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

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

‎4　分子间的相互作用力 ‎[学习目标]　1.通过实验知道分子间存在相互作用力.2.通过图像分析理解分子力与分子间距离的关系.3.知道分子动理论的内容．‎ 一、分子间作用力 ‎1．分子间有空隙 ‎(1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙．‎ ‎(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会变小，说明液体分子之间存在着空隙．‎ ‎(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．‎ ‎2．分子间的作用力 ‎(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的合力．‎ ‎(2)分子间作用力与分子间距离变化的关系(如图1所示)．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大．但斥力比引力变化得快．‎ 图1‎ ‎(3)分子间作用力与分子间距离的关系．‎ ‎①当r＝r0时，F引＝F斥，此时分子所受合力为零．‎ ‎②当r＜r0时，F引＜F斥，分子力的合力表现为斥力．‎ ‎③当r＞r0时，F引＞F斥，分子力的合力表现为引力．‎ ‎④当r＞10r0(即大于10－‎9m)时，分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计．‎ 二、分子动理论 ‎1．分子动理论 ‎(1)分子动理论：把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论．‎ 11‎ ‎(2)内容：‎ ‎①物体是由大量分子组成的．‎ ‎②分子在做永不停息的无规则运动．‎ ‎③分子之间存在着引力和斥力．‎ ‎2．统计规律：由大量偶然事件的整体所表现出来的规律．‎ ‎(1)微观方面：单个分子的运动是无规则(选填“有规则”或“无规则”)的，具有偶然性．‎ ‎(2)宏观方面：大量分子的运动表现出规律性，受统计规律的支配．‎ ‎3．分子动理论是热现象微观理论的基础．‎ ‎[即学即用]‎ ‎1．判断下列说法的正误．‎ ‎(1)分子间距离较小时只存在斥力，距离较大时只存在引力．(×)‎ ‎(2)分子间的引力随分子间距离的增大而增大，而斥力随距离的增大而减小．(×)‎ ‎(3)当分子间的距离达到无穷远时，分子力为零．(√)‎ ‎(4)打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在引力．(√)‎ ‎(5)玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，是因为玻璃分子间的斥力比引力大．(×)‎ ‎2．将下列实验事实与其产生的原因对应起来．‎ 实验事实有以下五个：‎ A．水与酒精混合后体积变小 B．固体很难被压缩 C．细绳不易被拉断 D．糖在热水中溶解得快 E．冰冻食品也会变干 其产生的原因如下：‎ a．固体分子也在不停地运动 b．分子运动的激烈程度与温度有关 c．分子之间存在着空隙 d．分子间存在着引力 e．分子间存在着斥力 与A、B、C、D、E五个实验事实相对应的原因分别是①________，②________，③________，④________，⑤________(在横线上分别填上与实验事实相对应的原因前的字母代号)．‎ 答案　①c　②e　③d　④b　⑤a 11‎ 一、分子间作用力 ‎[导学探究]　(1)如图2所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？‎ 图2‎ ‎(2)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一起？‎ ‎(3)无论容器多大，气体有多少，气体分子总能够充满整个容器，是分子斥力作用的结果吗？‎ 答案　(1)不相等；因为玻璃板和液面之间有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力．(2)虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起．(3)气体分子之间的距离r＞10r0时，分子间的作用力很微弱，可忽略不计．所以气体分子能充满整个容器，并不是分子斥力作用的结果，而是分子的无规则运动造成的．‎ ‎[知识深化]‎ ‎1．对分子力与分子间距离变化关系的理解 ‎(1)r0的意义 分子间距离r＝r0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10－‎10m)的位置叫平衡位置．‎ ‎(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图3所示．‎ 11‎ 图3‎ ‎①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小．‎ ‎②当rr0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小．‎ ‎2．分子力弹簧模型 当分子间的距离在r0附近时，它们之间的作用力的合力有些像弹簧连接着的两个小球间的作用力：拉伸时表现为引力，压缩时表现为斥力．‎ ‎3．分子力做功 由于分子间存在着分子力，所以当分子间距离发生变化时，分子力做功．‎ ‎①当r>r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功；当r减小时，分子力做正功．‎ ‎②当rr0时，引力大于斥力，r增大时分子力做负功，Ep增加 C．当rr0时，分子力表现为引力，当r增加时，分子力做负功，则Ep增加，故B正确；当rr2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 答案　B 解析　分子间同时存在引力和斥力，rr2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误．‎ ‎4．“破镜难圆”的原因是(　　)‎ A．玻璃分子间的斥力比引力大 B．玻璃分子间不存在分子力的作用 C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零 D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零 答案　D 解析　破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起，故D正确．‎ ‎5．如图2所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则(　　)‎ 图2‎ A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－‎‎15m B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－‎‎10m C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－‎‎10m D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－‎‎15m 答案　C 11‎ 解析　表示引力的线与表示斥力的线的交点，横坐标表示分子间距r0，r0的数量级为10－‎10m，由分子力特点可知当r>r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；当r

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