新人教版高中物理选修33《分子间的作用力》优秀教案重点资料doc.docx

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新人教版高中物理选修33《分子间的作用力》优秀教案重点资料doc

7.3分子间的作用力

教学目标

（1）知道分子间存在空隙；且同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

（2）了解分子力为零时，分子间距离r0的数量级。

（3）知道分子间的距离r＜r0时，实际表现的分子力为斥力，这个斥力随r的减小而迅速增大。

（4）知道分子间的距离r＞r0时，实际表现的分子力为引力，这个引力随r的增大而减小。

（5）了解r增大到什么数量级时，分子引力已很微弱，可忽略不计。

（6）物理离不开生活，能用分子力解释日常生活中一些常见的现象。

教学重点、难点

重点:

分子间的作用力和分子间作用力的变化。

难点:

用分子动理论解释有关现象。

教学方法

讨论探究法、分析法、归纳法。

教具

多媒体教学课件

课型

新授课

课时计划

1课时

教学过程

1．分子之间有空隙

扩散现象和布朗运动都表明分子永不停息地做无规则运动，同时也反映了分子间有空隙，否则分子便不能运动了。

另外，以下事实也可以说明分子间是有空隙的。

（1）水和酒精混合后的总体积小于两者原来体积之和，说明液体分子之间有空隙。

（2）气体很容易被压缩，说明气体分子间有空隙。

（３）物体的热胀冷缩现象正是由于物体分子间的空隙增大或缩小而造成的，这是气体、液体和固体所共有的现象。

还有很多例子，此处不再一一列举。

说明：

我们在前面估测分子大小时，常常把固体或液体分子看做是一个挨一个紧密排列的，没有考虑分子之间的空隙。

其实，那只是为了研究方便而假设的一种理想化的模型，真实的分子间是有空隙的。

2．分子间的作用力

深入的研究表明，两个相近的分子之间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力即为两者的合力。

为了便于理解，分子间作用力的合力可以用弹簧连接着的两个小球间的作用力来模拟：

拉伸时表现为引力，压缩时表现为斥力。

它们随分子间距离变化的情况可用图7．3–1表示。

（１）分子间作用力的变化

分子间引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关：

当分子间距离

时（

约为

），分子间的引力和斥力相互平衡，此时分子间的作用力为零。

②当分子之间距离

时，随着分子之间距离的减小引力和斥力同时增大，但斥力增大得更快一些，故斥力大于引力，此时分子之间的作用力表现为斥力（此时引力仍然存在）。

③当分子之间距离

时，随着分子之间距离的增大引力和斥力同时减小，但斥力减小得更快一些，故引力大于斥力，此时分子之间的作用力表现为引力（此时斥力仍然存在）。

可见，分子之间的引力和斥力总是同时存在的，且当分子之间距离变化时，引力和斥力同时发生变化，只是斥力变化要更快一些。

（２）解释现象

根据所学分子力的有关知识，结合实际，勤于观察、善于思考，能解释一些实际现象。

如固、液体难以被压缩，玻璃破碎难以复原，再如高温铸造、电焊、和面、胶粘物块等等，生活中这样的例子枚不胜举。

说明：

①分子间距离为

时，分子力为零，但分子间仍然有引力和斥力，两者合力是零。

②分子力属于短程力。

分子之间的作用力只存在于相近的分子之间，当分子之间的距离超过分子直径的10倍时，分子之间的作用力已经变得十分微弱，可以忽略不计了。

３．分子动理论

主要内容：

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，分子之间存在着引力和斥力。

典例探究

例１　关于分子间的相互作用力的以下说法中，正确的是（）

A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间不存在作用力

B．当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力

C．r＜r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增加得快，故分子力表现为斥力

D．当分子间的距离r＞10-9m时，分子间的作用力可以忽略不计

答案：

D。

例２　两个分子从靠近的不能再近的位置开始，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述说法中正确的是（　　）

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．分子间的作用力在逐渐减小

D．分子间的作用力，先减小后增大，再减小到零

解析：

分子间同时存在着引力与斥力，当距离增大时，二力都在减小，只是斥力减小得比引力快，当分子间距离r＜r0时，分子间的斥力大于引力，因而表现为斥力；在r＝r0时，合力为零；当r＞r0时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当距离大于10r0时，分子间的相互作用力可视为零，所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到零，因而选项A、D正确。

友情提示：

只有搞清楚分子间的引力、斥力及合力随分子间距离变化的特点，才能在答题时以不变应万变，轻松自如。

例３　对下列现象的解释正确的是（）

A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力

B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱

C．电焊能把二块金属连接成一整块是分子间的引力起作用

D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果

解析：

高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的１０多倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束的运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，亦可重新接合。

所以D项错误。

答案：

选ABC。

友情提示：

只有真正理解分子动理论的要点，勤于观察、善于思考，才能对于日常生活中的一些常见现象作出合理的解释。

课后问题与练习点击

1．解析：

本题借助分子力随分子间距离的变化图线来描述，非常的直观快捷。

由图线可以看出，当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大，直至远大于r0时，分子间的引力越来越小，直至几乎减小为零；分子间斥力的变化情况与引力非常相似，只不过斥力减小得更快一些。

当两个分子间的距离小于r0时，分子间引力与斥力的合力即分子力表现为斥力，随着分子间距离逐渐增大，分子力逐渐减小，当分子间距离等于r0时，分子力减至为０，然后随着分子间距离的继续增大，分子力表现为引力且逐渐增大，当分子力增大到某最大值后，又开始逐渐减小直至非常微弱，几乎为零。

２．解析：

当两个分子间的距离由课本图７．３－３中的r0逐渐增大时，分子间相互作用力的合力即分子力会出现一个极大值，而后，随着分子间距离的逐渐增大，分子力越来越小，直至为零。

生活中这样的例子不少：

自由伸长的橡皮条，可认为其分子间距离为r0。

当用力拉橡皮条时，随着橡皮条伸长量的增加，橡皮条中的拉力越来越大，这是因为随着橡皮条分子间距离的增大，分子力越来越大。

当橡皮条伸长到一定长度时，分子力达到最大，此时再拉橡皮条，橡皮条就会被拉断，随着分子间距离的增大，分子力迅速减小，所以说刚被拉断之前时橡皮条中的分子力就是一个极大值。

３．解析：

对于一般的固体和液体，分子间引力和斥力基本相等，分子之间相互作用的合力几乎为零。

对这类物体来说，物体之所以能够被压缩，是因为组成物体的分子之间具有空隙；但随着物体被压缩，物体的体积越来越小，组成物体的分子之间距离越来越小，分子之间的引力和斥力都会变得越来越大，但斥力增大得更快，所以，进一步压缩就会越来越困难；但对于气体来说，情况有所不同：

气体分子之间的距离大约是其分子直径的１０倍左右，在这样的距离上分子力非常的微弱，即使对气体进行适度的压缩，它们的分子之间距离还是比较大，分子力仍是非常微弱的。

气体为什么也是越压缩越困难呢？

原来气体分子之间的距离比较大，分子力非常微弱，分子之间除了相互碰撞以外，不受别的力作用，气体分子就象是“脱缰的野马”，可以自由的运动。

当压缩气体时，随着气体体积的减小，单位体积内的分子数目增多，气体分子间的碰撞和分子对容器器壁的碰撞越来越频繁，单位时间内容器单位面积上受到的碰撞力变大，给我们的感觉是气体越来越难压缩。

当然，若把气体进行充分压缩，假如分子之间距离能够充分接近，分子力开始起作用的话，那时情况就与固体液体相似了，不过那时的气体很可能已不是气体而被压缩成液体了。

４．解析：

把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面。

如果你想使玻璃板离开水面，当玻璃板刚要离开水面时，由于玻璃板下面和水分子之间的分子力作用，使得和玻璃板下面接触的部分水被提起来而高于其余部分的水面，这样，向上的拉力大小就等于玻璃板和高出水面部分水的重量之和，大于玻璃板的重力。

随着玻璃板不断被拉起，被提起的水越来越多，所需的拉力也越来越大，当被提起的这些水的重量足够大时，玻璃板下面和水分子之间的分子力不堪重负，水和玻璃板下面随即脱离。

基础训练

一、选择题

1．分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成，则错误的是（）

A．F引和F斥同时存在

B．F引和F斥都随分子间距增大而减小

C．分子力指F引和F斥的合力

D．随分子间距增大，F斥减小，F引增大

2．关于分子间相互作用力，以下说法正确的是（）

A．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的

B．温度越高，分子间的相互作用力就越大

C．分子力实质上就是分子间的万有引力

D．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律

3．有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是（）

A．分子间的斥力增大，引力变小

B．分子间的斥力变小，引力变大

C．分子间的斥力和引力都变大，只不过斥力比引力变大的快

D．当分子间距离r＝r0时，引力和斥力均为零

4．下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的（）

A．两块铅块压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力

B．一般固体、液体很难压缩，说明分子间存在着相互排斥力

C．拉断一根绳子需要一定大小的拉力，说明分子间存在相互引力

D．碎玻璃不能拼在一块，是由于分子间存在斥力

5．下列现象可以说明分子之间有引力的是（）

A．水和酒精混合后的体积小于两者原来体积之和

B．用粉笔写字在黑板上留下字迹

C．正、负电荷相互吸引

D．磁体吸引附近的小铁钉

6．分子间同时存在引力和斥力，下列说法正确的是（）

A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力

B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力

C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小

D．分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小

7．把两块纯净的铅压紧后，它们会合成一块，而两块光滑的玻璃紧贴在一起，却不能合在一起，其原因是（）

A．两块玻璃分子间距离太大

B．玻璃分子间不存在相互作用力

C．铅分子运动较快

D．玻璃分子运动较缓慢

8．以下几种现象的分析，说法正确的是（）

A．因为空气分子之间存在着斥力，所以打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩

B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有间隙

C．把碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动，是水分子对碳微粒有斥力的结果

D．以上说法都不正确

9．两个分子甲和乙相距较远（此时它们分子之间的作用力可忽略），设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的整个过程中，正确的是（）

A．分子力总是对乙做正功

B．乙总是克服分子力做功

C．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做功

D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

10．液体和固体很难被压缩，这是因为（）

A．分子间斥力随分子间距离减小而剧增

B．分子在不停地做无规则运动

C．分子间没有空隙

D．压缩时温度升高，产生膨胀

11．下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的（）

A．两块纯净的铅压紧以后能连成一块，说明存在引力

B．一般固体、液体很难压缩，说明存在着相互斥力

C．拉断一根绳子需要一定大小的拉力，说明存在相互引力

D．碎玻璃不能拼在一块，是由于分子间存在斥力

12．在通常情况下固体分子间的平均距离为r0，分子间的引力和斥力相互平衡，由此可以判定，在通常情况下（）

A．固体膨胀时，分子间距增大，分子力近乎为零

B．固体膨胀时，分子间距增大，分子力表现为斥力

C．固体收缩时，分子间距减小，分子力表现为引力

D．固体收缩时，分子间距减小，分子力表现为斥力

二、填空题

13．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）。

二、问答题

14．试从分子动理论的观点，说明物体三态（固态、液态、气态）为什么有不同的宏观特性？

15．液体温度越高，蒸发越快，试分析其主要原因。

16．怎样利用分子动理论的有关知识来解释某些固体能溶解于水中，而另一些固体却不能？

多维链接

1.课本P10页思考与讨论

提示：

对教材给出的分子引力和斥力随距离变化的曲线的理解，可引导学生抓住曲线上的几个关键点，例如分子力为零、分子力较大、分子力较小等点，来了解分子力与分子距离之间的关系。

2.分子之间相互作用力的实质

分子间的相互作用力并不是一种基本力，而是一种极其复杂的力.它们是由组成某一分子的电子及原子核交互作用而产生的.当两分子互相接近时，各分子的电荷因受干扰，而稍离自己的正常位置。

使两分子异性电荷间的平均距离比同性电荷间的平均距离稍短些，而表现出吸引力。

若分子非常接近时（r

如气体分子碰撞时，分子间的作用就表现为斥力.具有弹性小球碰撞的特性，是由于分子键能表现斥力的结果。

否则，分子相撞时将互相通过，而不会反弹。