高中物理选修3-3-分子间的作用力

分子间的作用力
知识元
分子间的作用力
知识讲解
1．特点：分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．
2．分子间的相互作用力与分子间距离的关系
如图所示，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，但总是斥力变化得较快．
（1）当r=r0时，F引=F斥，分子力F=0；
（2）当r<r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥比F引增大得更快，分子力F表现为斥力；
（3）当r>r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥比F引减小得更快，分子力F表现为引力；
（4）当r>10r0（10-9m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0．
3．分子动理论
（1）物体是由大量分子组成的;
（2）分子在永不停息的做无规则运动;
（3）分子之间存在着引力和斥力。

例题精讲
分子间的作用力
例1.
当两个分子间的距离r=r0时，分子处于平衡状态，设r1<r0<r2，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中（）
A．分子力先减小后增大
B．分子力有可能先减小再增大最后再减小
C．分子势能先减小后增大
D．分子势能先增大后减小
E．分子力为零时，分子势能最小
例2.
如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知（）
A．ab表示引力图线
B．cd表示引力图线
C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零
D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小
E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零
例3.
下列说法正确的是（）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．温度相同的理想气体，它们的分子平均动能一定相同
C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
D．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的增大而减小
E．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数仅与气体的温度有关
例4.
甲、乙两分子相距较远，设甲固定不动，乙在分子力作用下逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，下列说法正确的是（）
A．乙分子的速度先增大后减小B．加速度先增大后减小
C．分子力先减小后增大D．分子动能先增大后减小
E．分子势能先减小后增大
例5.
如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到c的过程，动能先增后减
D．乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能先减后增
例6.'
不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平。

如图1所示，分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能，如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能E p与它们之间距离r的E p-r关系图线如图所示。

（1）根据分子力做功与分子势能变化量的关系，可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息。

a．写出分子势能E p-r图科率的绝对值的物理意义；
b．在图中定性地画出分子力f随分子间距离r变化的图象f-r图，（在答题纸上画图，作图要求：约定分子力是斥力时f>0，f=0的点对应横坐标选用图甲中的r1或r2标明）
（2）有一种理论模型认为，分子势能曲线所对应的分子力f与分子之间的距离r的关系式为
（其中，f1、f2、r0均为正的已知常量）。

若A固定，且仅考虑A对B 的作用，在上述模型框架下：求B的平衡位置（即合力为0处）对应的两原子间的距离R；
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