高中物理 7.3 分子间的作用力 课件 新人教选修33.ppt
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1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三91.1.分子力与分子引力、斥力的关系分子力与分子引力、斥力的关系在任何情况下,分子间总是同时存在着引力和斥力,而实际表在任何情况下,分子间总是同时存在着引力和斥力,而实际表现出来的是分子力,分子力是分子引力和斥力的合力现出来的是分子力,分子力是分子引力和斥力的合力.2021/8/11 星期三102.2.分子力与分子间距离变化的关系分子力与分子间距
2、离变化的关系(1)r(1)r0 0的意义的意义分子间距离分子间距离r=rr=r0 0时,引力与斥力大小相等,分子力为零,所以时,引力与斥力大小相等,分子力为零,所以分子间距离等于分子间距离等于r r0 0(数量级为数量级为1010-10-10 m)m)的位置叫平衡位置的位置叫平衡位置.2021/8/11 星期三11(2)(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离分子间的引力和斥力都随分子间距离r r的增大而减小,但斥的增大而减小,但斥力减小得更快力减小得更快.当当r=rr=r0 0时,时,F F引引=F=F斥斥,F=0.F=0.当当r rr r0 0时时,F,F斥斥F F引引,分子力分子力F F表
3、现为斥力表现为斥力.当当r rr r0 0时,时,F F斥斥F F引引,分子力,分子力F F表现为引力表现为引力.当当r10rr10r0 0(10(10-9-9 m)m)时,时,F F引引和和F F斥斥都十分微都十分微弱,可认为分子间无相互作用力,所以分子力弱,可认为分子间无相互作用力,所以分子力F=0.F=0.(3)(3)当当r rr r0 0时,合力随距离的增大而减小,当时,合力随距离的增大而减小,当r rr r0 0时,合力随时,合力随距离的增大先增大后减小距离的增大先增大后减小.2021/8/11 星期三123.3.分子力模型分子力模型如图所示,用两个小球中间连有一个弹簧的模型来比喻分
4、子及如图所示,用两个小球中间连有一个弹簧的模型来比喻分子及其间的分子力:小球代表分子,弹簧的弹力代表分子斥力和引其间的分子力:小球代表分子,弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力力的合力.当弹簧处于原长时当弹簧处于原长时(r=r(r=r0 0),象征着分子力的合力为,象征着分子力的合力为零;当弹簧压缩时零;当弹簧压缩时(r(rr r0 0),象征着分子力的合力为斥力;当,象征着分子力的合力为斥力;当弹簧处于拉伸状态时弹簧处于拉伸状态时(r(rr r0 0),象征着分子力的合力为引力,象征着分子力的合力为引力.借借助此模型仅限于可以帮助记忆分子力何时为引力、何时为斥力助此模型仅限于可以帮助记忆分子力
5、何时为引力、何时为斥力.2021/8/11 星期三13 (1)(1)分子间距为分子间距为r r0 0时,引力与斥力大小相等,并时,引力与斥力大小相等,并不是无引力和斥力,且此时分子并不是静止不动而是在平衡位不是无引力和斥力,且此时分子并不是静止不动而是在平衡位置附近振动置附近振动.(2)“(2)“小球小球弹簧弹簧”模型用类比方法近似反映了分子在平衡位模型用类比方法近似反映了分子在平衡位置附近分子合力的情景,它不能说明分子间既有引力又有斥力,置附近分子合力的情景,它不能说明分子间既有引力又有斥力,更不能表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂变化情况更不能表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂
6、变化情况.2021/8/11 星期三14【典例【典例1 1】(2011(2011广东高考广东高考)如图所示如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落下面的铅柱不脱落,主要原因是主要原因是()()A.A.铅分子做无规则热运动铅分子做无规则热运动B.B.铅柱受到大气压力作用铅柱受到大气压力作用C.C.铅柱间存在万有引力作用铅柱间存在万有引力作用D.D.铅柱间存在分子引力作用铅柱间存在分子引力作用2021/8/11 星期三15 【解题指导】【解题指导】解答本题时应注意以下两点解答本题时应注意以下两点:(1)(1)铅是一种软质金属铅是一种软质金属;
7、(2)(2)分子力是一种短程力分子力是一种短程力.【标准解答】【标准解答】选选D.D.挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之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,故不脱落的主要原因是分子之间存在相互作用力的距离范围,故不脱落的主要原因是分子之间的引力,故间的引力,故D D正确,正确,A A、B B、C C错误错误.2021/8/11 星期三16【规律方法】【规律方法】分子力问题的分析方法分子力问题的分析方法(1)(1)首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力.(2)(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小分子间的引力
8、和斥力都随分子间距离的增大而减小.(3)(3)分子力比较复杂,要抓住两个关键点,一是分子力比较复杂,要抓住两个关键点,一是r=rr=r0 0时,分子时,分子力为零但引力和斥力大小相等,均不为零;二是力为零但引力和斥力大小相等,均不为零;二是r10rr10r0 0时,时,分子力以及引力、斥力都可忽略,可以看做是零,所以当分子力以及引力、斥力都可忽略,可以看做是零,所以当rrrrrr0 0时,分子间距由时,分子间距由r r0 0增大到增大到10r10r0 0,分子力先增大后减小,分子力先增大后减小.2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三201.1.统计规律:对大量的偶发事件整体起
9、作用的规律统计规律:对大量的偶发事件整体起作用的规律.统计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撞,每个分子的运动速率不断地发生变化.在某一特定时刻,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但对大量分子的整体,在一定条件下,实验和理论都证明
10、它们的速率分布遵从一定的统计规律的速率分布遵从一定的统计规律.2021/8/11 星期三212.2.分子间有相互作用的宏观表现分子间有相互作用的宏观表现(1)(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引力,以抗拒外界对它的拉伸.(2)(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斥力,以抗拒外界对它的压缩.(3)(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
11、力在引力.固体有一定形状,液体有一定的体积,而固、液体分固体有一定形状,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着斥力.2021/8/11 星期三223.3.分子力与物体三态不同的宏观特征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能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动
12、.因此,固体不但因此,固体不但具有一定的体积,还具有一定的形状具有一定的体积,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,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,却没有固定的形状因而液体虽然具有一定的体积,却没有固定的形状.2021/8/11 星期三23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,分子力可忽略除了与其
13、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,总是充满整个容器容器.2021/8/11 星期三24 (1)(1)宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现,宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现,分子与分子间的相互作用力较小,但大量分子力的宏观表现合分子与分子间的相互作用力较小,但大量分子力的宏观表现合力却很大力却很大.(2)(2)物体状态不同,分子力的宏观特征也不同,如固体难压缩物体状态不同,分子力的宏观特征也不同,如固体难压缩是分子间斥力的表现,气体难压缩是气体压强的表现是分子间斥力的表现,气体
14、难压缩是气体压强的表现.2021/8/11 星期三25【典例【典例2 2】(2010(2010四川高考四川高考)下列现象中不能说明分子间存在下列现象中不能说明分子间存在分子力的是分子力的是()()A.A.两铅块能被压合在一起两铅块能被压合在一起B.B.钢绳不易被拉断钢绳不易被拉断C.C.水不容易被压缩水不容易被压缩D.D.空气容易被压缩空气容易被压缩2021/8/11 星期三26 【解题指导】【解题指导】解答本题时可按以下思路分析:解答本题时可按以下思路分析:2021/8/11 星期三27【标准解答】【标准解答】选选D.D.两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说两铅块能被压合在一起、钢绳不易被
15、拉断说明分子之间存在引力;而水不容易被压缩是因为分子间距小,明分子之间存在引力;而水不容易被压缩是因为分子间距小,轻微压缩都会使分子力表现为斥力,因此轻微压缩都会使分子力表现为斥力,因此A A、B B、C C都能说明分都能说明分子间存在分子力子间存在分子力.空气容易被压缩是因为分子间距大,而不能空气容易被压缩是因为分子间距大,而不能说明分子间存在分子力,因此选说明分子间存在分子力,因此选D.D.2021/8/11 星期三28【规律方法】【规律方法】判断分子力的技巧判断分子力的技巧(1)(1)当物体被拉伸时,物体要反抗被拉伸,表现出分子引力,当物体被拉伸时,物体要反抗被拉伸,表现出分子引力,而当
16、物体被压缩时,物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力而当物体被压缩时,物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力.(2)(2)气体分子间距比较大,除碰撞外,认为分子间引力和斥力气体分子间距比较大,除碰撞外,认为分子间引力和斥力均为零,气体难压缩是压强的宏观表现均为零,气体难压缩是压强的宏观表现.2021/8/11 星期三29【典例】【典例】(2011(2011苏州高二检测苏州高二检测)如图所示,设有一分子位于图如图所示,设有一分子位于图中的坐标原点中的坐标原点O O处不动,另一分子可位于处不动,另一分子可位于x x轴上不同位置处,图轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,两条曲线分别表示中
17、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,斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系,e e为两曲线的为两曲线的交点,则交点,则()()2021/8/11 星期三34A.abA.ab线表示引力,线表示引力,cdcd线表示斥力,线表示斥力,e e点的横坐标数量级点的横坐标数量级为为1010-15-15 m mB.abB.ab线表示斥力,线表示斥力,cdcd线表示引力,线表示引力,e e点的横坐标数量级点的横坐标数量级为为1010-10-10 m mC.abC.ab线表示引力,线表示引力,cdcd线表示斥力,线表示斥力,e e点的横坐标数量级点的横
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