从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化快慢
物理选修3-3学案:第七章3分子间的作用力含解析
3分子间的作用力1.分子间作用力及其变化(1)分子力:由于分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力就叫做分子力。
(2)分子间作用力的变化:分子间引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关.①当分子之间距离r=r0时(r0约为10-10m),分子间的引力和斥力相互平衡,此时分子间的作用力为零。
②当分子之间距离r<r0时,随着分子之间距离的减小引力和斥力同时增大,但斥力增大得更快一些,故斥力大于引力,此时分子之间的作用力表现为斥力(此时引力仍然存在).③当分子之间距离r>r0时,随着分子之间距离的增大引力和斥力同时减小,但斥力减小得更快一些,故引力大于斥力,此时分子之间的作用力表现为引力(此时斥力仍然存在).④用图象法解析分子力分子间相互作用力同时存在着引力和斥力,有时表现为引力,有时表现为斥力,怎样把分子力的规律清晰地理出个头绪来呢?借助分子力随分子间距离的变化而变化的Fr图象,可以比较直观地反映出它们间的联系。
如图所示,分子斥力或分子引力都随分子间距离的增大而减小,但分子斥力的变化率较大,分子引力的变化率较小。
因此,当距离r<r0时,分子力表现为斥力;当距离r>r0时,分子力表现为引力;当距离r=r0时,分子力为零。
释疑点分子之间的引力和斥力总是同时存在的,且当分子之间距离变化时,引力和斥力同时发生变化,只是斥力变化得更快一些。
【例1】当钢丝被拉伸时,下列说法正确的是()A.分子间只有引力作用B.分子间的引力和斥力都减小C.分子间的引力比斥力减小得慢D.分子力为零时,引力和斥力同时为零解析:钢丝拉伸,分子间距离增大,分子间的引力、斥力都减小,但引力比斥力减小得慢,分子力表现为引力,所以B、C正确,A、D错误。
答案:BC点技巧分子力图象的应用处理此类问题的关键是熟记分子力与分子间距离的关系曲线。
分子力属定性内容,易记易忘,所以在理解时需要结合分子间的斥力与引力随分子间距离变化的图象。
另外对分子间距离的几个临界数量级要熟悉。
高中物理第一章分子动理论第四节分子间的相互作用力讲义含解析粤教版选修3_3
分子间的相互作用力1.大量事实说明分子间存在相互吸引力和相互排斥力。
研究表明,二者是同时存在、同时变化的,把两者相等的位置叫平衡位置。
2.分子间的相互作用力图像如图所示,可知引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,当r=r0时,F斥=F引,F合=0;当r=r1时,F斥>F引,分子力表现为斥力,当r=r2时,F斥<F引,分子力表现为引力。
3.平衡位置的距离r0的大小与分子的大小相当,其数量级为10-10m,当分子间距离的数量级大于10-9 m时,分子间的作用力近似为零,因此,分子力的作用距离很短。
4.组成物质的分子是由原子组成的,原子内部有带正电的原子核和外部带负电的电子,这些带电粒子的相互作用引起了分子间的作用力,所以分子力在本质上是电磁力。
分子间存在相互作用力的宏观证据(1)当外力欲使物体拉伸时,组成物体的大量分子间将表现出引力以抗拒外界对它的拉伸。
(2)分子间虽然有空隙,大量分子却能聚在一起形成固体和液体,说明分子间存在着引力。
(3)固体保持一定的形状,说明分子间有引力。
2.斥力(1)当外力欲使物体压缩时,组成物体的大量分子间将表现出斥力以抗拒外界对它的压缩。
(2)分子间有引力,分子却没有紧紧吸在一起,而是还存在空隙,说明分子间有斥力。
(1)分子力的作用范围很小,是短程力,不能把宏观的小空间同分子间空隙相混淆,打碎的玻璃不会重新结合为一体,是因为绝大部分分子间距离超过了分子力的作用范围。
(2)压缩气体时需要外力,并非一开始就克服气体分子间的斥力,而是气体有压强,只有当压缩到很难压缩的程度时,分子斥力才有所体现。
1.[多选]下面关于分子力的说法中正确的有( )A.铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力B.水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力C.将打气筒出气管的出口端封住,向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再被压缩,这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力解析:选AB 无论怎样压缩,气体分子间距离一定大于r0,所以气体分子间一定表现为引力。
分子引力与斥力
斥力和引力是分子之间的相互作用力,只有外力要改变他们的距离的时候才表现出来.物体的分子之间是有距离的,这个距离是随温度(内能)的改变而改变的,在一定温度下这个距离是一定的。
若外力使这个距离增大(如掰开物体)那么分子之间的相互作用力就呈现为引力,这个力使你不易掰开物体。
若外力使这个距离减小,那么分子之间的相互作用力就呈现为斥力.所以压缩物体很困难. (很难把固体和液体压缩,就能说明分子间存在斥力)1)经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。
但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些。
(2)由于分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。
两个分子在一定距离,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,位置叫做平衡位置r0。
分子间距离当r< r0时,分子间引力和斥力都随距离减小而增大,但斥力增加得更快,因此分子间作用力表现为斥力。
当r>r0 时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小的更快,因而分子间的作用力表现为引力,但它也随距离增大而迅速减小,当分子距离的数量级大于10^-10m时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不计了。
1、分子间的斥力和引力随分子间距离增大而变化的情况是A. 引力增大,斥力增大B. 引力减小,斥力减小C. 引力增大,斥力减小D. 引力减小,斥力增大解析:分子间引力和斥力的同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力同时减小,只是斥力减小得更快,分子间表现为引力,当分子间距离减小时,引力和斥力同时增大,只是斥力增大得更快,分子间表现为斥力,所以分子间作用力是引力和斥力的合力表现。
B对。
思路分析:分子间引力和斥力的同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力同时减小2、物体中分子间的引力和斥力是同时存在的,则对其中的引力和斥力下列说法正确的是:A、当物体被压缩时,斥力增大,引力减小;B、当物体被压缩时,斥力、引力都增大;C、当物体被拉伸时,斥力减小,引力增大;D、当物体被拉伸时,斥力、引力都减小解析:因为分子间作用力与分子间距离有关,距离小于平衡时的距离,引力斥力都增大,但是斥力增加的更快一些。
人教版高中物理7.3《分子间的作用力》教案(新人教版选修3-3)(2篇)
7. 3、分子间的相互作用力教学目标 :1、知道分子同时存在着相互作用的引力和斥力,表现出的分子力是引力和斥力的合力。
2、知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律,知道分子间距离是时分子力为零,知道的数量级。
3、了解在固体、液体、气体三种不同物质状态下,分子运动的特点。
4、通过一些基本物理事实和实验推理得出分子之间有引力,同时有斥力。
这种以事实和实验为依据求出新的结论的思维过程,就是逻辑推理。
通过学习这部分知识,培养学生的推理能力。
重点、难点的分析1. 重点内容有两个,一是通过分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示实验和事实,推理论证出分子之间存在着引力和斥力;二是分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化,而分子力是引力和斥力的合力,能正确理解分子间作用力与距离关系的曲线的物理意义。
2. 难点是形象化理解分子间作用力跟分子间距离关系的曲线的物理意义。
教学过程引入新课分子动理论是在坚实的实验基础上建立起来的。
我们通过单分子油膜实验、离子显微镜观察钨原子的分布等实验,知道物质是由很小的分子组成的,分子大小在m 数量级。
我们又通过扩散现象和布朗运动等实验知道了分子是永不停息地做无规则运动的。
分子动理论还告诉我们分子之间有相互作用力,这结论的实验依据是什么?分子间相互作用力有什么特点?这是今天要学习的问题。
教学过程设计一、哪些现象说明分子间有空隙?扩散、布朗运动、石墨原子、酒精和水相混合1+1≠2二 为什么分子不能紧贴在一起?分子间有斥力三 为什么有空隙还能形成固体和液体?分子间有引力四 分子间的引力和斥力如何变化?1、 引力和斥力同时存在2、 半径r 增加,引力和斥力同时减小,斥力减小的快3、 半径r 减小,引力和斥力同时增加,斥力增加的快五对比弹簧振子的振动(类似)六.分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系。
r 0=10 -10m r <r 0 引力<斥力 表现斥力r =r 0 引力=斥力 合力=0r >r 0 引力>斥力 表现引力 r =10 r 0 r =10 r 0 引力=斥力=0 合力=0(1)经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。
分子引力总是比斥力变化得快吗?
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分子引力总是比斥力变化得快吗?
作者:徐堂军
来源:《物理教学探讨》2007年第07期
在所有高中物理教材和参考书上,讲授分子力内容时,都描述成“分子引力和斥力都随r
的减小而同时增大,随r的增大而同时减小,斥力总是比引力变化得快”。
笔者认为这种说法是不妥当的。
大家都知道:当r=r0时分子引力等于斥力,合力为0;当r<r0时,引力和斥力都随r的减小而增大,但斥力增大得快,故合力表现为斥力;当r>r0时,分子间距从r0开始增大时,斥力和引力都减小,开始阶段斥力比引力减小得快,故合力表现为引力;分子力随其间距的变化如图所示:(斥力为正,引力为负)当合力表现为引力时,合力是随r的增大先增大后减小到0的,故有一个极大值问题。
设分子间距为r1时合力为F,而间距从r1再增大时,发现合力变小了,这说明斥力比引力减小得慢了,才能造成合力减小。
若说成是斥力比引力减小得快,则合力仍要继续增大的。
在教学中,有个学生从逆过程分析:当r由无限远逐渐靠近,达到分子力作用范围时,合力先表现为引力,说明分子引力和斥力同时由0增加时,引力比斥力增加得多,故引力比斥力增加得快。
敢向权威质问,此生确为我们的老师!
总之,分子引力和斥力都随分子间距的增大而同时减小,随间距的减小而增大的结论是正确的。
但在r1<r的范围内引力比斥力变化得快;在r1>r的范围内斥力比引力变化得快。
(栏目编辑罗琬华)。
分子斥力和分子引力随距离的变化
分子斥力和分子引力随距离的变化下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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高中物理之分子间的作用力知识点
高中物理之分子间的作用力知识点
分子间的作用力
1、邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
2、实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力。
3、分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥,分子力F分=0,处于平衡状态
(2)当r<r0时,随r的减小,F引、F斥都增大,F斥比F 引增大得快,F斥>F引,分子力表现为斥力,r减小,分子力增大。
(3)当r>r0时,随r 的增加,F引、F斥都减小,F斥比F 引减小得快,F斥<F引,分子力表现为引力
(4)当r=10r0时,可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0
所以,气体分子间作用力可忽略不计。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
习题演练
1. 分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成,则()A.F引和F斥同时存在;
B.F引和F斥都随分子间距增大而减小;
C.F引和F斥都随分子间距增大而增大;
D.随分子间距增大,F斥减小,F引增大;
2. 有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下面关于分子力变化的说法正确的是()
A.分子间的斥力增大,引力变小;
B.分子间的斥力变小,引力变大;
C.分子间的斥力和引力都变大,但斥力比引力变化快;D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,然后又从零逐渐增大到某一数值
习题解析
1. AB
分子力是引力和斥力合力,F引和F斥都随r增大而减小。
2. CD
根据图象的规律对比答案就可选出正确答案。
高中物理部分篇目索引
高中物理部分篇目索引论原始物理问题的教育价值及其启示/ 邢红军,陈清梅//课程·教材·教法(京).—2005,no.1.—p.56《高中数理化》在线圈中产生正弦交变电流或电动势的5种方法/ 李宏伟(河南洛阳市新安县第一高级中学) //高中数理化(京).—2005,no.1.—p.29能量和动量自我检测题/ 安娜(山东东明县一中) //高中数理化(京).—2005,no.1.—p.32物理审题的关键环节/蔡才福(南京市南京外国语学校) //高中数理化(京).—2005,no.2.—p.7你会“写”物理吗?—浅述物理表达/牛学勤(山西省长治学院附属太行中学) //高中数理化(京).—2005,no.2.—p.9高考物理实验题归类导析/陶成龙(浙江省绍兴市高级中学) //高中数理化(京).—2005,no.2.—p.112005年高考物理模拟试卷//高中数理化(京).—2005,no.2.—p.26机械振动典型计算问题归类/袁霈耀(河北廊坊市中国石油天然气管道局中学) //高中数理化(京).—2005,no.3.—p.20例谈光的本性/唐传胜(江苏灌云县杨集高级中学) //高中数理化(京).—2005,no.3.—p.23光学综合题归类与解析/艾明国(河北盐山中学) //高中数理化(京).—2005,no.3.—p.25探究高考选择题的常用解题方法/王金兵(江苏如东县丰里利中学)//高中数理化(京).—2005,no.3.—p.27热学中微观量的估算/刘岩(甘肃省临洮中学)// //高中数理化(京).—2005,no.3.—p.29“2005年世界物理年”相关问题关注/姜启时(江苏海门市天补中学) //高中数理化(京).—2005,no.3.—p.31《物理教学》上海市中学物理课程标准(试行稿)》主要特点/ 陆伯鸿(上海市教委教研室) //物理教学(沪).—2005,no.1.—p.6培养超常能力的探索与实践/ 王超良(浙江义乌中学) //物理教学(沪).—2005,no.1.—p.9教学大赛参赛课的启示—正确应对课改,着力提高物理课堂教学质量/ 王沛清(湖南一师) //物理教学(沪).—2005,no.1.—p.15探究思维方法提高解题能力/ 荣蟠作(江苏沐阳高级中学) //物理教学(沪).—2005,no.1.—p.29双语教学中物理图景两种建立模式的探讨/ 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(九江学院理学院等)//物理教学(沪).—2005,no.4.—p.31从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化的快慢/黄宝松 (湖北武汉市江夏区一中) //物理教学(沪).—2005,no.4.—p.37阻尼振动的探究性教学反思/王可礼等(浙江温岭市大溪中学)//物理教学(沪).—2005,no.4.—p.37物理估算题解法探讨/钱景华 (安徽肥西花岗中学) //物理教学(沪).—2005,no.4.—p.40由“光动能”手表谈起/王铁凤吴克(江苏运河中学)//物理教学(沪).—2005,no.4.—p.47推陈出新,突出探究,注重应用—上海高中物理新教材特色简介/张越,徐在新 (上海师大附中,上海华东师大) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.5例谈高中物理教学中的研究性学习—研究性学习的教学与学生综合素质的培养/李长辉 (上海北蔡中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.11“牛顿第二定律”教学设计/伍佑生 (湖南长沙雅礼中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.13基础型教材专用软件与实验教学(下)—DISLab的研究与开发(九)/冯容士 (上海市中小学数字化实验系统研发中心) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.17设计性实验分析思路初探—例谈设计性实验的“核心技术”/金国桢 (上海大境中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.21“原子和原子核”考点聚焦/宋瑞金,朱举烈 (山东沂南二中,青岛城阳一中) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.24“水”的考题分析浅析/徐高本 (湖北大悟县一中) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.27识图析图用图/周国庆 (江苏金坛市直溪高级中学)//物理教学(沪).—2005,no.5.—p.29浅谈石英晶体振荡器及其应用/吴克,王轶凤 (江苏邳州运河中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.35采用课堂讨论方式进行教学的实践及思考/曹铮 (上海育才中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.36学习新课标优化课堂教学/梅少华 (深圳市滨河中学) //物理教学(沪).—2005,no.5.—p.37转动的角速度为什么不能是任意值?/金逊 (安徽临泉一中)//物理教学(沪).—2005,no.5.—p.41让电流表内阻的测量值逼近真实值/张正雷 (江苏阜宁县东沟中学)//物理教学(沪).—2005,no.5.—p.43《理科考试研究》利用假设法解状态不明类物理题/ 付光勇(山东沂源县历山中学) //理科考试研究(哈尔滨).—2005,no.1.—p.27利用重心解物理竞赛题/ 陶红山(黑龙江省县教师进修学校) //理科考试研究(哈尔滨).—2005,no.1.—p.30《中学物理教与学》新课程下的高中物理教学目标设计原则/ 靳建设(甘肃兰州一中) //中学物理教与学(京)—2005,no.1.—p.16中学物理教学衔接的研究与思考/ 嵇勇(浙江宁波市镇海区龙赛中学) //中学物理教与学(京)—2005,no.1.—p.22高中物理作业模式的探究/ 邓志文(上海市南汇区大团高级中学) //中学物理教与学(京)—2005,no.1.—p.27物理教学中的应变之策略/ 彭晓春,张发换(湖北宜昌市三峡高级中学) //中学物理教与学(京)—2005,no.1.—p.31“等效阻抗”在理想变压器中的应用/ 赵新鸿(浙江绍兴市高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.1.—p.49物理演示实验的“四要”/戴健新(江苏南通师范学校) //中学物理教与学(京).—2005,no.1.—p.51巧用肥皂泡做静电演示实验/彭友山(湖南岳阳市七中) //中学物理教与学(京).—2005,no.1.—p.552004年全国高考理综物理试题分析及备考建议/闫俊仁(山西忻州市一中) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.42004年高考物理科试卷评析/ 洪安生(北京海定区教师进修学校) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.6新而不偏活而不怪——2004年高考江苏卷特色之一/ 张江宁(江苏姜堰市二中) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.92004年全国高考命题省市物理试题选评/ 徐忠,张永兴(江苏海门市三厂中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.112004年高考理综卷的有关波的图象问题/ 万洪禄(山东东营市仙河镇胜利油田第三高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.18对2004年高考理综一道物理题的深开发/ 杨中甫//中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.21对一道高考题的几种解法/ 李海涛(西藏民族学院附属中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.242004年高考理综(湖北卷) 第22题的解法/ 黄干生(湖北黄冈市教育科学研究院) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.25几道理综卷中物理题分析/ 周誉蔼(北京市第十一中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.28抓住物理情景中的状态、过程与系统—从2004年全国高考理综压轴题谈起/陶汉斌(浙江武义一中) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.30怎样挖掘2004年高考理综物理试题的隐含条件/ 牛朔峰(河南洛阳市新安县第一高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.33用u—t图象速解两道2004年高考物理题/ 陈英春(河北承德县教育局教研室) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.37用科学方法速解2004年高考理综物理选择题/ 汪志周(新疆乌鲁木齐市众志公学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.37活用物理图象信息解题/ 张立稳//中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.412005年高三物理备考应注意什么/ 杜立岗(内蒙古牙克石林业第一中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.44动量、能量的综合问题例析/ 陶成龙(浙江市绍兴市高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.49集合高考实验题谈电表改装及应用/ 王平杰,牛忠军(浙江宁波万里国际学校中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.54物理教学中进行科学精神与人文精神教育的途径/ 孟进(辽宁大连教育学院自然科学部) //中学物理教与学(京).—2005,no.2.—p.60新教材中一个演示实验的改进/林凤琦(浙江绍兴鲁迅中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.3.—p.39从一个“悖论”看教材上的欧姆表原理图/江险峰(浙江缙云中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.3.—p.42“似是而非”的几个物理问题/郑建荣(浙江绍兴县柯桥) //中学物理教与学(京).—2005,no.3.—p.43转化法解物理模糊题例析/李振岭(山东聊城三中) //中学物理教与学(京).—2005,no.3.—p.50“兴趣物理”在中学物理教学中的地位和作用/廖成巨(重庆市巴县中学物理教研组) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.12物理实验探究式教学安例分析/曾路(北京师大二附中初中部) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.20“电感和电容对交变电流的影响”教学案例—以普通高中《物理课程标准》的目标要求来设计/韦国清(浙江东阳中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.24涡流演示器/叶向阳(浙江宁波柴桥中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.33物体相关的分析方法/陶成龙(浙江绍兴市高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.35融入前沿科学研究背景组织物理科研性问题专题复习/杨云生(浙江慈溪市慈溪实验高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.37运用试题形式解读“阅读材料”/丁庆元(江苏海安县实验中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.43赏析与雅典奥运有关的物理问题/王忠安(河南漯河郾城县第二高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.47等效法在物理教学中的应用/徐鹏(苏州市田家炳实验中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.51从近年高考物理试题谈新课标的命题原则/林雷(浙江宁波四明中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.57交流输电和支流输电的区别和应用/方颖(浙江宁波奉化中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.59美国高中物理教材的学生实验分析与借鉴/沈俊妮,周延怀(南京师大物理科学与技术学院) //中学物理教与学(京).—2005,no.4.—p.61.新课程背景下初高中物理教学衔接工作的实践与思考/张杰(江苏无锡市锡山区教育局教研室) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.4物理教学中“自主学习”的实践与思考/陈泱泱(江苏通州市三余中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.15要正确认识“势能属于系统”的物理本质/孟昭晖(东北师大物理学院) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.25探究高中物理教学中的几处误区/李希花(山东利津市一中) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.28光的衔射教学设计/刘海军(重庆第二外国语学校) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.31《大气压强》教学设计/谢通(四川乐山市实验中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.33借助与发光晶体二极管演示电磁振荡/朱小娟(湖南岳阳职业技术学院) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.39与“载人飞船”相关的问题例析/王忠安//中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.44电磁复合场中STS问题例析/刘彦贺(山东泗水县一中) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.46高考中的电容器(高二、高三)/张玉萍(新疆北屯高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.52游泳地理情境培养物理思维—例析与地理知识有关的物理高考题/李艳军(江苏江阴市华士高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.56对一道高考科研测试题解法的探析—兼谈等效电源法/李兴,胡岩岩(山东临沂市郯城县一中,郯城关澳中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.57“几何画板”在高中物理奥赛辅导中的应用/韩建光(江苏常熟市中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.5.—p.60对物理新课程改革的几点思考/胡海飞(浙江诸暨浦中学) (江苏常熟市中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.4保护和启迪高中生的原创性思维—从“机遇”号登陆火星谈物理教学/ 洪钟,方向明(衢州市花园中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.6新课改下中学物理教师知识结构调查与分析/王玉平,孙海滨(山东泰安一中,泰山学院物理系) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.10分析学生思维障碍提高习题教学效益/刘永红(江苏张家港乐余高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.13功的学习必须澄清的两个问题/王锡进(河北怀安怀城中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.15新课改下的高中物理实验室建设/孙枝莲,张军鹏(湖南长沙县五美中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.19物理实验题的几种类型/唐剑英(湖南长沙县五美中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.23求解变力做功的六种方法/李小虎(浙江嵊州二中) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.26薄膜干涉中一个结论的应用/周国庆(江苏金坛市直溪高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.28高中学生物理计算题常见思维障碍/郭海昌(重庆40中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.31万有引力习题的“千变万化”和“千篇一律”/侯建敏//中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.35变压器考题的解题思路和类型分析/郭建(湖北广水市一中) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.39解读高考对“近代物理”的考查/陶成龙(浙江绍兴市高级中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.45物理常见易错题诊断与后期总复习策略/李新明//中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.47谈谈2004年物理高考(上海卷)试题/吴家伟(上海市延安中学) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.51高考物理试题中的一个典型“物理模型”—对2004年物理高考卷中的一类物理问题的分析/吴艳霞//中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.53核反应堆与高中物理/李飞跃(北京299信箱中国原子能院子弟学校) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.56多元智力理论在美国物理教材中的体现/陈维霞,陈娴(南京师大物理科学与技术学院) //中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.58利用DISLab改进高中物理实验教学/刘海华(河北大学教育学院现代教育技术研究所)//中学物理教与学(京).—2005,no.6.—p.61《数理天地·高中版》相对家速度的应用(高一~高三)/李春来(广东深圳市福田中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1 .—p.24用公式,要先看适用条件(高一、高三)/张卫夷(浙江杭州市第二高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1 .—p.25带电粒子在磁场中的动量变化(高二、高三)/朱欣(湖北咸宁市鄂南高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1 .—p.26从“一人一船”到“二人一船”(高一~高三)/王达元,陈卫东(湖北省应城市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.27变压器的电阻关系(高二、高三)/李冬升(湖北定义县一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.28电磁感应中化变为恒的技巧(高三)/陈克强(重庆市开县陈家中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.29整体法应用三例(高一~高三)/陈应春(河北承德县教育局教研室) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.32高考中的发电机(高二、高三)/宋瑞金,刘峰(山东沂南县二中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.33从04年高考谈热学复习(高二、高三)/杨中甫(河南省临颖县第一高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.35如何计算气体做功(高二、高三)/王晔(四川省三台县芦溪中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.37做引体向上的动作(高一~高三)/杨善举(河北省清河中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.39数理结合相得益彰(高二、高三)汤学文(湖南浏阳市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.41月亮走,我也走(高二、高三)/缪德龙(江苏徐州高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.1.—p.43物理图象中的“面积”(高一~高三)/徐敏华,王小芹(江苏江阴市山观中学,江阴市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.51车辆起动三例(高一、高三)/司友甫(黑龙江大庆市四中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.53循序渐进解“二环”(高一、高三)/张振谦,伍中南(湖北潜江市后湖中学,潜江市文昌中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.55求功要注意的三个问题(高一、高三)/庄盛文(山东临沂市罗庄区一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.56磁感应强度的变化类型及应用(高二、高三)/高义刚(江苏海安县曲塘中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.57力的合成巧分组(高一)/尹本红(贵州六盘水市水矿集团一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.59反其道也可为之(高一~高三)/张安国(湖南省祁东县育贤中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.60动量定理的几个特殊应用(高一~高三)/张春华(山东省费县一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.62补尝法两例(高一、高三)/关晖(湖北潜江市文昌高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.63用弹性碰撞结论析题三例(高一、高三)/张永武,陆光伟(山东沂水县二中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.64安培力作用下导体的运动(高二、高三)/张大洪(重庆是市潼南塘坝中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.65能否“飞去又飞来”?(高二、高三)/李东升(河北省承德县一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.6605年高考物理摸拟试题(1)荆棘(黑龙江大庆市第五十六中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.6805年高考物理摸拟试题(2)/汤学文(湖南浏阳市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.72圆形刚体的无滑滚动(高一~高三)/陈宏(湖北省技江市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.76竞赛中的相关运动(高一~高三)/蔡才福(江苏南京外国语学校) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.77带电粒子的螺旋运动(高二、高三)/戒世忠(江苏海安县胡集中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.79指数和对数用于物理三例(高一~高三)/计显栋(浙江省温州市瓯海中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.81“矢量圆”的应用(高一~高三)/张同权(江苏省灌云县坂浦中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.82浅谈电磁污染(高一~高三)/王振(山东市德州市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.2-3.—p.89在分离的瞬间(高一、高三) /戴国章(山东高密市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.25区别电磁感应中的几组概念(高二、高三)/邓颖(江苏无锡市市北高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.26线框穿越磁场问题(高二、高三)/顾康清 (江苏如皋市一中)//数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.28解变力问题的常用方法(高一~高三)/陈超众 (河南南乐县一中)// 数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.30简谐运动的对称性/张图 (四川省南充高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.31电磁感应中求电量的策略/程柱建 (江苏如皋市丁堰中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.3205年高考物理模拟试题(3)李军召 (山东省莘县实验高中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.3404年高考中的波动问题(高二、高三)/万洪禄 (山东东营市仙河镇胜利油田第三高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.37对两道相似题的反思(高一、高三)/王志成等 (甘肃临夏中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.39一道光学赛题的解法(高二、高三)/陶汉斌 (浙江省武义县一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.40取与舍的思考(高一~高三)/蒋天林 (江苏省姜堰市二中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.4.—p.42几何光学复习指南(高一~高三)/吴俊 (江苏江阴市征存中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.25滑动变阻器的限流和分压连接(高二、高三)/高巧平(河南临颖县第一高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.27平均速和平抛运动(高一~高三)/陈卫东 (湖北应城市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.29带电粒子在磁场中运动的多解问题(高二、高三)/张为宏 (江苏无锡市一中国际部) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.30怎样解碰撞问题(高一~高三)/姜启时 (江苏海门市天补中学)//数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.3205年高考物理模拟试题(4)/闫俊仁 (山西忻州市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.34细析“相聚问题”一例(高一、高三)/王刚(河北邯郸市一中)//数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.38电容器充、放电能的损失(高二、高三)/郑金 (辽宁凌源市职业中专) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.40海岸边的“遐想”(高一~高三)/朱欣 (河北威宁市鄂南高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.5.—p.40浅谈摩擦力做功(高一)/袁振卓 (河北内丘中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.25自感疑难问题解析(高二、高三)/杜占英 (河北省安国中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.26判断磁通量变化常见的错误(高二、高三)/张晓忠 (河北乐亭县闫各庄高级中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.27米与色的几朵“疑云”(高二、高三)/王守壮 (山东沂源县二中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.29整体法使破解提速(高一~高三)/郝占忠 (内蒙古巴盟锦后旗奋斗中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.30竖直方向向上的弹簧振子(高一、高三)/周峰 (江苏盱眙县马坝中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.31用动圆可定范围(高二、高三)/廖东明 (江西宁都县三中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.33探究性问题三例(高一~高三)/宋瑞金 (山东沂南县二中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.34高考新亮点—力距平衡(高一、高三)/刘军 (湖北省沙市中学) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.36由一道赛题引发的思考(高二、高三)/陶汉斌 (浙江无义县一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.36物理竞赛中的椭圆(高二、高三)/杨国平 (浙江绍兴市一中) //数理天地·高中版(京).—2005,no.6.—p.39《计算机教与学·现代教学》上海市中学物理课程标准(试行稿)》的改革要点/陆伯鸿文 (上海市教委教研室)//计算机教与学·现代教学(沪) .—2005,no.3.—p.14推陈出新突出探究注重应用/张越等 (上海二期课改高中物理教材主编等) //计算机教与学·现代教学(沪) .—2005,no.3.—p.15上海二期课改高中物理新教材介绍/张越等文 (上海二期课改高中物理教材组) //计算机教与学·现代教学(沪) .—2005,no.3.—p.17为学生提供自主探究的学材/陈珍国文 (上海市浦东教育发展研究院) //计算机教与学·现代教学(沪) .—2005,no.3.—p.19通过比较找不足通过比较促成长/陈永生文 (上海市青浦朱家角中学) //计算机教与学·现代教学(沪) .—2005,no.3.—p.44《素质教育大参考》物理教学中的情感教学探究/盛韶华 (上海市洋泾中学) //素质教育大参考(沪) .—2005,no.6.—p.55。
高二物理《分子间的相互作用力》教案
一、教学目标1.知道分子间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.知道分子力为零时,分子间距离的数量级.3.知道分子间距离r<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>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.知道r增大到什么数量级时,分子引力已很微弱,可忽略不计.6.能用分子力解释简单的现象.二、重点难点重点:分子间同时存在的引力和斥力的特点.难点:对分子间的作用力跟分子间距离关系的理解和掌握.三、教与学教学过程:组成物体的分子间虽有空隙,但大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,固体和液体很难被压缩,拉伸物体需要力,种种事实表明分子间存在相互作用力.(一)分子间存在相互作用力【演示】(1)压紧两表面洁净的铅块,使它们合在一起,下面的铅块不下落.(2)压缩一固体(如一铅块)很不容易,物体内要产生反抗的弹力1.分子间存在相互作用的引力(如:压紧的铅块结合在一起,它们不易被拉开)2.分子间存在相互作用的斥力(如:固体和液体很难被压缩)【注意】压缩气体也需要力,不说明分子间存在斥力作用,压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁(活塞)时对容器壁(活塞)产生的压力.3.分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力(分子力).(二)分子间相互作用力的特点1.分子间的引力和斥力同时存在.2.分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关.3.分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,且斥力总比引力随r的增大衰减得快.(三)分子力与距离的关系示意图(可用课件展示)如下图所示,F>0为斥力,F<0为引力,横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线,横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线,实线为分子间引力和斥力的合力F(分子力)随r的变化图线.1.当r=时,分子间引力和斥力相平衡,,分子处于平衡位置,其中为分子直径的数量级,约为.2.当r<时,,对外表现的分子力F为斥力.3.当r>时,,对外表现的分子力F为引力.4.当r>10时,分子间相互作用力变得十分微弱,可认为分子力F为零(如气体分子间可认为作用力为零).(四)引起分子间相互作用力的原因分子间相互作用力是由原子内带正电的原子核和带负电的电子间相互作用而引起的.例1 分子间的相互作用力由引力和斥力两部分组成,则() A.和是同时存在的B.总是大于,其合力总是表现为引力C.分子之间的距离越小,越小,越大D.分子之间的距离越小,越大,越小例2 当两个分子间距离为时,分子力为零,下列关于分子力说法中正确的是()A.当分子间的距离为时,分子力为零,也就是说分子间既无引力又无斥力B.分子间距离小于时,分子力增大,分子间表现出是斥力C.当分子间相互作用力表现为斥力时,分子距离变大时,斥力变大D.在分子力作用范围内,不管r>,还是r<,斥力总比引力变化快例3 有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中()A.分子力总对乙做正功B.乙总是克服分子力做功C.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功D.乙先克服分子力做功,然后分子力对乙做正功例4 试从分子动理论的观点,说明物体的三态(固态、液态、气态)为什么有不同的宏观特征?【小结】分子间同时存在相互作用的引力和斥力,它们都随距离r 增大而减小,当r=(约为)时,分子力F=0;r>时分子力F为引力,r<时分子力F为斥力.教案点评:本节重点分子间同时存在的引力和斥力的特点.教案围绕这些重点,对分子间的引力和斥力与分子间距离的关系等知识点进行讲解,同时结合例题分析,由浅入深,思路明确,合理使用此教案可以达到较好的教学效果.。
分子之间的引力和斥力
分子之间的引力和斥力引力和斥力是物质世界中分子之间相互作用的两种基本力量。
它们在自然界的各个领域中都发挥着重要的作用,影响着物质的结构、性质和相互关系。
我们来探讨分子之间的引力。
引力是一种吸引力,使得物体彼此靠近的力量。
在分子层面上,引力是由分子之间的万有引力产生的。
万有引力是一种质量之间的引力,根据万有引力定律,任何两个物体之间的引力正比于它们质量的乘积,反比于它们之间距离的平方。
在分子中,由于分子之间存在质量,因此它们之间也会产生引力。
这种引力使得分子相互靠近,并且决定了物质的密度和凝聚态。
引力的大小和方向是由分子之间的质量和距离决定的。
当两个分子之间的质量增加或距离减小时,引力增加;相反,当质量减小或距离增加时,引力减小。
引力的方向总是指向质量较大的物体,这是由于引力是质量之间的相互作用。
我们来讨论分子之间的斥力。
斥力是一种排斥力,使得物体彼此远离的力量。
在分子层面上,斥力是由电荷之间的斥力产生的。
根据库仑定律,两个电荷之间的斥力正比于它们电荷的乘积,反比于它们之间距离的平方。
在分子中,由于分子之间存在电荷,因此它们之间也会产生斥力。
这种斥力使得分子相互远离,并且决定了物质的体积和稳定性。
斥力的大小和方向是由分子之间的电荷和距离决定的。
当两个分子之间的电荷增加或距离减小时,斥力增加;相反,当电荷减小或距离增加时,斥力减小。
斥力的方向总是指向电荷相同的物体,这是由于斥力是电荷之间的相互作用。
引力和斥力是分子之间相互作用的两种基本力量,它们共同决定了物质的结构和性质。
在固体中,引力起主导作用,使得分子紧密排列,形成有序的结晶体。
在液体中,引力和斥力共同作用,使得分子之间的距离适中,形成流动的液体。
在气体中,斥力起主导作用,使得分子之间的距离很大,形成自由运动的气体。
引力和斥力是分子之间相互作用的两种基本力量,它们在物质的结构、性质和相互关系中起着重要的作用。
通过调控引力和斥力的大小和方向,我们可以改变物质的性质和相互作用方式,从而实现对物质的控制和利用。
分子的引力和斥力
分子力(molecular force),又称分子间作用力、范得瓦耳斯力,是指分子间的相互作用。
当二分子相距较远时,主要表现为吸引力,这种力主要来源于一个分子被另一个分子随时间迅速变化的电偶极矩所极化而引起的相互作用;当二分子非常接近时,则排斥力成为主要的,这是由于各分子的外层电子云开始重叠而产生的排斥作用。
分子间存在引力1.分子间虽然有间隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在引力;2.用力拉伸物体,物体内要产生反抗拉伸的弹力,说明分子间存在引力;3.两个物体能粘合在一起,说明分子间存在引力。
分子间存在斥力1.分子间有引力,却又有空隙,没有被紧紧吸在一起,说明分子间有斥力;2.用力压缩物体,物体内要产生反抗压缩的弹力,说明分子间有斥力。
分子间引力和斥力的变化情况分子间作用力关系图分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,随分子间的距离的减小而增大,且斥力减小或增大比引力变化要快些。
1.当r=ro(ro=10^-10米)时,分子间的引力和斥力相平衡,分子力为零,此位置叫做平衡位置;2.当r<ro时,分子间斥力大于引力,分子力表现为斥力;3.当r>ro时,分子间引力大于斥力,分子力表现为引力;4.当r≥10ro时,分子间引力和斥力都十分微弱,分子力为零;5.当r由ro→∞时,分子力(引力)先增大后减小。
编辑本段分类分子间作用力实际上是一种电性的吸引力,从这个意义上讲,分子间作用力可以分为以下三种力:取向力发生在极性分子与极性分子之间。
由于极性分子的电性分布不均匀,一端带正电,一端带负电,形成偶极。
因此,当两个极性分子相互接近时,由于它们偶极的同极相斥,异极相吸,二个分子必将发生相对转动。
这种偶极子的相互转动,就使偶极子的相反的极相对,叫做“取向”。
这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力,叫做取向力。
诱导力发生在极性分子与非极性分子之间以及极性分子之间。
在极性分子和非极性分子间,由于极性分子的影响,会使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移,产生诱导偶极,与原极性分子的固有偶极相互吸引,这种诱导偶极间产生的作用力叫诱导力。
高中物理 7.3分子间的作用力详解
高中物理| 7.3分子间的作用力详解
分子间的作用力
1、邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
2、实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力。
3、分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥,分子力F分=0,处于平衡状态
(2)当r<r0时,随r的减小,F引、F斥都增大,F斥比F引增大得快,F斥
>F引,分子力表现为斥力,r减小,分子力增大。
(3)当r>r0时,随r 的增加,F引、F斥都减小,F斥比F引减小得快,F斥<F引,分子力表现为引力
(4)当r=10r0时,可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0
所以,气体分子间作用力可忽略不计。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
习题演练
1. 分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成,则( )
A.F引和F斥同时存在;
B.F引和F斥都随分子间距增大而减小;
C.F引和F斥都随分子间距增大而增大;
D.随分子间距增大,F斥减小,F引增大.
2. 有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下面关于分子力变化的说法正确的是( )
A.分子间的斥力增大,引力变小;
B.分子间的斥力变小,引力变大;
C.分子间的斥力和引力都变大,但斥力比引力变化快;
D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,然后又从零逐渐增大到
某一数值
习题解析
1. AB
分子力是引力和斥力合力,F引和F斥都随r增大而减小.
2. CD
根据图象的规律对比答案就可选出正确答案.。
高中物理第一章分子动理论第4节分子间的相互作用力教科
第十四页,共二十四页。
1.设 r0 是分子间引力和斥力平衡时的距离,r 是 两个分子间的实际距离,则以下说法中正确的是( ) A.r=r0 时,分子间引力和斥力都等于零 B.10r0>r>r0 时,分子间只有引力而无斥力 C.r 由 10r0 逐渐减小到小于 r0 的过程中,分子间的引力先增大 后减小 D.r 由 10r0 逐渐减小到小于 r0 的过程中,分子间的引力和斥力 都增大,其合力先增大后减小再增大
第十二页,共二十四页。
命题视角 3 分子力做功分析 甲、乙两个分子相距较远,若把甲固定,使乙逐渐向移动,
直到不能再靠近为止.在这一过程中,下列有关分子力对乙做功的 说法中正确的是( ) A.分子力对乙总是做正功 B.分子力对乙总是做负功 C.先是乙克服分子力做功,然后分子力对乙做正功 D.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功 [解析] 分子间的距离大于 r0 时,分子力表现为引力,分子乙在 靠近平衡位置的过程中,分子力对乙做正功;当分子间距离小于 r0 时,分子力表现为斥力,当分子乙继续向分子甲靠近的过程中, 分子力做负功.选项 D 正确. [答案] D 12/9/2021
12/9/2021
第十九页,共二十四页。
(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因为其分子间斥力作用 的结果 [思路点拨] 物体焊接在一起或结合在一起,一定是应用了分子 间的引力.不能结合在一起是因为分子间的距离达不到引力作用 的距离.
分子间的作用力
分子间的作用力
1、邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
2、实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力。
3、分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥,分子力F分=0,处于平衡状
r<r0
(2)当r<rθ时,随r的减小,F弓|、F斥都增大,F斥比F引增大得快,F斥>F弓I,分子力表现为斥力,r减小,分子力增大。
⑶当r>rθ时,随r的增加,F引、F斥都减小,F斥比F引减小得快,F斥< F弓I,分子力表现为引力
⑷当r=10r0时,可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0
所以,气体分子间作用力可忽略不计。
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图。
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第1章第1节基本内容(7)课件
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.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.
(3)当r<r0时,分子力随距离的增大而减小,当r>r0时,分子力说法中,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
[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.
分子斥力一定比引力变化快吗
图5㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图6由静止到运动.㊀㊀三㊁求解电磁学中动态平衡问题位于同一水平面上的两条平行导电导轨放置在斜向左上方ꎬ与水平面成60ʎ角ꎬ足够大的匀强磁场中.现给出这一装置的侧视图ꎬ如图6ꎬ一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动ꎬ在匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过30ʎ角的过程中金属棒始终保持匀速运动ꎬ则磁感应强度B的大小变化可能是(㊀㊀)A.一直变大㊀㊀㊀㊀B.一直变小C.先变大后变小㊀㊀D.先变小后变大解㊀取导轨来研究并对其进行受力分析若φ较小ꎬF安最终终为水平㊀㊀F安先减小后增大ꎬ如图8.㊀㊀图7㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图8㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图9若φ较大F安可能会一直增大F安=BIL(I㊁L不变)故B与F安变化相同ꎬ如图9.正确答案:AD引入全反力和摩擦角教学ꎬ可避免繁锁的三角函数计算ꎬ借助矢量三角形将会更加直观简捷ꎬ在教学中善于发现和探掘问题的本质ꎬ教给学生正确思维的方法ꎬ培养分析解决问题的能力ꎬ从而更好践行了中学物理学科素养.㊀㊀参考文献:[1]吴爱俊.高中物理有必要引入摩擦角概念[J].中学物理(高中版)ꎬ2014(12):48-49.[责任编辑:李㊀璟]分子斥力一定比引力变化快吗刘桂斌(广东省佛山市南海区第一中学㊀528200)摘㊀要:本文通过一道学生答题的错误ꎬ从问题原因㊁问题证据㊁问题分析㊁问题解决和问题总结等几方面进行阐述和尽量采用简单方法分析论证ꎬ目的是引起广大师生对 分子斥力比引力变化快 错误规律认识和重视ꎬ及时纠正ꎬ使基础物理学习者能够掌握正确知识ꎬ提高学习者的物理素养.关键词:分子引力ꎻ分子斥力ꎻ变化中图分类号:G632㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2020)19-0087-02收稿日期:2020-04-05作者简介:刘桂斌(1973.6-)ꎬ男ꎬ江西省南康人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事中学物理教学研究.㊀㊀考查高中物理选修物理3-3有关热学分子动理论分子力作用的试卷ꎬ有这样一道题:(多选题)有关分子作用力的表述ꎬ下列说法正确的是(㊀㊀).A.分子引力和分子斥力同时存在B.分子距离越小ꎬ分子斥力越大ꎬ分子引力越小ꎬ分子力表现为斥力C.分子斥力和分子引力都随距离减小而增大ꎬ但斥力增大得更快D.当分子距离在r0<r<10r0(r0为平衡位置距离)变化时ꎬ分子斥力可能比分子引力变化慢这道题的正确答案是ADꎬ但是很多同学是选了AC.甚至有些学生悄悄告诉我ꎬ老师您的答案错了ꎬ我们的教辅书明确写着斥力变化更快的结论查看我校高二学生的教辅资料ꎬ他们使用的«三维设计物理高中新课标同步课堂选修3-3(粤教版适用)»ꎬ在第7页有这样的规律描述: 引力和斥力都随分子间距离的增大而减小ꎬ斥力变化得更快 .该教辅书的课时跟踪检测(四)第4题:有两个分子ꎬ设想它们之间的距离是其直径的10倍以上ꎬ逐渐被压缩到不能再靠近的距离ꎬ在这过程中ꎬ下面关于分子力变化的说法正确的是(㊀㊀).A.分子间的斥力增大ꎬ引力减小78B.分子间的斥力减小ꎬ引力增大C.分子间的斥力和引力都增大ꎬ只不过斥力比引力增大得快D.当分子间距离r=r0时ꎬ引力和斥力均为零参考答案的解析:选C由分子力与分子距离的关系可知ꎬ随分子间距离的减小ꎬ引力和斥力都增大ꎬ但斥力增大的快ꎬ当r=r0时ꎬ引力和斥力相等ꎬ合力为零ꎬ则C项正确.引力和斥力都随分子间距离的增大而减小ꎬ斥力变化得更快 的结论正确吗?我查阅教材«普通高中课程标准实验教科书选修3-3»的第12页ꎬ有这样一段话: 当分子间距离大于r0时ꎬ分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小ꎬ而且斥力总是比引力小ꎬ分子间的作用力表现为引力ꎬ并且随着距离的增大迅速减小. 并没有教辅资料上结论.再查阅«普通高中课程标准实验教科书物理教师教学用书(选修3-3)»的第7页ꎬ有这样一段话:(三)教材教学与教学建议第2小段:一些教材在说明分子间相互作用力表现为引力时说ꎬ 当分子间的距离r>r0时ꎬ分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小ꎬ而且斥力总比引力减小得快ꎬ分子间的作用力表现为引力 这一观点是不准确的.可以证明ꎬ斥力不是总比引力减小得快ꎬ在有些区间ꎬ斥力比引力减小得慢ꎬ但此时斥力还是比引力小.从上面的证据说明ꎬ教辅资料关于 引力和斥力都随分子间距离的增大而减小ꎬ斥力变化得更快 是错误的ꎬ导致学生在头脑中形成一个错误的认识ꎬ甚至引导一些老师也得到这个错误的结论再传授给学生 .有必要让更多的基础物理学习者掌握正确的结论: 分子斥力不一定比分子引力随分子距离变化快ꎬ分子斥力有时比分子引力随分子距离变化慢 .然而ꎬ«普通高中课程标准实验教科书物理教师教学用书(选修3-3)»第7页只是说 可以证明ꎬ斥力不是总比引力减小得快 ꎬ如何能够采用尽量简单的方法说明这种情况存在呢?由于分子力本质是电磁力ꎬ关系比较复杂ꎬ作为普通高中的物理基础教育ꎬ教材只是通过分子力与分子距离关系示意图(图1)来得出分子力的一般规律.1.定性分析㊀当分子间距离大于10r0时ꎬ此时分子引力和分子斥力都等于零ꎬ但是当分子进入10r0的范围内的某位置ꎬ分子作用表现为引力ꎬ说明分子引力大于分子斥力ꎬ显然在分子距离减小过程中分子引力要比分子斥力增大得快ꎬ也即随着分子间距离减小ꎬ分子斥力比分子引力增大的慢.2.数学分析如图2ꎬ在图1中选择三个位置ꎬ斥力㊁引力和合力坐标已在图中标出ꎬ其中r0为平衡位置的距离ꎬr1为分子合力表现为引力最大的距离ꎬr2为引力减小的某一位置(r2>r1>r0).(1)当分子之间距离由r0增大到r1时:r0为平衡位置ꎬ可得:分子合力F合0=0ꎬ即F引0-F斥0=0(1)r1为分子合力表现为引力最大的位置ꎬ即F引1-F斥1=F合1(2)由(2)-(1)得:(F斥0-F斥1)-(F引0-F引1)=F合1即(F斥0-F斥1)>(F引0-F引1)由于分子距离增大ꎬ引力减小ꎬ即F引0>F引1斥力减小ꎬ即F斥0>F斥1所以当分子之间距离由r0到r1时ꎬ在距离减小相同的情况下ꎬ分子斥力减小更大ꎬ即分子斥力减小快.(2)当分子之间距离由r1增大到r2时:r1为分子合力表现为引力最大的位置ꎬ即F引1-F斥1=F合1(3)r2为分子合力表现为引力的位置ꎬ即F引2-F斥2=F合2(4)且知F合1>F合2由(4)-(3)得:(F斥1-F斥2)-(F引1-F引2)=F合2-F合1即(F斥1-F斥2)<(F引1-F引2)由于分子距离增大ꎬ引力减小ꎬ即F引1>F引2斥力减小ꎬ即F斥1>F斥2所以当分子之间距离由r1到r2时ꎬ在距离减小相同的情况下ꎬ分子斥力减小更少ꎬ即分子斥力减小慢.综合以上定性和数学分析ꎬ可以得出结论:在r>r0范围内ꎬ分子间距由r0变到分子表现引力最大位置ꎬ随着距离的增大ꎬ存在斥力减小得快的过程ꎻ再由分子表现引力最大位置继续增大分子距离ꎬ存在斥力减小得慢的过程.所以认为斥力总比引力减小得快是错误的.完整正确的斥力和引力变化快慢的规律是:在r<r0范围内ꎬ斥力比引力变化得快ꎻ在r>r0范围内ꎬ斥力可能比引力变化得快ꎬ也可能比引力变化得慢.希望一些教学资料能够及时纠正这一错误ꎬ以使基础物理学习者能够掌握正确知识ꎬ提高学习者的物理素养.㊀㊀参考文献:[1]保宗悌.普通高中课程标准实验教科书物理教师教学用书(选修3-3)[M].广州:广东教育出版社ꎬ2019(12).㊀[2]三维设计编委会.三维设计物理高中新课标同步课堂选修3-3(粤教版适用)[M].广州:广东科技出版社ꎬ2019(7).[3]广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书物理教师教学用书(选修3-3)[M].广州:广东教育出版社ꎬ2019(7).[责任编辑:李㊀璟]88。
两分子间相互作用力变化规律探讨
两分子间相互作用力变化规律探讨普通高中课程标准实验教科书选修3-3(2010年4月第3版,2011年11月第4次印刷)第7章第3节《分子间的作用力》中的“问题与练习”第1题.题目请描述:当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大,直至远大于r0时,分子间的引力如何变化?分子间的斥力如何变化?分子间引力与斥力的合力又如何变化?教师教学用书(2010年5月第4版,2011年5月第12次印刷)第13页给出的“解答与说明”如下:本题可借助于分子力随分子间距离的变化图线来描述.由如图1中的曲线(本图复制于人民教育出版社的电子课本)可以看出,当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大,直至远大于r0,这个过程可分为三个阶段. 第一阶段,由小于r0逐渐增大到等于r0的过程,引力和斥力均减小,斥力比引力减小得快.由于斥力大于引力,斥力和引力的合力表现为斥力. 第二阶段,由r0逐渐增大到合力中引力最大所对应的分子间距离的过程,引力和斥力均减小,斥力小于引力,斥力和引力的合力表现为引力而且合力值逐渐增大. 第三阶段,由合力为引力最大值时两分子间的距离到10r0的过程,斥力和引力均减小,斥力仍比引力减小得快,斥力小于引力,斥力和引力的合力为引力但合力值逐渐减小.分析教师教学用书的“解答与说明”分三个阶段进行讨论,分别给出了斥力和引力的大小比较、斥力、引力各自的大小随两分子间距离r变化的关系、斥力和引力的大小随距离r变化的快慢比较、斥力和引力的合力值随距离r变化的关系.当然,对其中的第一阶段,“解答与说明”并没有给出合力值随距离r变化的关系,对其中的第二阶段,“解答与说明”也没有给出斥力和引力的大小随距离r变化的快慢比较.对于第一阶段,合力值随距离r的增加而逐渐减小的关系,是很容易从图1中直接看出来的,“解答与说明”即使没有交代也没有多大的影响,但是第二阶段,斥力和引力的大小随距离r变化的快慢关系究竟如何?还有第三阶段,斥力和引力的大小随距离r变化的快慢关系——“斥力仍比引力减小得快”又是否正确呢?要比较斥力、引力大小随距离r变化的快慢,最容易想到的就是比较它们图象的斜率(即图线的陡缓程度),观察图1,当rr0时,比较两个曲线的陡缓程度就有一定的困难了. 笔者试验过,让全班学生用肉眼直接观察图1中第二阶段斥力和引力曲线的倾斜程度,有近1/3的学生认为斥力变化快,有近1/3的学生认为引力变化快,还有的则难以决定. 出人意料的是在第三阶段,有近80%的同学都发现:图1中的斥力曲线已经相当平缓,而引力曲线仍然有一定的倾斜,似乎是引力比斥力减小得快,这与教师教学用书“解答与说明”的结论完全相反.究竟孰是孰非呢?笔者和学生对这一问题进行了很有意义的探讨,以下是学生们给出的另外两种方法:方法一第一阶段. 由于合力值F合为斥力,所以计算合力值F合大小的表达式应为F合=F斥-F引. 并且由图1中的合力曲线(图1中中间的实线)可以看出,随着r的减小,合力值F合增大,而F斥、F引也在增大.要保证合力值F 合随r的减小而增大,F斥增大的幅度必须要比F引增大的幅度大一些,即斥力比引力变化快.第二阶段. 由于合力值F合为引力,这时计算合力值F合大小的表达式应为F合=F引-F斥,又因随着r的增大,合力值F合增大,而F斥、F引在减小. 所以要保证合力值F合随r的增大而增大,F斥减小的幅度必须要比F引减小的幅度大些,即此时仍然是斥力比引力变化快.第三阶段. 由于合力值F合仍为引力,计算合力值F合大小的表达式仍应为F合=F引-F斥,并且随着r的增大,合力值F合减小,F斥、F引也在减小. 如果F斥、F引减小的幅度相同,则由F合=F引-F斥可以推断,合力值F合将保持不变;如果F斥减小的幅度较大,则由F合=F引-F斥可以推断,合力值F合将增加. 所以要保证合力值F合随r的增大而减小,必定是F斥减小的幅度要比F引减小的幅度小一些,即此时斥力将比引力变化慢. 这时“解答与说明”给出的结论是错误的.方法二设斥力曲线、引力曲线随分子间距离r的函数分别为F斥(r)、F 引(r),则合力曲线随分子间距离r的函数则为F合(r)=F斥(r)+F引(r). 观察合力曲线可知,在区间(r0,+∞)之间存在一个负的极值点,此即“解答与说明”中所提到的“合力中引力最大”所对应的点,设其横坐标为r1. 由于该点是极值点,所以合力函数F合(r)在此处的一阶导数F合′(r)=0. 又因F合(r1)=F斥(r1)+F引(r1),所以F合′(r1)=F斥′(r1)+F引′(r1),有F斥′(r1)=-F引′(r1),即F斥′(r1)=F引′(r1). 从导数的几何意义可知,在r1处斥力曲线的倾斜程度与引力曲线的倾斜程度相同,即r1处斥力与引力的变化快慢相同.当00. 再由F合′(r)=F引′(r)+F斥′(r),可推得F斥′(r)r1时,由图1的三条曲线的倾斜情况可知F合′(r)>0、F斥′(r)0,再由F合′(r)=F引′(r)+F斥′(r),可推得F斥′(r)<F引′(r),即斥力比引力变化慢.综上所述,建议教师教学用书的“解答与说明”应更正如下:本题可借助于分子力随分子间距离的变化图线来描述.由如图1中的曲线可以看出,当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大,直至远大于r0,这个过程可分为三个阶段.第一阶段,由小于r0逐渐增大到等于r0的过程,引力和斥力均减小,斥力比引力减小得快.由于斥力大于引力,斥力和引力的合力表现为斥力,并且合力值逐渐减小. 第二阶段,由r0逐渐增大到合力中引力最大所对应的分子间距离的过程,引力和斥力均减小,斥力小于引力,加之斥力比引力减小得快,所以斥力和引力的合力表现为引力而且合力值逐渐增大.第三阶段,由合力为引力最大值时两分子间的距离到10r0的过程,斥力和引力均减小,斥力小于引力,所以斥力和引力的合力为引力,加之引力比斥力减小得快,所以合力值逐渐减小.另外教师教学用书在第19~22页给出这一节的教学设计参考案例,在分析斥力、引力随分子间距离变化的快慢关系时也存在相应的错误,希望再版时一并更正.。
从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化快慢
从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化的快慢黄宝松 (武汉市江夏区一中 湖北 430200)高中物理教材以及许多物理资料中都认为分子间斥力与引力都随分子间距离增大而减小,都随距离减小而增大,但斥力随距离变化总是比引力快。
贵刊2004年第10期于正荣和季亚清两位老师在《分子间的斥力一定比引力变化快吗?》一文(以下简称原文)中提出了不同的看法。
如图1所示,粗线表示分子间总的作用力的变化,细线分别表示分子间斥力和分子间引力的变化,其中r 0表示分子间的平衡距离,r 1表示当分子间总的作用力为引力最大值时分子间的距离。
原文认为当r<r 0时,引力和斥力都随距离的减小而增大,并且斥力增大得更快;当分子间距离r 0<r< r 1时,引力和斥力都随距离的增大而减小,并且斥力减小得更快;当分子间距离r> r 1时,引力与斥力都随距离的增大而减小,但却是引力减小得更快;所以不能笼统地说斥力一定比引力变化快。
笔者非常赞同两位老师的这一观点,并采用和两位老师不同的方法加以说明。
在大学普通物理热学教材中,关于分子间作用力可以近似地用半经验公式来表示:F =r s λ-r t μ(s>t )其中,r 是两个分子中心间的距离,λ、μ、S 、t 都是正数,需根据实验数据确定,第一项是正的,代表斥力,第2项是负的代表引力。
对于分子斥力和引力变化谁更快的问题,热学教材中没有给出进一步的结论。
以下我用导数的方法作如下推证。
用函数f 1=r s λ表示分子斥力的大小,用函数f 2=r t μ表示分子引力的大小。
1. r 0与r 1的表达式当分子间斥力与引力大小相等时,分子间总的作用力F 为零,此时分子间的距离即为平衡距离。
由f 1= f 2可求得此时r=r 0=t s -μλ 由F =r s λ-r t μ求导得F /=-S λr -S-1-(- t μr -t-1)当F /=0时F 有极值,此时分子间距离即为r 1r=r 1=t s t s -μλ 2. 表示分子斥力和引力随距离变化快慢的的函数可以用f 1导数的绝对值表示斥力变化的快慢,φ1表示f 1导数取绝对值构成的函数:φ1=| f 1/|=S λr -S-1用f 2导数的绝对值表示引力变化的快慢,φ2表示f 2导数取绝对值构成的函数, 同样可以得到:φ2=|f 2/|=t μr -t-1上面φ1和φ2两个函数都是幂函数,这样分子斥力和分子引力随距离变化的快慢就可以分别通过这两个幂函数函数值的大小来判断。
物理的分子斥力与引力
物理的分子斥力与引力物理分子内容(初中)一、分子间的空隙气体很容易被压缩,这表明气体分子之间存在着很大的空隙。
我们通过以下实验进行说明。
先把加点红色的的水灌进管中,而后将酒精沿管缓缓注入,在试管中用红线在液面做个记号。
相互混合之后会发现,混合物的体积明显少于混合前体积之和,是由于分子间有间隙,分子间相互穿插和相互作用,致使分子间隙有一部分被另一种分子占据了的缘故。
如果分子间的空隙大,分子间作用力小,所占体积大,物质小呈气态,所以气态物质分子间的空隙大,而液态和固体物质的分子间空隙都很小。
二、分子间的作用力用力拉伸物体时,物体内要产生反抗拉抻的弹力,是因为分子间存在着引力。
(1)一段小铅柱,用力切成两段,然后把两个新面对接,稍用压力就能使两段铅柱结合起来,一端挂几千克的重物,也不会把铅柱拉开。
分子间的作用力与分子间的距离有关,铅块切口很平时,稍用压力就能使两断面分子间距离达到吸引力作用的距离,使两段铅块重新接合起来。
(2)分子间有空隙,但是用力压缩物理会产生反抗压缩的弹力,这是物体内大量分子间斥力的宏观表现。
(3)分子间作用力的变化规律分子之间同时存在着相互的引力和斥力,这两个力的合力即为表现出的分子之间的作用力。
经过大量实验证明,分子间的作用力与分子间的距离有关,分子间的作用力跟距离的关系示意图如下:图中横轴表示分子间距,纵轴表示分子间作用力,斥力用正值表示,引力用负值表示,F为斥力与引力的合力,即分子力,F为正值时,表示合力为斥力,F为负值时,表示合力为引力。
【说明】①从图中可看出:引力线比斥力线平缓些。
由此可知,分子间引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,且斥力比引力减小得快。
②如果过r轴上任一点作一条跟F轴平行的直线与两虚线分别相交,这两个交点的纵坐标分别代表当分子间距离为这一特定值r时的斥力和引力的大小,它们的代数和即为平行线与实线交点的纵坐标的数值,也就代表两个分子间斥力和引力的合力大小,即分子力的大小。
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从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化的快慢
黄宝松 (武汉市江夏区一中 湖北 430200)
高中物理教材以及许多物理资料中都认为分子间斥力与引力都随分子间距离增大而减
小,都随距离减小而增大,但斥力随距离变化总是比引力快。
贵刊2004年第10期于正荣和
季亚清两位老师在《分子间的斥力一定比引力变化快吗?》一文(以下简称原文)中提出了
不同的看法。
如图1所示,粗线表示分子间总的作用力
的变化,细线分别表示分子间斥力和分子间引力的变
化,其中r 0表示分子间的平衡距离,r 1表示当分子间总
的作用力为引力最大值时分子间的距离。
原文认为当
r<r 0时,引力和斥力都随距离的减小而增大,并且斥力
增大得更快;当分子间距离r 0<r< r 1时,引力和斥力都
随距离的增大而减小,并且斥力减小得更快;当分子间
距离r> r 1时,引力与斥力都随距离的增大而减小,但却
是引力减小得更快;所以不能笼统地说斥力一定比引力
变化快。
笔者非常赞同两位老师的这一观点,并采用和两位老师不同的方法加以说明。
在大学普通物理热学教材中,关于分子间作用力可以近似地用半经验公式来表示:
F =r s λ-r t μ
(s>t )
其中,r 是两个分子中心间的距离,λ、μ、S 、t 都是正数,需根据实验数据确定,第
一项是正的,代表斥力,第2项是负的代表引力。
对于分子斥力和引力变化谁更快的问题,
热学教材中没有给出进一步的结论。
以下我用导数的方法作如下推证。
用函数f 1=r s λ
表示分子斥力的大小,用函数f 2=r t μ
表
示分子引力的大小。
1. r 0与r 1的表达式
当分子间斥力与引力大小相等时,分子间总的作用力F 为零,此时分子间的距离即为平
衡距离。
由f 1= f 2可求得此时
r=r 0=t s -μ
λ 由F =r s λ-r t μ
求导得F /=-S λr -S-1-(- t μr -t-1)
当F /=0时F 有极值,此时分子间距离即为r 1
r=r 1=t s t s -μ
λ 2. 表示分子斥力和引力随距离变化快慢的的函数
可以用f 1导数的绝对值表示斥力变化的快慢,φ1表示f 1导数取绝对值构成的函数:
φ1=| f 1/|=S λr -S-1
用f 2导数的绝对值表示引力变化的快慢,φ2表示f 2导数取绝对值构成的函数, 同样可
以得到:
φ2=|f 2/|=t μr -t-1
上面φ1和φ2两个函数都是幂函数,这样分子斥力和分子引力随距离变化的快慢就可
以分别通过这两个幂函数函数值的大小来判断。
3. 幂函数的变化规律
幂函数r -S-1和r -t-1在第一象限(r>0才有意义)的图象具有如下规
律:它们相交(1,1)这一点,r<1时r -S-1的值大于r -t-1的值,
r>1时 r -S-1的值小于 r -t-1的值。
φ1=S λr -S-1 和φ2=t μr -t-1在 第一象限的图象具有类似的规律,即它们有一交点,如图2所示, 在交点以前(r<交点横坐标)区域,φ1的值大于φ2的值(斥力
变化快);在交点以后(r>交点横坐标)区域,φ1的值小于φ2的
的值(斥力变化慢)。
由φ1=S λr -S-1 和φ2=t μr
-t-1的值相等可求出交点横坐标为 r=t s t s -μ
λ 此值正好等于r 1,说明r 1为引力和斥力变化快慢的分界点。
4. 得到的结论
由以上的分析明显可看出:在r<r 1时斥力变化快于引力的变化;而在r>r 1时却是斥力变
化慢于引力的变化。
这一结论与原文的观点完全一致。
说明高中物理教材在这一问题上的表述存在疏漏之处,这一疏漏在中学物理教学过程中
延续了多年,为了维护教材的严谨与正确性,建议引起重视并尽快予以修正。
以上分析和观点是否正确,望各位同仁及专家参入这一问题的探讨,如有不妥之处,敬
请不吝指正。
备注:发表于《物理教学》2005年第4期。