1、3 3 分子间的作用力分子间的作用力 学科素养与目标要求 物理观念：1.知道分子间存在空隙.2.知道分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力与斥 力的合力.3.知道分子间的作用力随分子间距离的变化规律.4.了解分子动理论的内容及意义 科学思维： 能根据分子力与分子间距离的关系图象判断分子引力、 分子斥力、 分子力的变化， 并会利用该关系解释有关现象 科学探究：通过演示实验，认识分子间存在着空隙和相互作用力 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减小，说明液体分子之间存在着空隙 (
2、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 当 rr0时，F引F斥，此时分子所受合力为零 当 rr0时，F引F斥，作用力的合力表现为斥力 当 rr0时，F引F斥，作用力的合力表现为引力 当 r10r0(即大于 10 9 m)时，分子间的
3、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 (2)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：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 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，而斥力随分子间距离的增大而减小( ) (
4、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_， _， _， _，_(在横线上分别填上与实验
5、事实相对应的原因前的字母代号) 答案 c e d b a 一、分子间作用力 (1)如图所示，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？ (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，所以在使玻璃板离开水面时弹簧测力 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
6、用的距离，所以不会粘在一起(3)气体分子之间的距离 r10r0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 1对分子力的理解 分子力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的 2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 rr0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 10 m)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象如图 2 所示 图 2 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 当 rr0时，分子力随分子
7、间距离的增大先 增大后减小 3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 4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 当 rr0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 当 rr0时，分子力表现为斥力，当 r 减小时，分子力做负功；当 r 增大时，分子力做正功 例 1 当两个分子间的距离为 r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距 离的关系的说法正确的是( ) A当分子间的距离 rr0时，它们之间只有斥力作
8、用 B当分子间的距离 rr0时，分子处于平衡状态，分子不受力 C当分子间的距离从 0.5r0增大到 10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比 引力减小得快 D当分子间的距离从 0.5r0增大到 10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小 答案 C 解析 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当 rr0时，F引F斥，每个分子所受的 合力为零，并非不受力；当 rF引，合力为斥力，并非只受斥力，故 A、B 错误当 分子间的距离从 0.5r0增大到 10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力 减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小，故 C 正确，D
9、 错误 例 2 (多选)甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 r 轴上，甲、乙两分子间分子力与分子 间距离关系图象如图 3 所示现把乙分子从 r3处由静止释放，则( ) 图 3 A乙分子从 r3到 r1一直加速 B乙分子从 r3到 r2过程中两分子间的分子力表现为引力，从 r2到 r1过程中两分子间的分子 力表现为斥力 C乙分子从 r3到 r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小 D乙分子从 r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先做正功后做负功 答案 ACD 解析 乙分子从 r3到 r1过程中两分子间的分子力一直表现为引力且分子力先增大后减小， 故 乙分子做加速运动，A、C 正确，B
10、 错误；乙分子从 r3到距离甲最近的位置过程中，两分子 间的分子力先是引力，后是斥力，则分子力先做正功，后做负功，D 正确 二、分子动理论 分子力的宏观表现 1分子力的宏观表现 (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，以抗拒外力对它的拉伸； 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，以抗拒外力对它的压缩 (2)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 固体有一定形状和体积， 液体有一定体积，而固、液分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在 着斥力 2用分子动理论解释固态、液态和气态 分子间距离不同，分子间的作用力表现也就不一
11、样，物体的状态特征也不相同. 物态 分子特点 宏观表现 固态 分子间的距离小 作用力明显 分子只能在平衡位置附近做无规则的运动 体积一定 形状一定 液态 分子间距离小 作用力明显 平衡位置不固定，可以较大范围做无规则运动 有一定体积 无固定形状 气态 分子间距离较大 分子力极为微小，可忽略 分子可以自由运动 无固定体积 无形状 充满整个容器 例 3 (多选)下列说法正确的是( ) A水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B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 C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，这就是分子间 存在引力的宏观表现 D用
12、力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现 答案 AD 解析 水很难被压缩说明分子间存在一定的斥力，故 A 正确气体总是很容易充满容器是分 子热运动的结果， 而不是分子间斥力的宏观表现， 故 B 错误 当马德堡半球中空气被抽出后， 在外部大气压强作用下， 球很难被拉开， 故 C 错误 拉伸物体需要力说明分子之间存在引力， 故 D 正确 外力作用下三种状态表现不同的原因 1 外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力； 很难被拉伸的原因是分子间存在引 力 2外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力 3 外力作用下气体很容易被压缩的原因是分子间有空隙， 气体压缩到一定程度
13、后较难再被压 缩，是气体压强的原因 例 4 (2018 北京卷)关于分子动理论，下列说法正确的是( ) A气体扩散的快慢与温度无关 B布朗运动是液体分子的无规则运动 C分子间同时存在着引力和斥力 D分子间的引力总是随分子间距增大而增大 答案 C 解析 在其他条件不变的情况下，温度越高，气体扩散得越快，A 错误；布朗运动是颗粒的 运动，从侧面反映了液体分子的无规则运动，B 错误；分子间同时存在着引力和斥力，C 正 确；分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小，D 错误 1(分子间作用力)(多选)关于分子间作用力，下列说法中正确的是( ) A分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大 B当分子间距的数
14、量级大于 10 9 m 时，分子力已微弱到可以忽略 C两个分子之间的距离从 rr0开始增大，直至相距 10r0的过程中，分子力先做正功，后做 负功 D碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，作用力可以忽略 答案 BCD 2(分子间作用力)(多选)(2019 攀枝花市统考)如图 4 所示，是分子间相互作用力与分子间距 离的关系，其中两虚线分别表示分子间斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作 用力(斥力和引力的合力)与分子间距离的关系，由图可知下列说法中正确的是( ) 图 4 A分子间距离为 r0时，分子间没有相互作用 B分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大 C分子间距离大于 r0
15、时，分子间的引力总是大于斥力 D分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小 答案 CD 解析 分子间距离为 r0时，分子间相互作用的斥力和引力相等，对外表现为作用力等于零但 分子间仍有相互作用，故 A 错误；随着分子间距离增大，分子间斥力和引力都减小，故 B 错 误；分子间距离大于 r0时，分子间的引力大于分子间的斥力，对外表现为引力，故 C 正确； 分子间距离小于 r0时，分子力表现为斥力，随着分子间距离增大，分子间斥力逐渐减小；分 子间距离大于 r0时， 分子力表现为引力， 随着分子间距离增大， 分子间作用力先增大后减小， 故 D 正确 3(分子动理论)关于分子动理论，下列说法不
16、正确的是( ) A物质是由大量分子组成的 B分子永不停息地做无规则运动 C分子间只有相互作用的引力 D分子动理论是在一定实验基础上提出的 答案 C 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 4(分子力的宏观表现)(多选)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电焊能把两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其分子间斥力作用的结果 答案 ABC 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引力起作 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 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”地运动，从而充满整个容器，所以 B 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起作用的距离，所以碎玻璃不能 接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以 D 错误