高中物理分子间的作用力

[思路点拨] 判断分子力与分子间距离变化的关系时要 明确：
(1)分子间的引力和斥力同时存在； (2)分子力随分子间距离的变化同时增大或减小； (3)分子间作用力的合力随距离的变化如何变化要看在哪 个范围内。
[解析] 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的， 当r＝r0时，F引＝F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受 力；当r＜r0，F斥＞F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，再增大再减小到零，故C正确， D错误。
[自学教材]
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 ，说明液体分子之间有空隙。 (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．分子间的相互作用 分子间同时存在着相互作用的 引力和斥力 ；分子力是分子 间作用力的 合力 。
离 由r0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为 零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(
填 “逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”、
“先减小后增大”)。 答案：10－10 布朗运动(或扩散现象) 先增大后减小
[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 ( )
[例2] 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，这是分子间存在引
力的宏观表现
[答案] C
[借题发挥] 分子力问题的分析方法 (1)平衡位置时，引力与斥力大小相等合力为零。 (2)r>r0时，分子力表现为引力；r<r0时，分子力表现 为斥力。 (3)分子间引力、斥力均随分子间距离变大而变小，斥 力变化更快一些。
1.如图7－3－2所示，为分子力随分子间距
离变化图像，甲分子固定于坐标原点O，
气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小， 可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外， 分子力可忽略。所以气体没有一定的体积，也没有一定 的形状，总是充满整个容器。
2．物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是 ________ m。能说明分子都在永不停息地做无规则运动 的实验事实有________(举一例即可)。在两分子间的距
A．当分子间的距离r＜r0时，它们之间只有斥力作用 B．当分子间的距离r＝r0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
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。
[重点诠释]
1．分子运动的统计规律 对大量偶发事件的整体起作用的规律。统计规律表现这 些偶发事件整体的和必然的联系，而个别事件的特征和偶然 联系已经不是重点了。例如气体在无序运动中不断发生碰撞， 每个分子的运动速率不断地发生变化。在某一特定时刻，某 个特定分子究竟具有多大的速度完全是偶然的，不能预知。 但对大量分子的整体，在一定条件下，实验和理论都证明它 们的速率分布遵从一定的统计规律。
3．分子力与物体三态不同的宏观特征 分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样。 固体分子间的距离小，分子之间的作用力表现明显，其分子只 能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动。因此，固体不但 具有一定的体积，还具有一定的形状。 液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡位置附近 做范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定 的，因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状。
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[随堂基础巩固]
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[课时跟踪训练]
[思路点拨] 解答本题应把握以下三点： (1)气体分子运动特点决定气体体积特点。 (2)马德堡半球实验原理。 (3)分子间相互作用的常见表现。 [解析] 液体体积很难压缩，说明分子间存在斥力，固体 很难被拉断，说明分子间存在引力，故选项A、D正确。气体 容易充满容器是分子热运动的结果，抽成真空的马德堡半球 很难分开是大气压强作用的结果，故选项B、C错误。 [答案] AD
2．下列现象不能说明分子间存在引力的是
()
A．打湿了的两张纸很难分开
B．磁铁吸引附近的小铁钉
C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开
D．用绳子把两块铁捆在一起
解析：只有分子间的距离小到一定程度时，才发生分子 引力的作用，纸被打湿后，水分子填充了两纸之间的凹 凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围 而发生作用，故A正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大 的距离内也可发生，不是分子引力，B错误；斧子劈柴， 克服的是分子引力，C正确；两块铁不能分开是绳子起 的作用，不是因为两铁块间分子间的引力，D错误。 答案：BD
乙分子从无穷远处静止释放，在分子力
的作用下靠近甲。图中b点是引力最大 图7－3－2
处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处可能是
()
A．a点
B．b点
C．c点
D．d点
解析：a点和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。故分子由a点到d点是 先加速再减速，所以在c诠释]
分子力与分子间距离变化的关系 (1)r0的意义： 分子间距离r＝r0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(如图7－3－1)。
图7－3－1
当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0。 当r<r0时，F斥>F引，分子力F表现为斥力。 当r>r0时，F斥<F引，分子力F表现为引力。 当r≥10r0(10－9 m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分 子间无相互作用力，所以分子力F＝0。
(3)当r<r0时，分子力随距离的增大而减小，当r>r0时， 分子力随距离的增大先增大后减小。
1．关于分子间的相互作用力的以下说法中，正确的是 ( ) A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零 B．当r>r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都 增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力 C．当r<r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都 增大，但斥力比引力增加得快，故分子力表现为斥力 D．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
第第 七3 章节
理解 教材 新知
把握 热点 考向
应用 创新 演练
知识点一 知识点二 考向一
考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练
1．分子间存在着相互作用的引力和斥力。 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；斥力变化快。 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。
解析：在平衡位置，分子间的引力等于斥力，分子力为零， A对；当r>r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力 都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B 错；当r<r0时，随着分子间距离的减小分子间引力和斥力都 增大，但斥力比引力增加得快，故分子力表现为斥力。 答案：AD
[自学教材] 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．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。固体有一定形状，液体有一定的体积，而固、 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。