高中物理第七章分子动理论第3节分子间的作用力教学案新人教选修3-3

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

化更快。

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。

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)水的体积很难被压缩，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)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。(×)

(4)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。(√)

(5)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。(√) (6)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．结合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 ＝r 0 F 引＝F 斥 零

r ＜r 0 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 ＞r 0 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 ＞10r 0

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

图7­3­1

当r r 0时，F 随r 的增大，先增大后减小，如图7­3­1所示。

[典例] 当两个分子间的距离为r 0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( )

A ．当分子间的距离r ＜r 0时，它们之间只有斥力作用

B ．当分子间的距离r ＝r 0时，分子处于平衡状态，分子不受力

C ．当分子间的距离从0.5r 0增大到10r 0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0.5r 0增大到10r 0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小

[解析] 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r ＝r 0时，F 引＝F 斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当r ＜r 0，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0.5r 0增大到10r 0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。

[答案] C

(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存在的，不会出现只有引力或只有斥力的情况。

(2)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概念。

1.如图7­3­2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( )

图7­3­2

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。

2．(多选)下列现象可以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．用电焊把两块铁焊在一起

解析：选ACD 分子间的引力必须使分子间的距离小到一定程度才能发生作用。纸被打湿后，水分子填充了两张纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到分子引力作用范围而发生作用。电焊也是使两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用。这都说明分子间存在引力。木柴是固体，其分子间距离很近，要使木柴分开就必须用很大的力来克服大量木柴分子的引力，这也说明分子间存在引力。磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都可发生，这是磁力的作用。故A、C、D正确。

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