(山东省专用)201X-201x学年高中物理 第七章 分子动理论 第3节 分子间的作用力讲义(含解析

第3节分子间的作用力

1.分子间存在着相互作用的引力和斥力，其合力表现

为分子力。

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；但斥力比引力变

化的更快。

3．分子动理论的内容：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。

一、分子间的作用力

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，说明液体分子之间存在着空隙。

(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．分子间的作用力

(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。

(2)当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零；当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为引力。

二、分子动理论

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．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。

1．自主思考——判一判

(1)水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。(√)

(2)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。(×)

(3)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。(√)

(4)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。(√)

(5)分子间的引力随距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。(×)

2．合作探究——议一议

(1)当压缩物体时，分子间的作用力表现为斥力，物体“反抗”被压缩，这时分子间还有引力吗？

提示：分子间同时存在分子引力和斥力，当物体被压缩时，分子斥力大于分子引力，分子间表现为斥力，此时分子间仍存在引力。

(2)物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子能聚在一起形成液体或固体而不散开？

提示：由于分子间存在引力，引力使分子聚集在一起而不分开。

(3)无缝钢筒中的高压油，当筒中压力达到足够大时，为什么会有油从筒壁中渗出？

提示：尽管钢材坚硬、致密，但它也是由分子组成的(金属原子或离子)，分子之间存在着空隙，在高压下，油分子就会穿越钢筒渗到外部。

对分子力的理解

1．类比弹簧小球模型理解分子间的作用力

分子间距

离

分子间引力与斥力的关系分子力弹簧小球模型r＝r0F引＝F斥零

r＜r0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＞r0随r的增大，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

r＞10r0分子间的作用力变得很微弱，可忽略

不计

零

2．分子力F随r变化的关系

(1)F­r图像：如图所示。

(2)变化规律：

①当r＝r0时，F＝0；

②当r

③当r>r0时，F随r的增大，先增大后减小；

④当r≥10r0时，F＝0。

[典例] 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐

标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大

小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是

( )

A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m

B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m

C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力

D．若两个分子间距离大于e点的横坐标，且间距增大时，则分子力的合力增大

[解析] 在F­r图像中，随着距离的增大斥力比引力变化得快，所以

ab为引力曲线，cd为斥力曲线，两曲线交点的横坐标为r0，当分子间的距

离等于r0时，引力等于斥力，r0的数量级为10－10 m，A错误，B正确。若

两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，且合力先增大再减小，如图所示，C、D均错误。

[答案] B

分子力问题的分析方法

(1)首先要清楚分子间同时存在分子引力和分子斥力。

(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。

(3)分子力是指分子间引力和斥力的合力。

(4)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是r＝r0时，分子力为零，但引力和斥力大小相等，均不为零；二是r≥10r0时，分子力很小，引力、斥力均可以看做为零。

1．[多选]下面关于分子力的说法中正确的是( )

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。空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确。

2.如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不

脱落，主要原因是( )

A．铅分子做无规则热运动

B．铅柱受到大气压力作用

C．铅柱间存在万有引力作用

D．铅柱间存在分子引力作用

解析：选D 挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围，故铅柱不脱落的主要原因是分子之间的引力，故D正确，A、B、C错误。

3．关于分子间作用力，下面说法中正确的是(其中r0为分子平衡位置之间的距离)( ) A．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力

B．两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力

C．压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小

D．拉伸物体时，分子间斥力和引力都减小

解析：选D 分子间的引力和斥力是同时存在的，当r>r0时，它们的合力表现为引力；当r

分子动理论的理解及应用

用分子动理论解释固体、液体和气体的分子运动情况

(1)固体分子运动情况：固体分子之间的距离接近r0，分子间距离增大或减小时，分子间有