第一章 第四节

第四节分子间的相互作用力

[学习目标]1.通过实验知道分子间存在着相互作用力.2.通过图象分析知道分子力与分子间距离的关系.3.了解分子间作用力的本质．

一、分子力的宏观表现

[导学探究]

1．为什么坚硬的固体很难被拉长？

答案这是分子间引力的宏观表现．

2．为什么固体、液体很难被压缩？

答案这是分子间斥力的宏观表现．

[知识梳理]

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，而固体分子、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．

二、分子间的作用力

[导学探究]如图1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？

图1

答案不相等．因为玻璃板和液面之间有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力．

[知识梳理]

1．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．分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，随分子间距离r的减小而增大，但斥力变化得快．

3．分子力与分子间距离变化的关系

(1)分子间距离r＝r0(平衡距离)时，F引＝F斥，分子力为零，所以分子间距离等于r0的位置叫平衡位置．

(2)当rF引，分子力F表现为斥力．

(3)当r>r0时，F斥

当r≥10r0时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子力F＝0.

(4)分子力随分子间距离变化的图象如图2所示，当rr0时，合力随分子间距离的增大先增大后减小．

图2

4．分子力的实质分子间的作用力本质上是一种电磁力，是由原子内部的带电粒子的相互作用引起的.

一、分子力的宏观表现

例

1(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，这是分子间存在吸引力的宏观表现

D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现

答案AD

解析水是液体、铁是固体，正常情况下它们分子之间的距离都为r0，分子间的引力和斥力恰好平衡．当水被压缩时，分子间距离由r0略微减小，分子间斥力大于引力，分子力的宏观表现为斥力，其效果是水的体积很难被压缩；当用力拉铁棒两端时，铁棒发生很小的形变，分子间距离由r0略微增大，分子间引力大于斥力，分子力的宏观表现为引力，其效果为铁棒没有断，所以选项A、D正确．气体分子由于永不停息地做无规则运动，能够到达容器内的任何空间，所以很容易就充满容器，由于气体分子间距离远大于r0，分子间几乎无作用力，就是有作用力，也表现为引力，所以B错误．抽成真空的马德堡半球，之所以很难拉开，是由于球外大气压力对球的作用，所以C错误．故正确答案为A、D.

二、分子力的特点

例

2(多选)关于分子间的相互作用力，下列说法中正确的是()

A．分子力随分子间距的增大而减小

B．分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小

C．分子间同时存在引力和斥力

D．当分子间距r>r0时，分子间只有引力

答案BC

解析分子间同时存在引力和斥力，这两个力都随分子间距的变化而变化，变化情况如图所示．引力、斥力都随分子间距的增大而减小，但分子力(引力与斥力的合力)却不是这样．当分子间距rr0时，引

力比斥力大，分子力表现为引力，随r的增大先增大后减小，通过上面的分析可知，B、C 项是正确的，A、D项是不正确的．故正确答案为B、C.

三、分子力的功

例

3分子甲和乙距离较远，设甲固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中()

A．分子力总是对乙做正功

B．乙分子总是克服分子力做功

C．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功

D．先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功

答案D

解析如图所示，由于开始时分子间距大于r0，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中，分子力做正功；由于分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，因

此分子乙从距分子甲r0处继续向甲移近时要克服分子力做功．故正确答案为D.

1．(分子力的宏观表现)“破镜难圆”的原因是()

A．玻璃分子间的斥力比引力大

B．玻璃分子间不存在分子力的作用

C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零

D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零

答案D

解析破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起．

2．(分子力的特点)(多选)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()

A．一定增大B．一定减小

C．可能增大D．可能减小

答案CD

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．

3.(分子力的特点)如图3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 轴正半轴上不同位置处，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()

图3

A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 m

B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 m

C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 m

D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 m