第三节分子间的作用力.docx

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第三节分子间的作用力

物理选修3－3（人教版）

第三节　分子间的作用力

1．知道分子间存在空隙．

2．知道分子之间同时存在引力和斥力，其大小与分子间距离有关．

3．知道分子间的距离rr0时，实际表现的分子力为引力，这个引力随r的增大而减小．

1．分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力．

2．分子间虽然有空隙，但是用力压缩物体，物体会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间存在着斥力．

3．分子之间的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关，都随着间距的增大而减小，随间距的减小而增大，但斥力变化比引力快．

4．当分子之间的距离等于r0时，其中一个分子所受的引力与斥力大小相等，这个分子所受合力为0；当分子间距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间距大于r0时，作用力的合力表现为引力．

5．分子动理论：

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．

1．分子间存在空隙的实验．

扩散现象和布朗运动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．假若分子间无空隙，则无规则运动无法实现．

2．以下事实也可以说明分子间是有空隙的．

（1）气体容易被压缩，说明气体分子间是有空隙的．

（2）水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明液体分子间有空隙．

（3）课本中的彩图“扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片”中的亮斑是碳原子，其黑色背景显示了固体分子间也有空隙．

（4）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．

注：

我们在估测分子大小时，常常把固体或液体分子看做是一个挨一个紧密排列的，其实，那只是为了研究方便而做的一种理想化的模型，真实的分子间是有空隙的．

►尝试应用

1．下列事实中，能说明分子间有间隙的是（D）

A．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小

B．手捏面包，体积减小

C．水很容易渗入沙土层中

D．水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和

解析：

反复抖动砂糖、手捏面包，使总体积减小和水易渗入沙土层中只能说明宏观物体间有空隙，不能说明微观分子间有间隙，故答案为D.

1．说明分子间存在引力和斥力的现象及解析．

（1）从宏观上解析．

以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互作用的引力，所以要使物体被拉伸，一定需要有外力来克服分子之间的引力；同时物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间还存在着相互作用力的斥力，因此要使物体被压缩，一定需要有外力来克服分子之间的斥力．

（2）从微观上解析．

分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着引力．

分子间有引力，而分子间又有空隙，没有紧紧吸在一起，这说明分子间还存在着斥力．

2．分子间的相互作用力．

分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子间的引力和斥力都随分子间的距离的变化而变化，而分子力是引力和斥力的合力．分子引力、斥力大小及其分子力跟分子距离的关系如下：

（1）分子间引力和斥力均随着分子间距离的增大而单调减小．

（2）在0

（3）当r＝r0（r0大约为10－10m）时，分子力为零，这是因为分子间引力和斥力大小相等而达到平衡．

（4）在r0

（5）当r＝rm时，表现为引力的分子力取得极大值，这一方面是因为此时分子间引力大于斥力，另一方面还因为此时分子间引力和分子间斥力随着分子间距离的增大而减小得一样快．

（6）在rm

►尝试应用

2．下列现象中能说明分子间存在相互作用的是（A）

A．一般固体难于拉伸，说明分子间存在引力

B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力

C．用打气筒给自行车轮胎打气，越打越费力，说明气体分子间存在斥力

D．高压密闭的钢罐中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力

解析：

固体难于拉伸，是分子引力的表现，故选项A正确．液体易于流动不是引力、斥力的表现，它的原因是化学键的作用；给自行车打气费力是因为气体压强变大，B、C错误．D项中说明钢分子间有空隙，油从筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力作用．

1．内容．

（1）物体是由大量分子组成的；

（2）分子在永不停息地做无规则运动；

（3）分子之间存在着引力和斥力．

2．热学分类．

热学学习包括两个方面：

一方面是热现象的宏观理论，另一方面是热现象的微观理论．

分子动理论是热现象微观理论的基础．

►尝试应用

3．下列涉及分子动理论的表述中，正确的是（A）

A．物质是由大量分子组成的

B．物体内分子在一定条件下可以停止做无规则运动

C．物体内分子之间的作用力一定表现为引力

D．物体内分子之间的作用力一定表现为斥力

解析：

根据分子动理论，物质是由大量分子组成的，分子是在永不停息地做无规则的运动，物体内分子之间的作用力存在引力和斥力，可表现为引力和斥力，A正确、BCD错误．

1．酒精和水混合后体积减小表明（B）

A．分子间有相互作用力

B．分子间有空隙

C．分子永不停息地运动

D．分子是微小的

解析：

酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小；故本现象说明分子间是有空隙的．

2．（多选）下列事例能说明分子间有相互作用力的是（ABD）

A．金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂

B．拉断一根钢绳需要用一定的外力

C．食盐能溶于水而石蜡却不溶于水

D．液体一般很难压缩

解析：

金属块锻打后能改变形状而不断裂，说明分子间有引力；拉断钢绳需要一定外力，也说明分子间有引力；而液体难压缩说明分子间存在斥力，液体分子间距较小，压缩时分子斥力很大，一般很难压缩；食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解特性决定的，与分子间的相互作用无关．

3．下列现象可以说明分子间有引力的是（A）

A．用粉笔写字在黑板上留下字迹

B．两个带异种电荷的小球相互吸引

C．用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑

D．磁体吸引附近的小铁钉

解析：

毛皮摩擦的橡胶棒能吸引轻小的纸屑及两带电小球相吸是静电力的作用，磁铁吸引小铁钉的力是磁场力，二者跟分子力是不同性质的力，故B、C、D错，粉笔字留在黑板上是由于粉笔的分子与黑板的分子存在引力的结果，故A正确．

4．（多选）关于分子动理论，下列说法正确的是（ABD）

A．物体是由大量分子组成的

B．分子永不停息地做无规则运动

C．分子间有相互作用的引力或斥力

D．分子动理论是在一定实验基础上提出的

解析：

由分子动理论可知A、B对，分子间有相互作用的引力和斥力，C错．分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D对．

5．（多选）关于分子间相互作用力的以下说法中，正确的是（CD）

A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力

B．分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力

C．当分子间的距离r

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

解析：

分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r＝r0时，引力等于斥力，分子力为零，故A错误；分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小的更快，故分子力表现为引力，故B错误；当分子间的距离r

6．当表面平滑的太空飞行器在太空中飞行与灰尘互相摩擦时，很容易发生“黏合”现象，这是由于（C）

A．摩擦生热的作用B．化学反应的作用

C．分子力的作用D．万有引力的作用

解析：

分子间距离大于平衡位置而小于10r0时，分子间表现为引力．

当表面平滑的飞行器在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞行器表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围，而发生“黏合”，因此是分子力的作用．C项正确．

7．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的（D）

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

解析：

水由气态凝结成液态的水，分子间距离变小．而分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，故D正确．

8．如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中（BD）

A．测力计示数始终等于玻璃板的重力

B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况

C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力

D．因为拉起时还需要克服水分子对玻璃板分子的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力

解析：

玻璃板被拉起时，受到水分子的引力作用，故拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以B、D正确．

9．如图所示，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（C）

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

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大约为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

10．甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是（D）

A．a点B．b点C．c点D．d点

解析：

a点分子力微弱，c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功．由于到d点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即

cd·Lcd＝

ac·Lac，所以Fd>Fb，故乙分子在d点加速度最大，正确选项为D.