1、3 分子间的作用力 必备知识自主学习 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_。(2)水和酒精混合后总体积_,说明液体分子之间有_。(3)压在一起的金片和铅片的分子能_到对方的内部,说明固体分子之间有 _。空隙 减小 空隙 扩散 空隙 2.分子间的相互作用:【情境思考】问题1:为什么要把两个铅块的接触面磨平?问题2:靠什么力能把压紧的两个铅块结合在一起。提示:问题1:在有分子力作用的范围内,可使得两个铅块接触面上有较多的分子。问题2:靠分子力把压紧的两个铅块结合在一起。(1)分子引力和斥力_存在,分子力是指分子引力和斥力的_。(2)分子引力和斥力都
2、随分子间距离的增大而_,随距离的减小而_。(3)当分子间距离变化时,分子斥力比引力_。同时 合力 减小 增大 变化得快 3.分子间距和分子间相互作用力的关系:【情境思考】问题1:从图中看出分子间的引力和斥力随分子间距离的增大,怎样变化?问题2:分子间的引力和斥力哪一个随分子间距离的增大变化得快?提示:问题1:分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小。问题2:分子间的斥力随分子间距离的增大减小得比引力更快。(1)当rr0时,F引r0时,F引F斥,分子力表现为_。(4)当r10r0时,F引0,F斥0,分子力为零。斥力 引力 二、分子动理论 1.分子动理论内容:物体是由大量的_组成的,分子在做永不
3、停息的_,分子之间存在着 _和_。2.意义:_是热现象微观理论的基础。3.统计规律:物体是由大量的分子组成的,每个分子的运动都是_的、带有偶然性的,大 量分子的集体行为受到统计规律的_。分子 无规则运动 引力 斥力 分子动理论 无规则 制约 【易错辨析】(1)分子间距离较小时只存在斥力,距离较大时只存在引力。()(2)分子间的引力随分子间距离的增大而增大,而斥力随距离的增大而减小。()(3)当分子间的距离达到无穷远时,分子力为零。()(4)打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在引力。()(5)玻璃打碎后,不能把它们再拼在一起,是因为玻璃分子间的斥力比引力大。()关键能力合作学习 知识点一 对分
4、子力的认识 1.对分子力的认识:(1)分子间存在引力:分子间虽然有空隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在着引力。把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起,这也说明分子间存在引力。(2)分子间存在斥力:固体和液体都不易被压缩,组成它们的分子间有空隙,但是用力压缩物体,物体内会产生反抗压缩的弹力,这说明分子间存在着斥力。(3)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,实际表现出的作用力是引力和斥力的合力。2.分子力与分子间距离的关系:(1)r0的意义。分子间距离r=r0时,引力与斥力大小相等,分子力为零,所以分子间距离等于r0(数量级为10-10 m)的位置叫平衡位置。(2)分子间的
5、引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,但斥力减小得更快。当r=r0时,F引=F斥,F=0。当rF引,分子力F表现为斥力。当rr0时,F斥10r0(10-9 m)时,F引和F斥都十分微弱,可认为分子间无相互作用力,所以分子力F=0。(3)当rr0时,合力随距离的增大先增大后减小。3.分子力模型:(1)如图所示,用两个小球中间连有一个弹簧的模型来类比分子及分子间的分子力:小球代表分子,弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力。(2)当弹簧处于原长时(r=r0),象征着分子力的合力为零;当弹簧处于压缩状态时(rr0),象征着分子力的合力为引力。借助此模型仅限于帮助记忆分子力的合力何时为引力、何时为斥力。
6、【问题探究】从物理角度看破镜为什么不能重圆?为什么人们可以把两个物体焊接(粘接)在一起?(科学思维)提示:镜子破了后,断裂处从分子大小的尺度上来说总是凸凹不平的,怎么挤压断裂处两部分绝大多数分子之间的距离都远大于相互作用的分子力距离的范围,所以从物理角度说,破镜不能重圆;两部分物体焊接在一起,是通过熔化的焊条把两部分物体结合处填满,达到了结合处绝大多数的分子之间的距离在相互作用的分子作用力距离的范围之内,所以可以把两个物体焊接(包括粘接)在一起。【典例示范】考查角度1 对分子力的认识【典例1】固态物体中分子间的引力和斥力是同时存在的,对其中的引力和斥力,下列说法中正确的是()A.当物体被压缩时
7、,斥力增大,引力减小 B.当物体被压缩时,斥力、引力都增大 C.当物体被拉伸时,斥力减小,引力增大 D.当物体被拉伸时,斥力、引力都增大【解析】选B。物体被压缩时,rr0,引力和斥力都减小,只不过斥力减小得更快些,故C、D均错。考查角度2 分子力与分子间距离的关系【典例2】设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离,r是两个分子间的实际距离,则以下说法中正确的是()A.r=r0时,分子间引力和斥力都等于零 B.4r0rr0时,分子间只有引力而无斥力 C.r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中,分子间的引力先增大后减小 D.r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中,分子间的引力和斥力都增大,其合力先增大后减
8、小再增大【解析】选D。当r=r0时,分子间引力和斥力相等,但都不为零,合力为零,A错;在4r0rr0时,引力大于斥力,两者同时存在,B错;在r减小的过程中,分子引力和斥力都增大,C错;r由4r0逐渐减小到r0的过程中,由分子力随r的变化关系图线可知,分子力有一个极大值,到rr0时分子力又增大,所以在r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力先增大后减小再增大。所以,正确选项为D。【素养训练】1.(母题追问)【典例2】中当rr0时,随着分子间距离的减小,求:(1)分子引力如何变化?(2)分子斥力如何变化?【解析】(1)当rr0时,随着分子间距离的减小,分子引力将增大。(2)当rr0时,它们的合力
9、表现为引力;当rFb。故分子在d点处加速度最大。正确选项为D。cdFacF课堂检测素养达标 1.(多选)在通常情况下,固体分子间的平均距离为r0,分子间的引力和斥力相平衡,由此可以判定,在通常情况下()A.固体膨胀时,分子间距增大,分子力表现为引力 B.固体膨胀时,分子间距增大,分子力表现为斥力 C.固体收缩时,分子间距减小,分子力表现为引力 D.固体收缩时,分子间距减小,分子力表现为斥力【解析】选A、D。在通常情况下,固体分子间的平均距离为r0,固体膨胀时,分子间距大于r0,分子力表现为引力;固体收缩时,分子间距小于r0,分子力表现为斥力,所以A、D正确,B、C错误。故选A、D。2.(多选)
10、关于分子间作用力,下列说法中正确的是()A.分子之间的距离越小,f引越小,f斥越大 B.当分子间距的数量级大于10-9 m时,分子力已微弱到可以忽略 C.两个分子之间的距离从rr0开始增大,直至相距10r0的过程中,分子力先做正功,后做负功 D.碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间距离太大,不存在作用力【解析】选B、C、D。分子之间的距离越小,引力和斥力都增大,但是斥力增加得更快,A错误;当分子间距的数量级大于10-9 m时,分子力已微弱到可以忽略;碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间距离太大,不存在作用力,B、D正确;两个分子之间的距离从rr0开始增大,先是表现为斥力,斥力做正功,后是表现为引力,引
11、力做负功,C正确。3.(多选)下列说法正确的是()A.打湿了的两张纸很难分开,是分子引力的宏观表现 B.用电焊把两块铁焊在一起,是分子引力的宏观表现 C.同名磁极相互排斥,说明分子间存在着斥力 D.用气筒打气时要用力压活塞,说明气体分子间的作用力表现为斥力【解析】选A、B。只有分子间的距离小到一定程度时,才发生分子引力的作用,纸被打湿后,水分子填充了两纸之间的凹凸部分,使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用,故A正确;电焊的原理是两块铁熔化后,使铁分子达到引力作用范围而发生作用,B正确;同名磁极即使不接触也会相互排斥,不是分子斥力,故C错误;气体分子间的距离大于平衡距离,分子力表现
12、为引力,气体的压强是由气体分子热运动时,对活塞的碰撞引起的,故D错误。4.两个分子从靠得不能再靠近的位置开始,使两者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上。这一过程中,下列关于分子间相互作用力的说法中正确的是()A.分子间的引力和斥力都在增大 B.分子间的斥力在减小,引力在增大 C.分子间的相互作用力的合力在逐渐减小 D.分子间的相互作用力的合力,先减小后增大,再减小到零【解析】选D。两个分子从靠得不能再靠近的位置开始,使两者之间的距离逐渐增大,分子间的引力和斥力都减小,A、B错误;只是斥力减小得快,引力减小得慢,分子间的相互作用力的合力,先减小后增大,再减小到零,选项D正确,C错误。