快。当r大于r0的时候，图像在横轴上方，引力占优势，而且曲线慢慢变平缓，就是说引力随距离增加减小得比较慢。（三）分子力的宏观表现1、固体的特点固体有一定的形状和体积，为啥呢？就是因为分子间的作用力。分子间的引力把分子们紧紧地固定在一定的位置上，就像小士兵站队列一样整齐，不能随便乱跑，所以固体就有了固定的形状和体积。2、液体的特点液体有一定的体积但是没有固定的形状。液体分子间的距离比固体分子间的距离稍大一些，分子间的引力能让液体分子聚集在一起，所以有一定的体积。但是液体分子间的作用力又没有固体那么强，分子可以在一定范围内自由移动，所以液体没有固定的形状，可以流动，就像一群调皮的小水滴，可以到处跑。3、气体的特点气体既没有固定的形状也没有固定的体积。这是因为气体分子间的距离很大很大，分子间的作用力非常非常小，小到几乎可以忽略不计。气体分子就像自由的小鸟，可以在很大的空间里到处乱飞，想去哪就去哪。三、学习活动（一）阅读与思考1、认真阅读教材中关于分子间相互作用力的内容，边读边思考以下问题：你能在生活中再找到一些分子间引力和斥力的例子吗？除了我们刚刚讲过的那些。想象一下，如果分子间没有引力或者没有斥力，我们的世界会变成什么样呢？2、阅读完后，和同桌分享一下你找到的例子和你的想象。（二）小组讨论1、分成小组，讨论分子间作用力随距离变化的规律。每个小组画一个分子间作用力随距离变化的草图，然后对比教材上的图像，看看有什么不同，讨论为什么会有这些不同。结合生活中的例子，说说在哪些情况下分子间距离是小于r0的，哪些情况下是大于r0的。2、小组代表发言，向全班分享小组的讨论成果。（三）案例分析1、给出一些实际的物理现象案例，比如：把一块海绵用力压缩后，海绵又能恢复原状，这和分子间作用力有什么关系呢？冬天的时候，我们感觉铁比木头冷，这和分子间作用力有关系吗？如果有，是怎样的关系呢？2、每个同学独立分析这些案例，然后在小组内交流自己的分析结果，看看大家的想法是否一致。最后，每个小组选出一个最有代表性的分析结果，向全班汇报。四、学习指导（一）启发性问题1、我们知道分子间存在引力和斥力，那你觉得分子间的引力和我们生活中的万有引力有什么区别呢？（提示：可以从作用范围、大小、产生原因等方面去思考哦。）2、当分子间距离很大的时候，分子间的作用力几乎为零。那这个“很大”到底是多大呢？你能从生活中的一些现象来推测一下吗？（提示：可以想想气体的扩散现象哦。）（二）提示1、在理解分子间作用力随距离变化的规律时，如果觉得有点抽象，可以把分子想象成一个个小磁球。当小磁球距离合适的时候，它们之间有一定的吸引力和排斥力；距离太近就会强烈排斥，距离太远吸引力就很弱了。2、在分析物理现象与分子间作用力的关系时，要从分子的排列、分子间距离的变化等方面入手。比如分析海绵压缩的问题，就要想到海绵里有很多小孔，压缩的时候分子间距离是怎么变化的。五、巩固练习（一）选择题1、下列现象中，能说明分子间存在斥力的是（）A.水和酒精混合后体积变小B.滴进水中的红墨水迅速散开C.给自行车打气时，气筒壁发热D.固体和液体很难被压缩（提示：想想我们之前说的固体和液体很难被压缩是因为分子间的斥力哦。）2、当分子间距离为r0时，分子间的引力和斥力相等。下列关于分子间作用力的说法正确的是（）A.当分子间距离小于r0时，分子间只存在斥力B.当分子间距离大于r0时，分子间只存在引力C.当分子间距离由r0逐渐增大时，分子间引力增大，斥力减小D.当分子间距离由r0逐渐增大时，分子间引力和斥力都减小，但引力减小得慢（提示：回顾分子间作用力随距离变化的规律哦。）3、关于分子间作用力，下列说法正确的是（）A.分子间的引力总是大于斥力B.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小C.分子间距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，但斥力增大得更快D.当分子间距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力可以忽略不计（提示：这都是我们刚刚重点讲过的知识点呢。）（二）简答题1、请解释为什么荷叶上的水珠呈球形。（提示：从分子间作用力的角度去思考，想想液体表面的分子情况。）2、用分子间作用力的知识解释为什么热胀冷缩现象在固体、液体和气体中都会发生。（提示：要考虑分子间距离随温度的变化哦。）（三）拓展题1、假设分子间只存在引力，没有斥力，我们的世界会有哪些不同？请尽可能多地描述这种变化。（提示：从物质的状态、物体的结构等多方面去想象。）2、查阅资料，了解目前科学家们对分子间作用力研究的最新进展，并写一篇简短的报告。（提示：可以从科学杂志、学术网站等地方查找资料哦。）六、参考答案（一）选择题1、D2、D3、BCD（二）简答题1、荷叶上的水珠呈球形是因为水分子之间存在分子间作用力。在水珠内部，水分子受到各个方向的分子间引力，合力为零。而在水珠表面，水分子受到内部水分子的引力，使得表面的水分子有向内部收缩的趋势，就像被拉紧的皮筋一样，最终使水珠呈球形，这种使液体表面收缩的力叫做表面张力，本质上也是分子间作用力的体现。2、对于固体，温度升高时，分子的热运动加剧，分子间距离增大，分子间的作用力表现为引力，所以固体膨胀；温度降低时，分子热运动减缓，分子间距离减小，固体收缩。对于液体，情况类似，温度变化导致分子间距离改变，由于分子间作用力的存在，液体的体积也会相应变化。对于气体，温度升高时，分子热运动剧烈，分子间距离增大得更明显，由于气体分子间作用力本来就很小，所以气体的体积随温度变化更为显著；温度降低时，气体分子间距离减小，气体体积缩小。（三）拓展题1、如果分子间只存在引力，没有斥力，物质的状态会发生很大变化。固体可能会变得非常容易变形，因为没有斥力来阻止分子间的过度靠近，物体可能会因为自身重力或者很小的外力就不断地聚集、收缩，难以保持固定的形状。液体也会变得很奇怪，分子间会过度靠近，可能会形成非常紧密的、类似固体的结构，但又不像正常固体那样有稳定的形状。气体分子会迅速聚集在一起，因为没有斥力阻碍，气体将很难维持分散的状态，整个世界的物质分布会变得非常不均匀，可能会形成巨大的物质团块，很多物理和