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1、物理物理选修修3-3-7.3-分分子子间的相互作用力的相互作用力1 1、实验、实验: :水分子间是否有空隙水分子间是否有空隙? ? 酒精和水混合酒精和水混合. . 水中滴墨水水中滴墨水. . 既然分子在做无规则运动既然分子在做无规则运动, ,分子间分子间是否紧密排列、无空隙是否紧密排列、无空隙? ?液体分子间有间隙液体分子间有间隙! !2 2、碳原子结构图、碳原子结构图: :一、分子间有空隙一、分子间有空隙. .3 3、空气容易被压缩、空气容易被压缩: :固体分子间有间隙固体分子间有间隙! !气体分子间有间隙气体分子间有间隙! !演示：演示： 将将50ml水和水和50ml无水酒精倒入细无水酒精
2、倒入细长玻璃管中，记住液面到达的高度，长玻璃管中，记住液面到达的高度，振荡混合均匀后，再看液面到达的高振荡混合均匀后，再看液面到达的高度。度。现象：现象：分析原因：分析原因：思考思考1： 哪些现象还说明哪些现象还说明分子间存在空隙？分子间存在空隙？思考思考2：分子间存在空隙，大量分子分子间存在空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，却能聚集在一起形成固体或液体，这是为什么呢？这是为什么呢？扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构图扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构图演示：演示：两铅块被挤紧两铅块被挤紧思考思考3：“破镜难重圆破镜难重圆”？结论：结论：铅块铅块切口很平时，稍用压力就能切口很平时
3、，稍用压力就能使两断面分子间距达到吸引力作用的使两断面分子间距达到吸引力作用的距离，从而使两段铅块重新结合在起距离，从而使两段铅块重新结合在起来；来；玻璃玻璃断面凹凸不平，即使用再大断面凹凸不平，即使用再大的力也不能使两断面间距接近分子引的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离，则不能重新接合力作用的距离，则不能重新接合思考思考4：分子间存在吸引力分子间存在吸引力与分子间有分子间有空隙空隙，矛盾吗？矛盾吗？分子间一定还存在排斥力！分子间一定还存在排斥力！思考思考5：什么现象可以证明分子间存什么现象可以证明分子间存在斥力？在斥力？ 压压缩缩气气体体也也需需要要力力，不不说说明明分分子子间间存
4、存在在斥斥力力作作用用，压压缩缩气气体体时时需需要要的的力力是是用用来来反反抗抗大大量量气气体体分分子子频频繁繁撞撞击击容容器器壁壁（活活塞塞）时时对对容容器器壁壁（活活塞塞）产产生生的的压压力力 思考思考6 6：气体相对固体液体来说，在一定程气体相对固体液体来说，在一定程气体相对固体液体来说，在一定程气体相对固体液体来说，在一定程度上易于压缩，说明气体分子间距大，但达到度上易于压缩，说明气体分子间距大，但达到度上易于压缩，说明气体分子间距大，但达到度上易于压缩，说明气体分子间距大，但达到一定程度后也很难再继续压缩，这时是否是克一定程度后也很难再继续压缩，这时是否是克一定程度后也很难再继续压缩
5、，这时是否是克一定程度后也很难再继续压缩，这时是否是克服分子间的斥力？服分子间的斥力？服分子间的斥力？服分子间的斥力？ 思考思考7：原子是由什么组成的？猜想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。分子间既有引力又有斥力的原因。斥力斥力斥力斥力斥力斥力斥力斥力引力引力引力引力引力引力引力引力 分分子子间间相相互互作作用用力力是是由由原原子子内内带带正正电电的的原原子子核核和和带带负负电电的的电电子子间间相相互互作作用用而引起的而引起的 物体处于稳定状态，假若分子物体处于稳定状态，假若分子表现为吸引力，则其体积会表现为吸引力，则其体积会 ；假若分子表现为排斥力，则其体积假若分子表现为
6、排斥力，则其体积会会 。思考思考8：但物体的体积一般情况但物体的体积一般情况下保持不变，这是为什么呢？下保持不变，这是为什么呢？二、分子间有引力和斥力二、分子间有引力和斥力. . ( (分子力是引力和斥力的合力分子力是引力和斥力的合力) )拉伸物体需要用力拉伸物体需要用力. .引力作用引力作用实验实验: :把两块纯净的铅压紧把两块纯净的铅压紧. .两块铅就合在一起两块铅就合在一起. .压缩物体要用力压缩物体要用力. .斥力作用斥力作用分子在运动分子在运动, ,分子间是否有作用力分子间是否有作用力? ?固体和液体的体积很难被压缩固体和液体的体积很难被压缩F F0 0r三、分子间的作用力与距离的关
7、系三、分子间的作用力与距离的关系纵轴表示分子间的作用力纵轴表示分子间的作用力正值表示正值表示正值表示正值表示F F F F斥斥斥斥横轴表示分子间的距离横轴表示分子间的距离负值表示负值表示F F引引1.1.分子力随分子间距的变化图分子力随分子间距的变化图分子间存在相互作用的引力和斥力分子间存在相互作用的引力和斥力 分子间的作用力分子间的作用力有时有时表现为表现为表现为表现为斥力斥力 分子间的作用力分子间的作用力有时表现为有时表现为引力引力r r r r0 0 0 0F FF F F F分分分分0 0r rF FF F斥斥斥斥F F引引引引r r0 00 0r三、分子间的作用力与距离的关系三、分子
8、间的作用力与距离的关系F分分表示合力表示合力,即分子力即分子力.1.1.分子力随分子间距的变化图分子力随分子间距的变化图r r0 00 0F FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分r r2.2.分子力随分子间距的变化规律分子力随分子间距的变化规律F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r r0 0（1 1 1 1）当）当）当）当r=rr=rr=rr=r0 0 0 0=10=10=10=10-10-10-10-10m m m m时，时，时，时，F F F F引引引引F F F F斥斥斥斥，分子力，分子力，分子力，分子力F F F F分分分分0 0 0 0， 处于处于处于处于
9、平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态. . . .( () )当当r rr r0 0时，随时，随r r 的增加，的增加，F F引引、F F斥斥都减小，都减小，F F斥斥比比F F引引减小得快，减小得快，F F斥斥F F引引，分子力表现为引力，分子力表现为引力F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r rr r0 0（4）当）当r10r0时，分子力等于时，分子力等于0.F F斥斥斥斥F F引引引引r r0 0F F分分分分r rF F总结总结: :（随（随r r逐渐减小）逐渐减小）F引引、F斥斥都增大都增大, F分分(表现为引力表现为引力)先增大到某一值先增大到某一值然后减小到零然后
10、减小到零, F分分再反向增大再反向增大(表现为斥力表现为斥力).（3 3 3 3）当）当）当）当r r r rr r r r0 0 0 0时，随时，随时，随时，随r r r r的减小，的减小，的减小，的减小，F F F F引引引引、F F F F斥斥斥斥都增大，都增大，都增大，都增大，F F F F斥斥斥斥比比比比F F F F引引引引增大得快，增大得快，增大得快，增大得快，F F F F斥斥斥斥F F F F引引引引，分子力（表现为斥力）增大，分子力（表现为斥力）增大，分子力（表现为斥力）增大，分子力（表现为斥力）增大. . . .F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r
11、rr r0 0r r0 0四、分子动理论四、分子动理论1.1.内容：内容：物体是由大量分子组成的，物体是由大量分子组成的，分子永不停息的做无规则运动，分子永不停息的做无规则运动，分子间存在着引力和斥力。分子间存在着引力和斥力。2.2.从总体来看，从总体来看，大量分子大量分子的运动表的运动表现出一定的规律性，这种规律叫做现出一定的规律性，这种规律叫做统计规律。统计规律。（比如速率的大小）（比如速率的大小）分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离r r的的增大而减小，随增大而减小，随r r的减小而增大，但斥力比引力变化的快的减小而增大，但斥力比引力变化的
12、快当分子间距当分子间距rr0r0r0时分子力表现为时分子力表现为斥力斥力零零引力引力当分子间距当分子间距r r的数量级大于的数量级大于1010-9-9m m时，时， 分子力可忽略不计。分子力可忽略不计。F F分分分分F F斥斥斥斥F F引引引引r r0 0r rF F1 1、分子间相互作用力由两部分、分子间相互作用力由两部分、分子间相互作用力由两部分、分子间相互作用力由两部分F F引引引引和和和和F F斥斥斥斥组成，则组成，则组成，则组成，则( )( )F F引引引引和和和和F F斥斥斥斥同时存在同时存在同时存在同时存在; ;F F引引引引和和和和F F斥斥斥斥都随分子间距增大而减小都随分子间
13、距增大而减小都随分子间距增大而减小都随分子间距增大而减小; ; F F引引引引和和和和F F斥斥斥斥都随分子间距增大而增大都随分子间距增大而增大都随分子间距增大而增大都随分子间距增大而增大; ;随分子间距增大，随分子间距增大，随分子间距增大，随分子间距增大，F F斥斥斥斥减小，减小，减小，减小，F F引引引引增大增大增大增大 . .A B解析：分子力是引力和斥力合力解析：分子力是引力和斥力合力 F F引引和和F F斥斥都随都随r r增大而减小增大而减小2 2、有两个分子，设想它们之间相隔、有两个分子，设想它们之间相隔1010倍直径以上的距倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程
14、中，下离，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面关于分子力变化的说法正确的是( )( )分子间的斥力增大，引力变小分子间的斥力增大，引力变小; ;分子间的斥力变小，引力变大分子间的斥力变小，引力变大; ;分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; ;分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，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然后又从零逐渐增大到某一数值. .C Dr rF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分F F解析：根据图象的规律对比答案解析：根据图象的规律对
15、比答案就可选出正确答案就可选出正确答案 把一块洗净的玻璃把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端板吊在细线的下端,使玻使玻璃板水平地接触水面璃板水平地接触水面(如如图所示图所示).如果你想使玻如果你想使玻璃离开水面璃离开水面,必须用比玻必须用比玻璃板重量大的力向上拉璃板重量大的力向上拉细线细线.动手试一试动手试一试,并解并解释为什么释为什么?玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍玻璃板离开水面后，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，外力要要克服这些分子引力，水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力造成外界拉力大于玻璃板的重力谢谢！
