人教版高中物理选修3-3第七章第3节

分子间的作用力-教学设计教学目标(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，分子引力已经很微弱，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:分子间作用力与距离关系的曲线的物理意义。

教学过程1、已知的实验事实分析、推理得出分子之间存在着引力，(1)演示实验：①注射器内有一部分空气，把注射器密封，推动活塞空气被压缩。

②长玻璃管内，分别注入水和酒精，混合后总体积减小。

提问学生：这两个实验说明了什么问题?总结归纳学生的回答：上述实验可以说明气体、液体的内部分子之间是有空隙的。

钢铁这样坚固的固体的分子之间也有空隙，有人用两万标准大气压的压强压缩钢筒内的油，发现油可以透过筒壁溢出。

布朗运动和扩散现象不但说明分子不停地做无规则运动，同时也说明分子间有空隙，否则分子便不能运动了。

前面第一节讨论分子的大小时，认为固体和液体分子是一个挨一个排列的，那只是估算分子直径的数量级而做的设想，实际上分子大小比估算值要小，中间存在着空隙，但数量级还是正确的。

(2)一方面分子间有空隙，另一方面，固体、液体内大量分子却能聚集在一起形成固定的形状或固定的体积，这两方面的事实，使我们推理出分子之间一定存在着相互吸引力。

(3)演示实验：两个圆柱体形铅块，当把端面刮平后，让它们端面紧压在一起，合起来后，它们不分开，而且悬挂起来后，下面还可以吊起一定量的重物。

还有平时人们用力拉伸物体时，为什么不易拉断物体。

(4)以上所有实验事实都说明分子之间存在着相互吸引力。

学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则下列说法不正确的是()A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．F引与F斥跟分子间的距离有关D．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大E．分子之间的距离越大，F引越大，F斥越小【解析】分子间的引力和斥力同时存在，它们的大小随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些．当r<r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当r>r0时，合力表现为引力，引力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小．正确选项是A、C，B、D、E符合题意．【答案】BDE2．如图7-3-2所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，其主要原因下列说法正确的是() 【导学号：11200010】图7-3-2A．铅分子间的距离达到引力范围B．铅柱受到大气压力作用C．铅柱间存在万有引力作用D．铅柱间存在分子引力作用E．铅柱间的分子引力等于下方铅柱和钩码的总重力【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围，铅柱不脱落的主要原因是分子之间的引力，故A、D、E正确，B、C 错误．【答案】ADE3．两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力() 【导学号：11200011】A．一定增大B．一定减小C．可能增大D．可能减小E．一定变化【解析】分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知．由图可知，分子间距离r在从无限小到无限大的区间内，分子力随r的增大是先减小后增大再减小，故C、D、E正确．【答案】CDE4．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，关于水分子间的作用力的说法不正确的是()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E．引力、斥力中斥力增大的更快【解析】因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大．故D、E选项正确，其他选项符合题意．【答案】ABC5．关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是() 【导学号：11200012】A．当分子间距离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．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力D．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力E．当分子间的距离r>10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计【解析】分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A 错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，C错误．【答案】BDE6．有一种咸鸭蛋的腌制过程是将鸭蛋放在掺入食盐的泥巴里，经过很长一段时间泥巴干了后，鸭蛋也就成了咸鸭蛋．此鸭蛋的腌制过程下列说法不正确的是()图7-3-3A．布朗运动B．扩散C．分子间作用力D．热胀冷缩E．盐分子进入鸭蛋中【解析】食盐进入鸭蛋属于扩散现象．【答案】ACD7．下列说法正确的是()A．温度越高布朗运动就越激烈B．由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏加罗常数C．在压缩气体时需对气体做功，这是因为气体分子间的斥力大于引力D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力E．固体和液体很难被压缩是因为斥力大于引力【解析】温度越高，布朗运动越激烈，A正确；对液体和固体可以由摩尔体积和每个分子的体积估算出阿伏加德罗常数，B正确；在压缩气体时需对气体做功是因为需要克服气体压强才能压缩，C错误；水和酒精混合后的体积小于原来体积之和说明分子间存在间隙，D错误．压缩固体和液体时，分子间的引力和斥力是同时存在的，只不过斥力大于引力，分子力表现为斥力，选项E正确；答案为A、B、E.【答案】ABE8．如图7-3-4所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端，使玻璃板水平接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用．图7-3-4【解析】玻璃板接触水面，水分子与玻璃的分子间存在相互作用力，将玻璃板向上提时，分子间表现为引力，故此时向上的拉力比玻璃板的重力大．【答案】大引力[能力提升]9．(2016·南京高二检测)如图7-3-5所示，设有一分子位于图中的坐标原点O 处不动，另一分子可位于正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或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，则下列说法不正确的是() 【导学号：11200013】图7-3-5A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 mB．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 mC．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 mD．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 mE．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点引力和斥力平衡【解析】由于分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快，所以图中曲线ab表示斥力，cd表示引力，e点引力和斥力平衡，分子间距为r0，数量级为10－10 m，所以B、E选项正确，答案为A、C、D.【答案】ACD10．关于分子间相互作用力的以下说法不正确的是() 【导学号：11200014】A．分子间同时存在着引力和斥力，分子间斥力实质为电荷之间的库仑力，分子间引力实质为万有引力B．当分子间距离r＝r0时，分子间的分子力为零，此时分子间没有相互作用力C．当r<r0时，r增大，分子间斥力、引力都增大，但斥力增加更快，故分子间作用力体现为斥力D．当r>r0时，r增大，分子间引力减小，斥力也减小，但斥力比引力减小得更快，故分子间作用力表现为引力，且分子力随着分子间距r的增大而先增大后减小直到为零E．分子间的平衡距离r0可以看做分子直径的大小，其数量级为10－10【解析】从本质上讲，分子力属于电荷之间的相互作用力，分子间的斥力主要是指不同分子的原子核所带的正电荷之间的库仑斥力，而分子间的引力则是不同分子的原子核所带的正电荷与电子所带的负电荷之间的库仑引力，与这两种电荷之间的相互作用力相比，分子之间的万有引力就显得微不足道了，即在研究分子的运动及其相互作用时，可以忽略它们之间的万有引力的影响．无论是分子间的引力还是斥力都随着分子间距离的减小而增大，随着分子间距离的增大而减小，只不过斥力比引力变化得快．由于分子力指的是分子间引力和斥力的矢量和，因而，当r＝r0时，只是引力和斥力的矢量和为零(引力与斥力大小相等、方向相反)，此时分子间的引力和斥力均不为零．当分子间距离r>10r0(即可认为此时r→∞)时，分子间的引力、斥力均趋近于零，这时才能说分子间无相互作用力．综上所述，本题正确答案为A、B、C.【答案】ABC11．玻璃破裂后对接在一起，不能恢复原状，但把破口处熔化后对接在一起，即能粘接成整体，怎样解释这个现象？【解析】直接对接的玻璃，接口处分子的距离较远，分子间的引力不发生作用，因此不能成为整体，破口处熔化后对接在一起，熔化的部分与两边分子的距离较近，各部分之间的分子引力发生作用，凝固后重新成为一个整体．这说明分子间的作用力是短程力，只有距离很近时才起作用．【答案】见解析12．最近几年出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等．摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了，试用所学知识分析摩擦焊接的原理．【导学号：11200015】【解析】摩擦焊接是利用分子引力的作用．当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体．【答案】见解析小课堂：如何培养学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。

第3节分子间的作用力1.分子间存在着相互作用的引力和斥力，其合力表现为分子力。

2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减少，随分子间距离的减小而增大；但斥力比引力变化更快。

3．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。

一、分子间的作用力1．分子间有空隙(1)气体很容易被压缩，说明气体分子间有很大的空隙。

(2)水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间存在着空隙。

(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间有空隙。

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。

(2)当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零；当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为引力。

二、分子动理论1．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。

2．统计规律(1)微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。

(2)宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。

大量分子的集体行为受统计规律的支配。

1．自主思考——判一判(1)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。

(√)(2)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。

(×)(3)两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现。

(×)(4)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现。

(√)(5)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。

(√)(6)分子间的引力随距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。

(×)2．合作探究——议一议(1)当压缩物体时，分子间的作用力表现为斥力，物体“反抗”被压缩，这时分子间还有引力吗？提示：分子间同时存在分子引力和斥力，当物体被压缩时，分子斥力大于分子引力，分子间表现为斥力，此时分子间仍存在引力。

3 分子间的作用力分 子 间 的 作 用 力[先填空]1．分子间有空隙(1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙．(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙．(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片的分子，能扩散到对方的内部说明固体分子间也存在着空隙．2．分子间作用力(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；分子间有空隙，但用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力．(2)分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力．图7-3-1(3)分子间的作用力与分子间距离的关系如图7-3-1表现出了分子力F 随分子间距离r 的变化情况，由图中F -r 图线可知：F 引和F 斥都随分子间距离的变化而变化，当分子间的距离增大时，F 引和F 斥都减小，但F 斥减小得快，结果使得：①r ＝r 0时，F 引＝F 斥，分子力F ＝0，r 0的数量级为10－10 m ；当r >10－9 m 时，分子力可以忽略．②r <r 0时，F 引<F 斥，分子力表现为斥力．③r >r 0时，F 引>F 斥，分子力表现为引力．[再判断]1．气体、液体、固体的分子之间都有空隙．(√)2．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现．(√)3．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现．(×)[后思考]1．当压缩物体时，分子间的作用力表现为斥力，物体反抗被压缩，这时候分子间还有引力吗？【提示】 分子间同时存在分子引力和分子斥力，当物体被压缩时，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力．2．“破镜不能重圆”指的是打碎的镜片不能把它们拼在一起，利用分子力使镜子复原，你能解释其中的原因吗？【提示】 因为只有当分子间的距离接近10－10 m 时，分子引力才比较显著．破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能相互接近到距离很小的程度，绝大多数分子彼此间的距离远大于10－10 m ，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们重新接在一起．[核心点击]1．分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力．2．分子力与分子间距离变化的关系：(1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零．平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置．(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快．(3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型．1．下列现象不能说明分子之间有相互作用力的是()A．一般固体难于拉伸，说明分子间有引力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．用气筒给自己车胎打气，越打越费力，说明只有经过压缩的气体分子间才有斥力D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力E．两块铁经过高温加压会连成一整块，这说明铁分子间有吸引力【解析】固体难于拉伸，是分子间引力的表现，故A对；B中液体的流动性不能用引力、斥力来说明，它的原因是化学键的作用；C中气体分子即使不压缩时也有斥力，只不过较小而已；D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所致；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，E正确．【答案】BCD2．关于分子力，正确的说法是()A．分子间的相互作用力是万有引力的表现B．分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的C．当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力和引力都减小，但斥力减小的更快，合力表现为引力D．当分子间距离大于10倍的r0时，分子间的作用力几乎等于零E．当分子间的距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力【解析】分子力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的，由于分子的质量非常小，分子间的万有引力忽略不计，答案A错误，B正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，且斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小，且分子力为短程力，当分子间距离r>r0时，分子间相互作用的斥力小于引力，分子力表现为引力，答案C、D正确，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，当两个分子间距离为r0时，每个分子受另一个分子的引力和斥力大小相等、方向相反、合力为零，而不是既无引力也无斥力，E错误．【答案】BCD3．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E．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现【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均匀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；抽成真空的马德堡半球很难分开是大气压强作用的结果，E错；正确答案为A、B、C.【答案】ABC1．当拉伸物体时，组成物体的分子间的分子力表现为引力，以抗拒外界对它的拉伸．2．当压缩物体时，组成物体的分子间的分子力表现为斥力，以抗拒外界对它的压缩．3．大量的分子能聚集在一起形成固体和液体，说明分子间存在引力；固体有一定的形状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，且没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力．分子动理论[先填空]1．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．2．统计规律(1)微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性．(2)宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律．大量分子的集体行为受统计规律的支配．[再判断]1．冰冻的衣服也会变干，说明固体分子也不停地运动．(√)2．大量分子的集体行为遵循统计规律．(√)3．当温度升高时，所有分子都运动的更激烈了．(×)[后思考]1．物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子能聚在一起形成液体或固体而不散开？【提示】靠分子间的引力聚在一起而不分开．2．分子做永不停息的无规则运动与大量分子的整体行为受到统计规律的支配，这两种说法矛盾吗？【提示】这两种说法不矛盾．从单个分子来看，各个分子的运动是无规则的，但是大量分子的运动却遵守统计规律．例如，任选一个成年男性和一个成年女性，可能男的高，也可能女的高，没有规律，但从总体来看成年男性比成年女性高．[核心点击]1．分子动理论(1)分子间有相互作用的宏观表现．①当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力，以抗拒外界对它的拉伸．②当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力，以抗拒外界对它的压缩．③大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力．固体有一定的形状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力．(2)分子力与物体三态不同的宏观特征．分子间距离不同，分子间的作用力表现也就不一样，物体的状态特征也不相同．事件整体和必然的联系，而个别事件的特征和偶然联系已经不是重点了．4．关于分子动理论，下述说法正确的是( )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 ．分子动理论没有实验基础E ．分子动理论是热现象微观理论的基础【解析】 由分子动理论的内容可知，A 、B 正确；分子间有相互作用的引力和斥力，C 错误；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 错误．分子动理论是热现象微观理论的基础，E 正确．【答案】 ABE5．下面说法中能用分子动理论来解释的是 ( )A ．衣箱里的卫生球，时间长了会变小B ．酒精瓶被打碎后，屋里很快就闻到酒精味C ．教室里扫除时，灰尘满屋飞扬D．夏天槐花飘香E．烟囱冒出黑烟【解析】卫生球变小和闻到酒精味都是扩散现象，都是分子无规则运动的反映；而扫地时的灰尘飞扬、烟囱冒出的黑烟则是外力作用的结果，不是分子动理论所反映的运动现象；槐花飘香是花香分子运动的结果，是扩散现象；故符合题意的选项是A、B、D.【答案】ABD6．关于分子动理论，下列说法正确的是()A．分子永不停息地做无规则运动B．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙C．铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力D．分子间距离增大时，分子力也随之增大E．固体和液体很难被压缩，是因为分子斥力大于分子引力【解析】由分子动理论可知A正确；酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，B正确；挤压铁块时，分子斥力和引力同时存在，但分子力表现为斥力，C错误；当分子间距离r<r0时，r增大，分子力减小，D错误；压缩固体和液体时，分子间的引力和斥力是同时存在的，只不过斥力大于引力，分子力表现为斥力，选项E正确．【答案】ABE分子力与物体三态不同的宏观特征1．宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现，分子与分子间的相互作用力较小，但大量分子力的宏观表现合力却很大．2．当物体被拉伸时，物体要反抗被拉伸，表现出分子引力，而当物体被压缩时，物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力．3．物体状态不同，分子力的宏观特征也不同，如固体、液体很难压缩是分子间斥力的表现；气体分子间距比较大，除碰撞外，认为分子间引力和斥力均为零，气体难压缩是压强的表现．。