2024-2025學(xué)年高中物理第七章分子動理論3分子間的作用力學(xué)案新人教版選修3-31

PAGE7-第三節(jié)分子間的作用力【素養(yǎng)目標定位】※了解分子間的作用力，駕馭分子力隨分子間距離改變的關(guān)系※了解分子力曲線※了解分子動理論的全部內(nèi)容【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋學(xué)問點1分子間的相互作用1．分子間有空隙(1)氣體很簡單被壓縮，表明氣體分子間有很大的__空隙__。(2)水和酒精混合后總體積__減小__，說明液體分子之間存在著__空隙__。(3)壓在一起的金片和鉛片的分子，能__擴散__到對方的內(nèi)部，說明固體分子之間有空隙。2．分子間的相互作用(1)分子間同時存在著相互作用的__引力__和__斥力__。分子間實際表現(xiàn)出的作用力是引力和斥力的__合力__。(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而__減小__，隨分子間距離的減小而__增大__。但斥力比引力改變得__快__。(3)分子間作用力與分子間距的關(guān)系：①當r＝r0時，__F引＝F斥__，此時分子所受合力為__零__。②當r<r0時，__F引<F斥__，作用力的合力表現(xiàn)為__斥力__。③當r＞r0時，__F引>F斥__，作用力的合力表現(xiàn)為__引力__。④當r＞10r0(即大于10－9m)時，分子間的作用力變得很微弱，可忽視不計。學(xué)問點2分子動理論1．內(nèi)容物體是由__大量__分子組成的，分子在做__永不停息__的無規(guī)則運動，分子之間存在著__引力__和__斥力__。2．統(tǒng)計規(guī)律(1)微觀方面：各個分子的運動都是__不規(guī)則__的，帶有偶然性。(2)宏觀方面：__大量分子__的運動有肯定的規(guī)律，叫作統(tǒng)計規(guī)律。大量分子的集體行為受__統(tǒng)計規(guī)律__的支配。辨析思索『判一判』(1)分子間不行能同時具有引力和斥力。(×)(2)分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，而斥力隨距離的增大而減小。(×)(3)當分子間的距離達到無窮遠時，分子力為零。(√)(4)當r＝r0時，分子力為零。(√)(5)大量分子的無規(guī)則運動遵循統(tǒng)計規(guī)律。(√)(6)玻璃打碎后，不能把它們再拼在一起，是因為玻璃分子間的斥力比引力大。(×)『選一選』早晨，草葉上的露珠(如圖)是由空氣中的水汽凝聚成的水珠，這一物理過程中，水分子間的(D)A．引力消逝，斥力增大 B．斥力消逝，引力增大C．引力、斥力都減小 D．引力、斥力都增大解析：本題解題的關(guān)鍵是明確水分子間距離的改變，再做出推斷。水汽變成露珠分子間距離變小，依據(jù)分子動理論知，引力斥力都增大，所以D選項正確，A、B、C錯?！合胍幌搿晃覀兌加羞@樣的體會，假如要把一張干燥的紙貼到黑板上，是一件很難的事，但假如用水把紙浸濕之后，就能很簡單地貼在黑板上，請你依據(jù)學(xué)過的物理學(xué)問，分析其中的緣由。答案：見解析解析：一張紙能不能貼穩(wěn)在黑板上，就是看能不能使分子間的距離達到10－10m數(shù)量級，干燥的紙，由于黑板與紙都凹凸不平，絕大多數(shù)分子間的距離大于10－9m(即r>10r0)，分子力的作用特別微弱，可以忽視不計，因此，干燥的紙不能貼在黑板上；而當紙浸濕后，由于水的流淌性，有水分子填補凹凸不平的空隙，使紙有較多的部分與黑板間距離接近到10－10m數(shù)量級，分子力表現(xiàn)為引力，所以，將紙浸濕后很簡單貼在黑板上。課內(nèi)互動探究探究分子間的作用力┃┃思索探討1__■蹦極是近幾年來新興的一項特別刺激的戶外休閑活動，它能讓人體驗最驚險、最刺激的感覺，就好比是向死亡之神的挑戰(zhàn)。蹦極所用的繩索具有很大的彈性，那么你知道這種繩索的彈性來源于什么嗎？提示：來源于分子之間的相互作用力。┃┃歸納總結(jié)__■1．分子間同時存在相互作用的引力和斥力(1)從宏觀上分析以固體物質(zhì)為例，物體在被拉伸時須要肯定的外力，這表明組成物質(zhì)的分子之間存在著相互的引力作用，所以要使物體被拉伸，肯定須要有外力來克服分子之間的引力；同時物體在被壓縮時也須要肯定的外力，這表明組成物質(zhì)的分子之間還存在著相互作用的斥力，因此要使物體被壓縮，肯定須要有外力來克服分子之間的斥力。(2)從微觀上分析分子間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，這說明分子間存在著引力。2．分子力與分子間距離改變的關(guān)系(1)平衡位置：分子間距離r＝r0時，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10m)的位置。(2)分子力與分子間距離改變的關(guān)系及分子力模型。分子力F隨分子間距離r的改變關(guān)系圖象分子間距離分子力分子力模型r＝r0零r<r0表現(xiàn)為斥力，且分子力隨分子間距的增大而減小r>r0表現(xiàn)為引力，且分子力隨分子間距的增大，先增大后減小特殊提示(1)分子間的引力F引和斥力F斥都隨距離r的增大(或減小)而減小(或增大)，但斥力削減(或增大)得更快，它們都是單調(diào)減函數(shù)，而分子力(合力)并不是單調(diào)改變的。(2)分子力是短程力。當分子間距離r＞10r0時，分子力變得很微弱，可認為F＝0。(3)分子力是由原子內(nèi)部的帶電微粒的相互作用引起的。┃┃典例剖析__■典例1(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖象如圖?，F(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則(AC)A．乙分子從r3到r1始終加速B．乙分子從r3到r2過程中呈現(xiàn)引力，從r2到r1過程中呈現(xiàn)斥力C．乙分子從r3到r1過程中，兩分子間的分子力先增大后減小D．乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先減小后增大解題指導(dǎo)：解答本題應(yīng)把握以下三點：①平衡位置時，引力等于斥力。②引力、斥力隨距離增大單調(diào)減小。③斥力比引力改變快。解析：乙分子從r3到r1始終受甲分子的引力作用，且分子間作用力先增大后減小，故乙分子做加速運動，A、C正確；乙分子從r3到r1過程中始終呈現(xiàn)引力，B錯誤；乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先增大后減小再增大，D錯誤。┃┃對點訓(xùn)練__■1．(多選)(2024·山東省青州市高三模擬)關(guān)于分子間距與分子力的下列說法中，正確的是(BC)A．水和酒精混合后的體積小于原來的體積之和，說明分子間存在引力B．事實上水很難被壓縮，這是由于水分子間距略微變小時，分子間的作用就表現(xiàn)為斥力C．一般狀況下，當分子間距r<r0(平衡距離)時，分子力表現(xiàn)為斥力；當r＝r0時，分子力為零；當r>r0時，分子力為引力D．彈簧被拉伸或被壓縮時表現(xiàn)的彈力，正是分子引力和斥力的對應(yīng)表現(xiàn)解析：水和酒精混合后體積減小，說明分子間有空隙，A錯誤；水很難被壓縮，說明分子力表現(xiàn)為斥力，B正確；由分子力與分子間距離的關(guān)系可知C正確；彈簧的彈力是由于彈簧發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的，與分子力是兩種不同性質(zhì)的力，D錯誤。探究分子動理論及統(tǒng)計規(guī)律┃┃思索探討2__■分子動理論指出，分子做永不停息的無規(guī)則運動；大量分子的整體行為受到統(tǒng)計規(guī)律的支配。兩種對分子運動的描述是否沖突？提示：這兩種說法不沖突。從單個分子來看，各個分子的運動是無規(guī)則的，但是大量分子的運動卻遵守統(tǒng)計規(guī)律。例如，任選一個成年男性和一個成年女性，可能男的高，也可能女的高，沒有規(guī)律，但從總體來看成年男性比成年女性高。┃┃歸納總結(jié)__■1．分子動理論的內(nèi)容①物體是由大量分子組成的。②分子在永不停息地做無規(guī)則運動。③分子之間存在著引力和斥力。2．統(tǒng)計規(guī)律：大量的偶然事務(wù)的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律。統(tǒng)計規(guī)律表現(xiàn)這些偶然事務(wù)整體的和必定的聯(lián)系，而個別事務(wù)的特征和偶然聯(lián)系已經(jīng)不是重點了。例如氣體在無序運動中不斷發(fā)生碰撞，每個分子的運動速度不斷地發(fā)生改變，在某一特定時刻，某個特定分子原委具有多大的速度完全是偶然的，不能預(yù)知。但對大量分子的整體，在肯定條件下，試驗和理論都證明它們的速度分布遵從肯定的統(tǒng)計規(guī)律。┃┃典例剖析__■典例2將下列試驗事實與產(chǎn)生的緣由對應(yīng)起來A．水與酒精混合體積變小 B．固體很難被壓縮C．細繩不易拉斷 D．糖在熱水中溶解得快E．冰凍食品也會變干a．固體分子也在不停地運動b．分子運動的猛烈程度與溫度有關(guān)c．分子間存在著空隙d．分子間存在著引力e．分子間存在著斥力它們的對應(yīng)關(guān)系分別是①__A－c__，②__B－e__，③__C－d__，④__D－b__，⑤__E－a__。(在橫線上填上試驗事實與產(chǎn)生緣由前的符號)解題指導(dǎo)：分子動理論是在大量試驗視察的基礎(chǔ)上，通過分析推理總結(jié)形成的一種科學(xué)理論，反過來，利用它又能說明生活實踐中與之相關(guān)的很多實際問題。解析：水與酒精混合后體積變小，說明分子之間有間隙；固體很難被壓縮說明分子間有斥力；細繩不易拉斷，說明分子間有引力；糖在熱水中溶解得快，說明溫度越高，分子熱運動越激烈；冷凍食品也會變干，說明固體分子也在做無規(guī)則運動。┃┃對點訓(xùn)練__■2．(多選)(2024·上海市建平中學(xué)高二下學(xué)期期中)關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是(ACD)A．物體是由大量分子組成的B．分子是組成物質(zhì)的最小微粒C．分子永不停息地作無規(guī)則熱運動D．分子間有相互作用的引力和斥力解析：物體是由大量分子組成的，A說法正確；物質(zhì)是由分子組成的，分子不是組成物質(zhì)的最小微粒，B說法錯誤；分子在永不停息地做無規(guī)則的熱運動，并且溫度越高，分子的無規(guī)則運動越猛烈，C說法正確；分子之間存在相互作用的引力和斥力，并且引力和斥力同時存在，D說法正確。核心素養(yǎng)提升分子力與物體三態(tài)不同的宏觀特征分子間距離不同，分子間的作用力表現(xiàn)也就不一樣，物體的狀態(tài)特征也不相同。物態(tài)分子特點宏觀表現(xiàn)固態(tài)①分子間的距離?、谧饔昧γ黠@③分子只能在平衡位置旁邊做無規(guī)則的振動①體積肯定②形態(tài)肯定液態(tài)①分子間距離?、谄胶馕恢貌还潭á劭梢暂^大范圍做無規(guī)則運動①有肯定體積②無固定形態(tài)氣態(tài)①分子間距離較大②分子力極為微小，可忽視③分子可以自由運動①無體積②無形態(tài)③充溢整個容器案例應(yīng)用分子動理論說明水的三態(tài)改變。解析：分子力束縛著分子的運動，分子的運動又會突破這種束縛，沖突的雙方誰占主導(dǎo)地位，就確定著物質(zhì)的三態(tài)。水在不同溫度下表現(xiàn)出的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，就是由這種相互對立的作用確定的。在較低溫度下，水分子的無規(guī)則運動不夠猛烈，分子在相互作用力作用下被束縛在各自的平衡位置旁邊做較小的振動，這時水表現(xiàn)為固態(tài)——冰。當溫度上升，無規(guī)則運動達到某一程度時，分子力的作用已不能使分子在平衡位置旁邊振動了，但分子還是不能遠離，這時水表現(xiàn)為液態(tài)。當溫度接著上升，分子的無規(guī)則運動猛烈到肯定程度時，分子之間的作用力很弱，已不能束縛分子了，這時水分子相互分散遠離，水的狀態(tài)就是氣態(tài)了。課堂鞏固達標1．(2024·湖北省武漢市高二下學(xué)期期中聯(lián)考)關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是(D)A．分子間的引力總是隨分子間距增大而增大B．分子間同時存在著引力和斥力，其中引力比斥力大C．懸浮微粒越大越簡單被分子碰撞，所以布朗運動越明顯D．擴散現(xiàn)象證明白物質(zhì)分子永不停息的無規(guī)則運動解析：分子間的引力隨著分子間距離增大而減小，A錯誤；分子間同時存在著引力和斥力，其中引力不肯定比斥力大，B錯誤；懸浮顆粒越小，液體分子對固體小顆粒撞擊形成的不平衡性越大，布朗運動越明顯，C錯誤；擴散現(xiàn)象證明白物質(zhì)分子永不停息的無規(guī)則運動，D正確。2．(多選)(2024·山東省師大附中高二下學(xué)期檢測)如圖所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在測力計的下端，使玻璃板水平地接觸水面，用手緩慢豎直向上拉測力計，則玻璃板在拉離水面的過程中(BD)A．測力計示數(shù)始終等于玻璃板的重力B．測力計示數(shù)出現(xiàn)大于玻璃板重力的狀況C．因為玻璃板上表面受到大氣壓力，所以拉力大于玻璃板的重力D．因為拉起時須要克服玻璃板與水分子間的引力，所以拉力大于玻璃板的重力解析：玻璃板被拉起時，要受到與水分子間的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，與大氣壓無關(guān)，所以選B、D。3．(2024·北京市101中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖所示，縱坐標表示兩個分子間力的大小，橫坐標表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別是兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的改變關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是(