3、分子间作用力详解

如图，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
分别表示斥力和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( )
A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐 标数量级为10－15 m
B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐 标数量级为10－10 m
答案： C
2)．当 r＜ r0 时， F引＜ F斥，对外表现的分子力
F为斥力．
3)．当r＞r0时， F引 ＞F斥，对外表现的分子力F为引力．
4)．当r＞10r0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）．
一、分子力与分子间距离的关系
随堂练习：1、分子间相互作用力由两部
总结：
●分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离
r的增大而减小，随r的减小而增大，但斥力比引力
变化的快。
＜r0 ●当分子间距r ＝r0 时分子力表现为
＞r0
斥力 零 引力
F
F斥
●当分子间距r的数量级大于10-10m时，
r0 F分
r
分子力可忽略不计。
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F引
拓展：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（ ）．
C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐 标数量级为10－10 m
D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐 标数量级为10－15 m
解析： 表示引力的线与表示斥力的线的交点， 横坐标表示分子间距r0，r0大约10－10 m，由分 子力特点可知r＞r0时，引力大于斥力，分子力 表现为引力；r＜r0时，引力小于斥力，分子力 表现为斥力，由此可知ab线表示引力，cd线表 示斥力，C对，A、B、D错．
在斥力？
思考：原子是由什么组成的？猜想分
子间既有引力又有斥力的原因。
引力
引力
斥力
斥力
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．
一、分子力与分子间距离的关系
F
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥 横轴表示分子间的距离
r
0
负值表示F引
做
请你根据已知的分子间的引力和斥力与分 子间距离r的关系图线，画出分子间合力与r的
时，F引＝F斥，方向相反，合力F＝0. 答案： BCD
2．关于分子动理论，下述说法不正确的是 ()
A．物质是由大量分子组成的
B．分子永不停息地做无规则运动
C．分子间有相互作用的引力或斥力
D．分子动理论是在一定实验基础上提出的
解析： 由分子动理论可知A、B对，分子间有 相互作用的引力和斥力，C错．分子动理论的 提出是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提 出的，D对．
现象：
分析原因：
思考1： 哪些现象还说明
分子间存在空隙？
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构图
思考2：分子间存在空隙，大量分 子却能聚集在一起形成固体或液体， 这是为什么呢？
演示： 两铅块被挤紧……
结论：
思考4：分子间存在吸引力与分子间有
空隙，矛盾吗？ 分子间一定还存在排斥力！
思考5：什么现象可以证明分子间存
答案： ABD
二、分子动理论
1.内容：物体是由大量分子组成的， 分子永不停息的做无规则运动，分子 间存在相互作用力。
2.分子动理论是物质结构的基本图 像。个别分子的运动具有偶然性， 但从总体来看，大量分子的运动却 有一定的规律，这种规律叫做统计 规律。如：微观的大量分子的无规 则运动对应宏观的温度。
一 关系图线。
做：
随r逐渐减小，F引、F斥都 增大, F分(表现为引力)先增大 到某一值然后减小到零, F分 再反向增大(表现为斥力).
r0
F斥
F引 F引
F斥
（1）当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，
处于平衡状态
r＜r0
F斥
F引 F引
F斥
(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
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.
把一块洗净的玻璃 板吊在细线的下端,使玻 璃板水平地接触水面(如 图所示).如果你想使玻 璃离开水面,必须用比玻 璃板重量大的力向上拉 细线.动手试一试,并解释 为什么?
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 而减小得快．
三、分子力与分子间距离的关系
1)．当 r＝r0 时，分子间引力和斥力相平衡，有 F引=F斥
分子处于平衡位置，其中 r0 为分子直径的数量级， 约为10-10m．
2．液态：液体分子间的距离也很小，分子之 间的作用力也能体现得比较明显，但与固体分 子相比，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，是不断移动的，因此液体虽然具 有一定的体积，却没有固定的形状．
3．气体：气体分子间的距离较大，分子之间 的作用力极小，可认为气体分子除了与其他气 体分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可 忽略．因而气体分子总是做匀速直线运动，直 到碰撞时才改变方向．所以气体没有一定的体 积，也没有一定的形状，总是充满整个空间．
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表 面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生 断裂．水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水 分子、水分子之间存在引力，外力要克服这些 分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力．
4、解释下列现象.
（1）为什么用粉笔在黑板上写字,黑板上会 留下字迹?
（2）晒干的衣服穿在身上很舒服,当衣服湿 了的时候,会粘在身上,这是为什么?
1．如图所示是描述分子引力与斥力随分子间 距离r变化的关系曲线，根据曲线可知下列说 法中正确的是( )
A．F引随r的增大而增大 B．F斥随r的增大而减小 C．r＝r0时，F斥与F引大小相等 D．F引和F斥随r的增大而减小 解析： F引和F斥均随r的增大而减小，当r＝r0
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(
)
r＞r0
F斥
F引 F引
F斥
(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，分子力等于0，分子力是短程力。 F
F斥
r0
r
0
F分
F引
分子间的作用力 有时表现为引力
分子间的作用力 有时表现为斥力
分子间同时存在相互作用的引力和斥力的解释
答案： C
【跟踪发散】 3－1：一般情况下，分子间同时存在分子引 力和分子斥力．若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为 止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当 乙分子运动到相距很远时，速度为 v，则在乙分子的运动过程中 (乙分子的质量为 m)( )
A．乙分子的动能变化量为12mv2 B．分子力对乙分子做的功为12mv2 C．分子引力比分子斥力多做了12mv2的功 D．分子斥力比分子引力多做了12mv2的功
答案： C
3．(2011·广州高二检测)表面平滑的太空飞行 器在太空中飞行与灰尘互相摩擦时，很容易发 生“黏合”现象，这是由于( )
A．摩擦生热的作用 作用
B．化学反应的
C．分子力的作用
D．万有引力的作用
解析： 当表面平滑的飞行器在太空中与灰尘 相互摩擦时，可以使飞行器表面与灰尘的距离 达到分子力的作用范围，而发生“黏合”，因 此是分子力的作用．C项正确．
由于摩擦,在摩擦的过程中,它们与黑 板间的距离小到可以发生分子引力,因此 被黑板吸引,从而在黑板上留下字迹. .
干衣服穿在身上很舒服,是因为衣服 与皮肤之间凹凸不平,不能使较多的分子 接近10-10m的数量级,分子力无法起作用, 因此衣服不会粘在身上,所以感觉很舒服.
当衣服湿了以后,由于水的流动性,会 填补凹凸不平的空隙,使之有较多的部分 与皮肤间的距离接近10-10m的数量级,分 子表现为引力,使衣服粘在身上,感觉很 不舒服.
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
解析： 答案： AD
二、分子间作用力的特点：
1、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）．
物理选修3-3 第七章 分子动理论
教学目标：
1、知道分子间存在空隙；
2、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。能用分子力解释日 常生活中一些常见的现象。
3、了解分子动理论及热学研究的两 个方面。
演示：
将50ml水和50ml无水酒精倒入细 长玻璃管中，记住液面到达的高度， 振荡混合均匀后，再看液面到达的高 度。
2．从微观上解释
(1)分子间虽然有空隙，但大量分子却能聚集在 一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引 力．
(2)分子间有引力，而分子间又有空隙，没有紧 紧吸在一起，这说明分子间还存在着斥力．

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
1．从宏观上解释
(1)以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定 的外力，这表明组成物体的分子之间存在着相 互作用的引力，所以要使物体被拉伸，一定需 要有外力来克服分子之间的引力．
(2)同样，物体在被压缩时也需要一定的外力， 这表明组成物体的分子之间还存在着相互作用 的斥力，因此要使物体被压缩，一定需要有外 力来克服分子之间的斥力．
解析： 当甲、乙两分子间距离最小时，两者都处于静止， 当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此 时速度为 v，故在此过程中乙分子的动能变化量为12mv2；且在此 过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即 W 合＝ W 斥＋W 引，由动能定理得 W 引＋W 斥＝12mv2，故分子斥力比分子 引力多做了12mv2 的功．
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．
三、根据分子力解释物体三种状态的宏观特征
分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就 不一样．
1．固体：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．