2020学年高中物理 第七章 分子动理论 3 分子间的作用力素材 新人教版选修3-3

2020学年高中物理 第七章 分子动理论 3 分子间的作用力素材 新人教版选修3-3

‎3　分子间的作用力 ‎ 教学建议 在做“酒精和水混合”的实验时,先把红色的水灌进试管中,而后将酒精沿管壁缓慢注入,在试管中用红线作个记号。将它们混合之后发现,混合后的体积明显变小。混合前酒精与水的体积之比为52∶48,实验效果较好,水和酒精混合后体积小于原来的体积之和,就是由于分子重新分布,原来的分子空隙有一部分被另一种分子占据的缘故。‎ 在做“把两块纯净的铅块压紧”的实验时,要注意一定要保证接触面的纯净。一要刮掉铅块表面的氧化膜;二要保证接触面的平整,使足够多的分子达到相互吸引的距离。所以,不要破坏铅块表面的平整度,轻轻用刀刮去一层就可以了。若有水龙头上的陶瓷片,可以用陶瓷片代替铅块,由于陶瓷片表面非常平整,实验效果比较好。‎ 在客观实验的基础上,让学生认识分子间存在相互作用力,再借助合理的图象解释,进一步使学生认识分子间的相互作用力的基本规律。让学生看懂图象是培养学生阅读自然科学书籍能力的重要环节。带领学生看教科书图7.32时,让学生利用图中给出的信息,讨论F斥和F引是怎样随分子间距变化的,图中如何表示出F斥比F引变化得更快。通过充分讨论,学生可以明白F斥比F引减小得更快,是指当分子间距离变化相同时,分子间的斥力变化量大于引力的变化量,在一定范围内,斥力曲线上的各点切线的斜率比引力曲线上各点切线的斜率大。‎ 教师要将统计规律渗透在教学的过程中。统计规律是对大量的偶发事件整体起作用的规律。统计规律可以表现这些偶发事件整体的和必然的联系,而个别事件的特征和偶然联系已经不是研究的重点了。例如,气体分子在无序运动中不断发生频繁碰撞,每个分子的运动速率不断地发生变化。‎ 参考资料 科学家揭开壁虎飞檐走壁之谜 生活中有些现象常常令人困惑不解,例如,一种长约‎10cm、背呈暗灰色的爬行纲四足小动物壁虎,能在光滑如镜的墙面或天花板上穿梭自如,捕食蚊、蝇、蜘蛛等小虫子而不会掉下来。科学家通过实验发现,壁虎能够在一些竖立的抛光玻璃表面以‎1 m/s的速度向上高速攀爬。而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。它除了能在墙上竖直上下爬行外,还能够倒挂在天花板上爬行,这一绝技令其他动物望尘莫及。‎ 多少年来,许多人习惯地认为,壁虎飞檐走壁靠的是四个脚掌上神奇的吸盘。美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现,看上去不起眼的壁虎,居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量,竟然来自宇宙中最基本的物理学原理——分子引力。靠着这种力量,一只身长‎5cm的壁虎,用它不过几平方毫米大小的脚掌,能够提起重达‎40kg的重物!‎ 分子引力是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱引力。由于这种引力过于微弱,通常没有人会注意。比如,当我们把手贴到墙上时,也会产生分子引力,但由于实际接触面积太小,可能只有数千个接触点,人的手掌不会被吸附到墙壁上。但壁虎就不一样了,它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛可以与物体表面分子间的距离达到非常近,从而表现出明显的分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。根据计算,一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量,而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积,但可以提起‎20kg 的重物。如果壁虎同时使用全部刚毛,就能够提起‎125kg的重物。科学家说,壁虎实际上只使用一只脚,就能够支持整个身体。 ‎