08/909/9/3分子間的作用力[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過實驗知道分子間存在著空隙和相互作用力.2.通過圖象分析知道分子力與分子間距離的關(guān)系.3.明確分子動理論的內(nèi)容．一、分子間的作用力[導(dǎo)學(xué)探究](1)如圖1所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在彈簧測力計下面，使玻璃板水平地接觸水面，若想使玻璃板離開水面，在拉出玻璃板時，彈簧測力計的示數(shù)與玻璃板的重力相等嗎？為什么？圖1(2)既然分子間存在引力，當(dāng)兩個物體緊靠在一起時，為什么分子引力沒有把它們粘在一起？(3)無論容器多大，氣體有多少，氣體分子總能夠充滿整個容器，是分子斥力作用的結(jié)果嗎？答案(1)不相等；因為玻璃板和液面之間有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面時彈簧測力計的示數(shù)要大于玻璃板的重力．(2)雖然兩物體靠得很緊，但絕大部分分子間距離仍很大，達(dá)不到分子引力起作用的距離，所以不會粘在一起．(3)氣體分子之間的距離r＞10r0時，分子間的作用力很微弱，可忽略不計．所以氣體分子能充滿整個容器，并不是分子斥力作用的結(jié)果，而是分子的無規(guī)則運動造成的．[知識梳理]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．分子間作用力與分子間距離變化的關(guān)系(如圖2所示)．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快．圖23．分子間作用力與分子間距離的關(guān)系．(1)當(dāng)r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，此時分子所受合力為零．(2)當(dāng)r＜r0時，F(xiàn)引＜F斥，作用力的合力表現(xiàn)為斥力．(3)當(dāng)r＞r0時，F(xiàn)引＞F斥，作用力的合力表現(xiàn)為引力．(4)當(dāng)r＞10r0(即大于10－9m)時，分子間的作用力變得很微弱，可忽略不計．4．分子力小球－彈簧模型：當(dāng)分子間的距離在r0附近變化時，它們之間的作用力的合力的變化類似于彈簧連接著兩個小球間彈力的變化：由原長拉伸時表現(xiàn)為引力，由原長壓縮時表現(xiàn)為斥力．二、分子動理論[導(dǎo)學(xué)探究](1)參與熱運動的某一個分子的運動有規(guī)律可循嗎？大量分子的運動呢？(2)為什么物體既難以拉伸，又難以壓縮？答案(1)以氣體為例，氣體分子在無序運動中不斷發(fā)生碰撞，每個分子的運動速率不斷地發(fā)生變化．在某一特定時刻，某個特定分子究竟做怎樣的運動完全是偶然的，不能預(yù)知．但對大量分子的整體，在一定條件下，實驗和理論都證明，它們遵從一定的統(tǒng)計規(guī)律．(2)拉伸時，分子間表現(xiàn)為引力，壓縮時分子間表現(xiàn)為斥力．[知識梳理]1．分子動理論(1)概念：把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看做微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)而建立的理論．(2)內(nèi)容：①物體是由大量分子組成的．②分子在做永不停息的無規(guī)則運動．③分子之間存在著引力和斥力．2．統(tǒng)計規(guī)律：由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律．(1)微觀方面：單個分子的運動是無規(guī)則(選填“有規(guī)則”或“無規(guī)則”)的，具有偶然性．(2)宏觀方面：大量分子的運動表現(xiàn)出規(guī)律性，受統(tǒng)計規(guī)律的支配．3．分子力的宏觀表現(xiàn)(1)當(dāng)外力欲使物體拉伸時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力，以抗拒外力對它的拉伸．(2)當(dāng)外力欲使物體壓縮時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力，以抗拒外力對它的壓縮.一、分子間的作用力1．分子間的引力、斥力和分子力隨分子間距離變化的圖象如圖3所示．圖3(1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。?2)當(dāng)r<r0時，分子力隨分子間距離的增大而減小；當(dāng)r>r0時，分子力隨分子間距離的增大先增大后減?。?．分子力做功由于分子間存在著分子力，所以當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時，分子力做功．(1)當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)功；當(dāng)r減小時，分子力做正功．(2)當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負(fù)功；當(dāng)r增大時，分子力做正功．例1設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時的距離，r是兩個分子間的實際距離，則以下說法中正確的是()A．r＝r0時，分子間引力和斥力都等于零B．r0＜r＜4r0時，分子間只有引力而無斥力C．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力先增大后減小D．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力和斥力都增大，其合力先增大后減小再增大答案D解析當(dāng)r＝r0時，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯；當(dāng)r0＜r＜4r0時，引力大于斥力，兩者同時存在，B錯；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯；r由4r0逐漸減小到r0的過程中，由分子力隨r的變化關(guān)系圖線可知，分子力有一個極大值，到r＜r0時分子力又增大，所以在r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中分子力先增大后減小再增大，D對．針對訓(xùn)練由于分子間存在著分子力，而分子力做功與路徑無關(guān)，因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能．如圖4所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖象，取r趨近于無窮大時Ep為零．通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖象中得到有關(guān)分子力的信息，則下列說法正確的是()圖4A．假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們將開始遠(yuǎn)離B．假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們將相互靠近C．假設(shè)將兩個分子從r＝r1處釋放，它們的加速度先增大后減小D．假設(shè)將兩個分子從r＝r1處釋放，當(dāng)r＝r2時它們的速度最大答案D解析由題圖可知，兩個分子在r＝r2處的分子勢能最小，則分子之間的距離為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0.結(jié)合分子之間的作用力的特點可知，當(dāng)分子間距離等于平衡距離時，分子力為零，分子勢能最小，所以假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們既不會相互遠(yuǎn)離，也不會相互靠近，故A、B錯誤；假設(shè)將兩個分子從r＝r1處釋放，由于r1<r2，可知在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大；當(dāng)分子之間的距離大于r2時，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)r＝r2時它們的速度最大，整個過程中分子力先減小后增大，故加速度先減小后增大，故C錯誤，D正確．二、分子力的宏觀表現(xiàn)例2(多選)下列說法正確的是()A．水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)B．氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)C．兩個相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空(馬德堡半球)，用力很難拉開，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)D．用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)答案AD解析水是液體、鐵棒是固體，正常情況下它們分子之間的距離都為r0，分子間的引力和斥力恰好平衡．當(dāng)水被壓縮時，分子間距離由r0略微減小，分子間斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，其效果是水的體積很難被壓縮；當(dāng)用力拉鐵棒兩端時，鐵棒發(fā)生很小的形變，分子間距離由r0略微增大，分子間引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，其效果為鐵棒沒有斷，所以選項A、D正確；氣體分子由于永不停息地做無規(guī)則運動，能夠到達(dá)容器內(nèi)的任何空間，所以很容易就充滿容器，所以B錯；抽成真空的馬德堡半球，之所以很難拉開，是由于球外大氣壓力對球的作用，所以C錯．分子力的作用是有范圍的，當(dāng)r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力.固體、液體的體積難以改變，往往是分子力的宏觀表現(xiàn)，而對于氣體，一般情況下分子力很小，甚至可忽略.1．(分子力的特點)關(guān)于分子間的引力、斥力和分子力的說法中正確的是()A．引力存在時斥力就不存在B．引力總是大于斥力，分子力總為引力C．分子間的作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間的距離小于平衡距離D．分子間的作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間的距離大于平衡距離答案C解析分子間的相互作用力由引力和斥力組成，這兩種力同時存在，實際的分子力是引力和斥力的合力，故A錯誤；當(dāng)兩個分子間距離等于平衡距離時，分子間的斥力和引力相等，合力為零，當(dāng)兩個分子間距離大于平衡距離時，引力大于斥力，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，當(dāng)兩個分子間距離小于平衡距離時，斥力大于引力，表現(xiàn)為斥力，故選項C正確，選項A、B、D錯誤．2．(分子力的特點)(多選)(2017·丹徒高級中學(xué)高二下期末)如圖5所示，縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是()圖5A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10mB．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10mC．若兩個分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為引力D．若兩個分子間距離越來越大，則分子力越來越大答案BC解析在F－r圖象中，隨著距離的增大斥力比引力變化得快，所以ab為引力曲線，cd為斥力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時，引力等于斥力，故e點為平衡距離，數(shù)量級為10－10m，故A錯誤，B正確；若兩分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)時，分子力表現(xiàn)為引力，故C正確；當(dāng)r<r0時，r增大，分子力減??；當(dāng)r>r0時，r增大，分子力先增大后減小，當(dāng)r>10r0時，分子力已很微弱，可以忽略不計，故選項D錯誤．3．(分子的宏觀表現(xiàn))下列各種現(xiàn)象中能說明分子間存在斥力的是()A．氣體的自由膨脹B．鐵塊的體積很難被壓縮C．打開香油瓶蓋，香氣四溢D．密閉在針筒內(nèi)的氣體需要花費很大的力氣才能被壓縮答案B解析氣體的自由膨脹說明氣體分子在做無規(guī)則運動，不能說明分子間存在斥力，故A錯誤；鐵塊分子有間隙，但鐵塊的體積很難被壓縮，說明分子間存在斥力，故B正確；打開香油瓶蓋，香氣四溢，說明分子在做無規(guī)則運動，不能說明分子間存在斥力，故C錯誤；密閉在針筒內(nèi)的氣體需要花費很大的力氣才能被壓縮，是因為氣體的壓強增大，故D錯誤．4．(分子力的特點)如圖6所示，甲分子固定于坐標(biāo)原點O，乙分子從無窮遠(yuǎn)處靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲．圖中d點是分子靠得最近的位置，則乙分子速度最大處是()圖6A．a(chǎn)點 B．b點C．c點 D．d點答案C解析從a點到c點分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力做正功，速度增加；從c點到d點分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的作用力做負(fù)功，速度減小，所以在c點速度最大．考點一分子力的宏觀表現(xiàn)1．固體和液體很難被壓縮，其原因是()A．分子已占據(jù)了整個空間，分子間沒有空隙B．分子間的空隙太小，分子間只有斥力C．壓縮時，分子斥力大于分子引力D．分子都被固定在平衡位置不動答案C解析分子在做永不停息的無規(guī)則的熱運動，且分子間存在著空隙，故A、D選項錯誤．壓縮固體和液體時，分子間的引力和斥力是同時存在的，只不過是斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，故選項B錯誤，選項C正確．2．(多選)對下列現(xiàn)象的解釋正確的是()A．兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將連成一整塊，這說明鐵分子間有吸引力B．一定質(zhì)量的氣體能充滿整個容器，這說明在一般情況下，氣體分子間的作用力很微弱C．電焊能把兩塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因為其分子間斥力作用的結(jié)果答案ABC解析高溫下鐵分子運動非常激烈，兩鐵塊上的鐵分子間距很容易接近到分子引力起作用的距離內(nèi)，所以兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將很容易連成一整塊，電焊也是相同的原理，所以A、C項正確；通常情況下，氣體分子間的距離大約為分子直徑的10多倍，此種情況下分子力非常微弱，氣體分子可以無拘無束地運動，從而充滿整個容器，所以B項正確；玻璃斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近到分子引力作用的距離，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加熱，玻璃變軟，則可重新接合，所以D項錯誤．3．(多選)下列關(guān)于分子間距與分子力的說法中，正確的是()A．水和酒精混合后的體積小于原來的體積之和，說明分子間有空隙；正是由于分子間有空隙，才可以將物體壓縮B．實際上水的體積很難被壓縮，這是由于水分子間距稍微變小時，分子間的作用就表現(xiàn)為斥力C．一般情況下，當(dāng)分子間距r<r0(平衡距離)時，分子力表現(xiàn)為斥力，r＝r0時，分子力為零；當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力D．彈簧被拉伸或被壓縮時表現(xiàn)的彈力，正是分子引力和分子斥力的對應(yīng)表現(xiàn)答案ABC解析分子間有空隙，水和酒精混合后的體積小于原來的體積之和，分子間有距離，距離可改變，所以物體可以被壓縮，A正確；液體很難被壓縮，是因為分子間距離小到一定程度，將表現(xiàn)為斥力，B正確；當(dāng)兩個分子間的距離r＝r0時，分子力為0，當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，C正確；彈簧被拉伸或被壓縮時表現(xiàn)的彈力，是彈簧伸長或壓縮要恢復(fù)原狀產(chǎn)生的，不是由于分子的引力和斥力造成的，D錯誤．4．將下列實驗事實與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來．A．水與酒精混合體積變小B．固體很難被壓縮C．細(xì)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．分子運動的劇烈程度與溫度有關(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__________，②____________，③__________，④__________，⑤__________.(在橫線上填上實驗事實與產(chǎn)生原因的符號)答案①Ac②Be③Cd④Db⑤Ea解析A．水與酒精混合后體積變小，說明分子之間有間隙；B.固體很難被壓縮說明分子間有斥力；C.細(xì)繩不易拉斷，說明分子間有引力；D.糖在熱水中溶解得快，說明溫度越高，分子熱運動越劇烈；E.冷凍食品也會變干，說明固體分子也在做無規(guī)則運動．考點二分子力的特點5．分子間同時存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時，分子間的()A．引力增加，斥力減小B．引力增加，斥力增加C．引力減小，斥力減小D．引力減小，斥力增加答案C解析分子間同時存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時，分子間的引力和斥力都減小，但斥力變化得快，故C正確．6．分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則()A．F斥和F引是同時存在的B．F引總是大于F斥，其合力總是表現(xiàn)為引力C．分子之間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大D．分子之間的距離越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越小答案A解析分子間的引力和斥力是同時存在的，它們的大小都是隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力變化得更快一些．當(dāng)r＜r0時，合力表現(xiàn)為斥力，隨分子間