高中物理选修33第七章第三节《分子间的作用力》新课教学课件.ppt

1、选修选修3 33 3第七章第七章分子动理论分子动理论7.3分子间的作用力分子间的作用力复习回忆复习回忆问题：问题：哪些实验现象说明了构成物质的分子在永不停哪些实验现象说明了构成物质的分子在永不停息的无规则运动？息的无规则运动？扩散现象与布朗运动.还能够说明分子间有间隙。还能够说明分子间有间隙。问题：问题：这些实验现象同时还能够说明什么？为什么？这些实验现象同时还能够说明什么？为什么？分子间如果没有间隙，分子就不可能运动。分子间如果没有间隙，分子就不可能运动。间隙与分子大小相比小得多，认为紧密排列间隙与分子大小相比小得多，认为紧密排列时，忽略了间隙，实际上，分子的大小比测量值时，忽略了间隙，实际

2、上，分子的大小比测量值小，但数量级是相同的。小，但数量级是相同的。固体物质的分子固体物质的分子 液体物质的分子液体物质的分子 问题：问题：在研究固体或液体分子大小时，为什么又能够在研究固体或液体分子大小时，为什么又能够认为分子是一个挨一个紧密排列？认为分子是一个挨一个紧密排列？问题：问题：下面的两个实验，你能够观察到什么实验现象？下面的两个实验，你能够观察到什么实验现象？向烧杯内分别注入水和酒精，观向烧杯内分别注入水和酒精，观察混合后的总体积大小。察混合后的总体积大小。混合后的总体积减小。混合后的总体积减小。推动活塞，压缩气体。推动活塞，压缩气体。气体很容易被压缩。气体很容易被压缩。问题：问题

3、：这些实验现象说明了什么？这些实验现象说明了什么？说明分子间有间隙。说明分子间有间隙。混合水和酒精混合水和酒精压缩气体压缩气体一、分子间有间隙：1.扩散现象、布朗运动、水和酒精混合后总体积减小、气体容易被压缩都能说明分子间有间隙。压缩气体压缩气体2.物体体积变化（形变）是物体分子间隙变化的宏观表现。3.物体分子间隙变化是物体体积变化（形变）的微观反映。从微观角度来看，物体是由大量分子组成的，分子间从微观角度来看，物体是由大量分子组成的，分子间有间隙，分子又在永不停息的无规则运动。有间隙，分子又在永不停息的无规则运动。从宏观角度来看，固体与液体内大量分子聚集在一起从宏观角度来看，固体与液体内大量

4、分子聚集在一起能够具有一个固定的体积。能够具有一个固定的体积。问题：问题：这两方面的事实，说明了什么？你是怎样分析这两方面的事实，说明了什么？你是怎样分析得到的得到的?说明微观分子之间必定存在相互作用的引力与相互作说明微观分子之间必定存在相互作用的引力与相互作用的斥力。用的斥力。如果没有相互作用的引力，分子由于无规则的热运动，如果没有相互作用的引力，分子由于无规则的热运动，宏观上的固体与液体不可能存在一个固定的体积。宏观上的固体与液体不可能存在一个固定的体积。如果没有相互作用的斥力，分子之间就不可能存在间如果没有相互作用的斥力，分子之间就不可能存在间隙，分子将一个挨一个紧密排列在一起。隙，分子

5、将一个挨一个紧密排列在一起。两个事实依据：二、分子之间存在相互作用的引力与斥力：原子核与核外电子，原子核带正电，电子带负电。存在引力与斥力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。1.1.两个相邻分子之间相互作用的引力与斥力本质上是分子内两个相邻分子之间相互作用的引力与斥力本质上是分子内部电荷间的静电力。部电荷间的静电力。问题：问题：原子是由什么组成的原子是由什么组成的?它们各自带什么它们各自带什么电？电？问题：问题：当两个相邻的原子之间存在哪几种静电力？为当两个相邻的原子之间存在哪几种静电力？为什么？什么？引力与斥力同时存在。引力与斥力同时存在。引力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增大，引力引

6、力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增大，引力与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均增大。与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均增大。二、分子之间存在相互作用的引力与斥力：2.2.通常说到的通常说到的“分子力分子力”是指分子引力与斥是指分子引力与斥力的合力。力的合力。当斥力大于引力时，分子力表现为斥力。当斥力大于引力时，分子力表现为斥力。当斥力小于引力时，分子力表现为引力。当斥力小于引力时，分子力表现为引力。当斥力大小等于引力时，分子力为当斥力大小等于引力时，分子力为0 0，此，此位置叫做分子的平衡位置。位置叫做分子的平衡位置。问题：问题：物体的体积与物体分子的间距之间有什么关系物体的体积与物体分

7、子的间距之间有什么关系?物体体积变化（形变）是物体分子间隙变化的宏物体体积变化（形变）是物体分子间隙变化的宏观表现；观表现；物体分子间隙变化是物体体积变化（形变）物体分子间隙变化是物体体积变化（形变）的微观反映。的微观反映。问题：问题：如果自力的角度分析这种关系，你能够得到什么结论如果自力的角度分析这种关系，你能够得到什么结论?3.3.弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映。弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映。引力实验：实验现象：实验现象：将两块纯净的将两块纯净的铅压紧，两铅块会结合在铅压紧，两铅块会结合在一起，在铅块的下面吊一一起，在铅块的下面吊一个重物，也不能够将两铅个

8、重物，也不能够将两铅块拉开。块拉开。实验结论：实验结论：铅块没有被拉铅块没有被拉开，说明压紧后，上方铅开，说明压紧后，上方铅块对下方铅块有拉力（弹块对下方铅块有拉力（弹力）的作用，力）的作用，下方铅块内下方铅块内要产生反抗拉伸的弹力，要产生反抗拉伸的弹力，弹力是分子力的宏观表现，弹力是分子力的宏观表现，所以此时微观上的分子力所以此时微观上的分子力表现为引力，表现为引力，斥力实验：实验现象：实验现象：用两手用力挤压一块弹性橡胶板，橡胶板形变量用两手用力挤压一块弹性橡胶板，橡胶板形变量越大，压缩越不容易，所需的压力越来越大。越大，压缩越不容易，所需的压力越来越大。实验结论：实验结论：人对橡胶板有压

9、力（弹力）的作用，人对橡胶板有压力（弹力）的作用，橡胶板内要橡胶板内要产生反抗压缩的弹力，产生反抗压缩的弹力，弹力是分子力的宏观表现，所以此时弹力是分子力的宏观表现，所以此时微观上的分子力表现为斥力，微观上的分子力表现为斥力，实验结论：实验结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力。斥力。问题：问题：分子间的引力、斥力随分子间的距离有什分子间的引力、斥力随分子间的距离有什么关系呢？么关系呢？引力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增引力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增大，引力与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均大，引力与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均增

10、大。增大。1.1.关系图：关系图：三、分子间作用力与分子间距离的关系：F F斥斥F F引引2.2.规律：规律：引力与斥力大小引力与斥力大小与分子间的间距与分子间的间距r r有有关，关，r r增大，引力与增大，引力与斥力均减小，斥力均减小，r r减小，减小，引力与斥力均增大。引力与斥力均增大。“弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映”有三层意思：有三层意思：在物体没有发生形变时，即没有弹力时，微观上的分子在物体没有发生形变时，即没有弹力时，微观上的分子力也为力也为0 0，分子间的引力和斥力大小相等，内部分子处于平，分子间的引力和斥力大小相等，

11、内部分子处于平衡状态，此时分子间距为平衡位置的距离衡状态，此时分子间距为平衡位置的距离r r0 0,数量级为数量级为1010-1010m m。当物体受到的是压力时，发生了压缩形变，分子间距当物体受到的是压力时，发生了压缩形变，分子间距小于平衡位置的距离小于平衡位置的距离r r0 0，微观上的分子力表现为斥力，微观上的分子力表现为斥力，分子间的引力小于斥力。分子间的引力小于斥力。当物体受到的是拉力时，发生了拉伸形变，分子间距当物体受到的是拉力时，发生了拉伸形变，分子间距大于平衡位置的距离大于平衡位置的距离r r0 0，微观上的分子力表现为引力，微观上的分子力表现为引力，分子间的引力大于斥力。分子

12、间的引力大于斥力。1.1.关系图：关系图：三、分子间作用力与分子间距离的关系：F F斥斥F F引引问题：问题：分子力表现为引力时为什分子力表现为引力时为什么会出现一个极大值？有什么实么会出现一个极大值？有什么实际意义？际意义？极端法极端法：r r0 0处的分子力为处的分子力为0 0，距离很远时，一般大于距离很远时，一般大于10r10r0 0，分子力也为，分子力也为0 0。中。中间必定为先增大后减小，间必定为先增大后减小，即存在极大值。即存在极大值。分分子子力力实际意义实际意义：分子力表现为引力极大值分子力表现为引力极大值处，在宏观上对应拉伸时的弹性形变处，在宏观上对应拉伸时的弹性形变达到最大。

13、达到最大。三、分子间作用力与分子间距离的关系：2.2.规律：规律：当分子间距离当分子间距离r=rr=r0 0时（时（r r0 0是分子的平衡位置，约为是分子的平衡位置，约为1010-10-10m m），分），分子引力与斥力平衡，分子力为子引力与斥力平衡，分子力为0 0。当分子间距离当分子间距离r rr r0 0时，随分子之间距离减小，分子引力与斥力时，随分子之间距离减小，分子引力与斥力同时增大，但斥力大于引力，分子力表现为斥力。同时增大，但斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离当分子间距离r rr r0 0时，随分子之间距离增大，分子引力与斥力时，随分子之间距离增大，分子引力与斥力同时减

14、小，但斥力小于引力，分子力表现为引力。并且分子力先同时减小，但斥力小于引力，分子力表现为引力。并且分子力先增大后减小，极大值处对应宏观上拉伸时的弹性形变达到最大。增大后减小，极大值处对应宏观上拉伸时的弹性形变达到最大。当分子间距离当分子间距离r r10r r0 0时，引力与斥力都接近于时，引力与斥力都接近于0 0，分子力可认，分子力可认为等于为等于0 0。如气体分子间隙比较大，气体分子之间的作用力一般不。如气体分子间隙比较大，气体分子之间的作用力一般不考虑。考虑。四、分子动理论：1.1.基本内容：基本内容：物体是由大量分子组成的。物体是由大量分子组成的。分子在永不停息的无规则运动分子在永不停息

15、的无规则运动（热运动）。（热运动）。分子之间粗糙相互作用的引力和斥力。分子之间粗糙相互作用的引力和斥力。2.2.注意：注意：物质的热学性质和规律是微观分子热运动的宏物质的热学性质和规律是微观分子热运动的宏观表现。观表现。大量分子的集体行为可用统计规律分析。大量分子的集体行为可用统计规律分析。【例题】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引引和和F F斥斥组成，则组成，则()()F F引引和和F F斥斥同时存在同时存在;F F引引和和F F斥斥都随分子间距增大而减小都随分子间距增大而减小;F F引引和和F F斥斥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

16、间距增大，F F斥斥减小，减小，F F引引增大增大 .A B【例题】【例题】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，在这过程中，下面关离，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，分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快但斥力比引力变化快;分子力从零逐渐变大到某一数分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零

17、，然后又从零值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值逐渐增大到某一数值.C D【例题】如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e e为为两曲线的交点，则下列说法正确的是（两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A A、abab为斥力曲线，为斥力曲线，cdcd为引力曲线，为引力曲线，e e点横坐标的数量级为点横坐标的数量级为1010-10-10 m

18、 m B B、abab为引力曲线，为引力曲线，cdcd为斥力曲级，为斥力曲级，e e点横坐标的数量级为点横坐标的数量级为1010-10-10 m m C C、若两个分子间距离大于、若两个分子间距离大于e e点的横点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力坐标，则分子间作用力表现为斥力 D D、若两个分子间距离越来越大，则、若两个分子间距离越来越大，则分子力做负功分子力做负功B课堂小课堂小 结结一、分子间有间隙：1.扩散现象、布朗运动、水和酒精混合后总体积减小、气体容易被压缩都能说明分子间有间隙。压缩气体压缩气体2.物体体积变化（形变）是物体分子间隙变化的宏观表现。3.物体分子间隙变化是物体体积变化（

19、形变）的微观反映。课堂小课堂小 结结二、分子之间存在相互作用的引力与斥力：1.1.两个相邻分子之间相互作用的引力与斥力本质上是分子内两个相邻分子之间相互作用的引力与斥力本质上是分子内部电荷间的静电力。部电荷间的静电力。引力与斥力同时存在。引力与斥力同时存在。引力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增大，引力引力与斥力大小与分子间的间距有关，间距增大，引力与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均增大。与斥力均减小，间距减小，引力与斥力均增大。2.2.通常说到的通常说到的“分子力分子力”是指分子引力与斥力的合力。是指分子引力与斥力的合力。当斥力大于引力时，分子力表现为斥力。当斥力大于引力时，分子力表现为

20、斥力。当斥力小于引力时，分子力表现为引力。当斥力小于引力时，分子力表现为引力。当斥力大小等于引力时，分子力为当斥力大小等于引力时，分子力为0 0，此位置叫做分子的，此位置叫做分子的平衡位置。平衡位置。3.3.弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映。弹力是分子力的宏观表现，分子力是弹力的微观反映。课堂小课堂小 结结1.1.关系图：关系图：三、分子间作用力与分子间距离的关系：F F斥斥F F引引分分子子力力矢量图矢量图F F斥斥F F引引分分子子力力斥力与引力的标量图斥力与引力的标量图课堂小课堂小 结结三、分子间作用力与分子间距离的关系：2.2.规律：规律：当分子间距离当分子间距离r=rr

21、=r0 0时（时（r r0 0是分子的平衡位置，约为是分子的平衡位置，约为1010-10-10m m），分），分子引力与斥力平衡，分子力为子引力与斥力平衡，分子力为0 0。当分子间距离当分子间距离r rr r0 0时，随分子之间距离减小，分子引力与斥力时，随分子之间距离减小，分子引力与斥力同时增大，但斥力大于引力，分子力表现为斥力。同时增大，但斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离当分子间距离r rr r0 0时，随分子之间距离增大，分子引力与斥力时，随分子之间距离增大，分子引力与斥力同时减小，但斥力小于引力，分子力表现为引力。并且分子力先同时减小，但斥力小于引力，分子力表现为引力。并且

22、分子力先增大后减小，极大值处对应宏观上拉伸时的弹性形变达到最大。增大后减小，极大值处对应宏观上拉伸时的弹性形变达到最大。当分子间距离当分子间距离r r10r r0 0时，引力与斥力都接近于时，引力与斥力都接近于0 0，分子力可认，分子力可认为等于为等于0 0。如气体分子间隙比较大，气体分子之间的作用力一般不。如气体分子间隙比较大，气体分子之间的作用力一般不考虑。考虑。课堂小课堂小 结结四、分子动理论：1.1.基本内容：基本内容：物体是由大量分子组成的。物体是由大量分子组成的。分子在永不停息的无规则运动分子在永不停息的无规则运动（热运动）。（热运动）。分子之间粗糙相互作用的引力和斥力。分子之间粗糙相互作用的引力和斥力。2.2.注意：注意：物质的热学性质和规律是微观分子热运动的宏物质的热学性质和规律是微观分子热运动的宏观表现。观表现。大量分子的集体行为可用统计规律分析。大量分子的集体行为可用统计规律分析。