《（江蘇專版）2018版高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 3 分子間的作用力學(xué)案 新人教版選修3-3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2018版高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 3 分子間的作用力學(xué)案 新人教版選修3-3（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3分子間的作用力學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.通過實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(cè)力計(jì)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(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)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(gè)物體緊靠在一起時(shí)，為什么分子引力沒有把它們粘在一起？(3)無(wú)論容器多大，氣體有多少，氣體分子總能夠充滿整個(gè)容器，是分子斥力作用的結(jié)果嗎？答案(1)不相等；因?yàn)椴ＡО搴鸵好嬷g有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)要大
2、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(huì)粘在一起(3)氣體分子之間的距離r10r0，分子間的作用力很微弱，可忽略不計(jì)所以氣體分子能充滿整個(gè)容器，并不是分子斥力作用的結(jié)果，而是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的知識(shí)梳理1分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力分子間實(shí)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)rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，此時(shí)分子所受合力為零(2)當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，
3、作用力的合力表現(xiàn)為斥力(3)當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，作用力的合力表現(xiàn)為引力(4)當(dāng)r10r0(即大于109 m)時(shí)，分子間的作用力變得很微弱，可忽略不計(jì)4分子力彈簧模型：當(dāng)分子間的距離在r0附近時(shí)，它們之間的作用力的合力有些像彈簧連接著兩個(gè)小球間的作用力：拉伸時(shí)表現(xiàn)為引力，壓縮時(shí)表現(xiàn)為斥力二、分子動(dòng)理論導(dǎo)學(xué)探究(1)參與熱運(yùn)動(dòng)的某一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)有規(guī)律可循嗎？大量分子的運(yùn)動(dòng)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(wú)序運(yùn)動(dòng)中不斷發(fā)生碰撞，每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率不斷地發(fā)生變化在某一特定時(shí)刻，某個(gè)特定分子究竟做怎樣的運(yùn)動(dòng)完全是偶然的，不能預(yù)知但對(duì)大量分子的整體，在一定條件
4、下，實(shí)驗(yàn)和理論都證明，它們遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律(2)拉伸時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，壓縮時(shí)分子間表現(xiàn)為斥力知識(shí)梳理1分子動(dòng)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(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)而建立的理論(2)內(nèi)容：物體是由大量分子組成的分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子之間存在著引力和斥力2統(tǒng)計(jì)規(guī)律：由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律(1)微觀方面：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則(選填“有規(guī)則”或“無(wú)規(guī)則”)的，具有偶然性(2)宏觀方面：大量分子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出規(guī)律性，受統(tǒng)計(jì)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(shí)，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力，以抗拒外力對(duì)它的拉伸(2)當(dāng)外力欲使物體壓縮時(shí)，組成
5、物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力，以抗拒外力對(duì)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2所示(1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小(2)當(dāng)rr0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小2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(shí)，分子力做功(1)當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功；當(dāng)r減小時(shí)，分子力做正功(2)當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子力做負(fù)功；當(dāng)r增大時(shí)，分子力做正功例1設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時(shí)的距離，r是兩個(gè)分子間的實(shí)際距離，則以下說(shuō)法中正確的是()Arr0時(shí)，分子間引力和斥力
6、都等于零B4r0rr0時(shí)，分子間只有引力而無(wú)斥力Cr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Dr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)rr0時(shí)，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯(cuò)；當(dāng)4r0rr0時(shí)，引力大于斥力，兩者同時(shí)存在，B錯(cuò)；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯(cuò)；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(gè)極大值，到rr0時(shí)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(duì)針對(duì)訓(xùn)練分子甲和乙距離較遠(yuǎn)，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙分
7、子逐漸向甲分子靠近，直到不能再近的這一過程中()A分子力總是對(duì)乙做正功B乙分子總是克服分子力做功C先是乙分子克服分子力做功，然后分子力對(duì)乙分子做正功D先是分子力對(duì)乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功答案D解析如圖所示，由于開始時(shí)分子間距大于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，因此分子乙從遠(yuǎn)處移到距分子甲r0處的過程中，分子力做正功；由于分子間距離小于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，因此分子乙從距分子甲r0處繼續(xù)向甲移近時(shí)要克服分子力做功故正確答案為D.二、分子力的宏觀表現(xiàn)例2下列說(shuō)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(gè)相同
8、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(shí)，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(shí)，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(xiàng)A、D正確；氣體分子由于永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，能夠到達(dá)容器內(nèi)的任何空間，所以很容易就充滿容器，由于氣體分子間距離遠(yuǎn)
9、大于r0，分子間幾乎無(wú)作用力，就是有作用力，也表現(xiàn)為引力，所以B錯(cuò)；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(duì)球的作用，所以C錯(cuò)分子力的作用是有范圍的，當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)rr0時(shí)，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(duì)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(diǎn))兩個(gè)分子之間的距離為r，當(dāng)r增大時(shí)，這兩個(gè)分子之間的分子力()A一定增大 B一定減小C可能增大 D可能減小答案CD2(分子力的特點(diǎn)) 如圖3所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)系原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸正半軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的
10、大小，兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則()圖3Aab線表示引力，cd線表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為1015 mBab線表示斥力，cd線表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為1010 mCab線表示引力，cd線表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為1010 mDab線表示斥力，cd線表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為1015 m答案B解析由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離的變化比引力快，所以題圖中曲線ab表示斥力，cd表示引力，e點(diǎn)引力和斥力平衡，分子間距離的數(shù)量級(jí)為1010 m，所以B選項(xiàng)正確3(分子的宏觀表現(xiàn))下列各種現(xiàn)象中能說(shuō)明分子間存在斥力的是()A氣體的自由膨脹B鐵塊的體積
11、很難被壓縮C打開麻油瓶蓋，香氣四溢D密閉在針筒內(nèi)的氣體需要花費(fèi)很大的力氣才能被壓縮答案B解析氣體的自由膨脹說(shuō)明氣體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明分子間存在斥力，故A錯(cuò)誤；鐵塊分子有間隙，但鐵塊的體積很難被壓縮，說(shuō)明分子間存在斥力，故B正確；打開麻油瓶蓋，香氣四溢，說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明分子間存在斥力，故C錯(cuò)誤；密閉在針筒內(nèi)的氣體需要花費(fèi)很大的力氣才能被壓縮，是因?yàn)闅怏w的壓強(qiáng)增大，故D錯(cuò)誤4(分子力的特點(diǎn)) 如圖4所示，甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處?kù)o止釋放，在分子力的作用下靠近甲圖中d點(diǎn)是分子靠得最近的位置，則乙分子速度最大處可能是()圖4Aa點(diǎn) Bb點(diǎn)Cc點(diǎn) Dd點(diǎn)答案C解
12、析從a點(diǎn)到c點(diǎn)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(diǎn)到d點(diǎn)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(diǎn)速度最大題組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(gè)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(shí)，分子斥力大于分子引力D分子都被固定在平衡位置不動(dòng)答案C解析分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，且分子間存在著空隙，故A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤壓縮固體和液體時(shí)，分子間的引力和斥力是同時(shí)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(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確2對(duì)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
13、整塊，這說(shuō)明鐵分子間有吸引力B一定質(zhì)量的氣體能充滿整個(gè)容器，這說(shuō)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?yàn)槠浞肿娱g斥力作用的結(jié)果答案ABC解析高溫下鐵分子運(yùn)動(dòng)非常激烈，兩鐵塊上的鐵分子間距很容易接近到分子力起作用的距離內(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(xiàng)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(wú)拘無(wú)束地運(yùn)動(dòng)，從而充滿整個(gè)容器，所以B項(xiàng)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
14、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(xiàng)錯(cuò)誤3將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來(lái)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(huì)變干a固體分子也在不停地運(yùn)動(dòng)b分子運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)關(guān)系分別是 ， ， ， ， .(在橫線上填上實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生原因的符號(hào))答案AcBeCdDbEa解析A水與酒精混合后體積變小，說(shuō)明分子之間有間隙；B.固體很難被壓縮說(shuō)明分子間有斥力；C.細(xì)繩不易拉斷，說(shuō)明分子間有引力；D.糖在熱水中溶解得快，說(shuō)明溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈；E.冷凍食
15、品也會(huì)變干，說(shuō)明固體分子也在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)題組二分子力的特點(diǎn)4分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時(shí)，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(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時(shí)，分子間的作用力都減小，即引力和斥力都減小，但斥力變化的快，故C正確5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()AF斥和F引是同時(shí)存在的BF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(shí)存在的，它們的大小都是隨分子間距離的增大而減
16、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)rr0時(shí)，合力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離的增大而減小當(dāng)rr0時(shí)，合力表現(xiàn)為引力，引力的大小隨分子間距離的增大表現(xiàn)為先增大后減小正確選項(xiàng)是A.6兩分子間的作用力F與間距r的關(guān)系圖線如圖1所示，下列說(shuō)法中正確的是()圖1Arr1時(shí)，兩分子間的引力為零Br1rr2時(shí)，兩分子間的引力隨r的增大而增大，斥力為零答案B解析分子間同時(shí)存在引力和斥力，rr1時(shí)，斥力大于引力，合力表現(xiàn)為斥力，故A錯(cuò)誤；r1rr2時(shí)，兩分子間的引力隨r的增大而減小，斥力不為零，故D錯(cuò)誤7有甲、乙兩個(gè)分子，甲分子固定不動(dòng)，乙分子由無(wú)窮遠(yuǎn)處向甲靠近，直到不能再靠近為止，此過程中：(1)若不考慮其他作用力，則整個(gè)過程中乙分子的加速度怎么變化？(2)不考慮其他作用力，乙分子的動(dòng)能怎么變化？答案(1)由于乙分子只受分子力作用，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子的加速度與它所受的分子力成正比，也就是乙的加速度的變化與分子力的變化一致，即在整個(gè)過程中，乙分子的加速度大小是先增大后減小再增大，加速度的方向先是指向甲，后是沿甲、乙連線指向乙(2)根據(jù)動(dòng)能定理，乙分子的動(dòng)能變化量等于合力即分子力對(duì)乙分子所做的功，由于分子力對(duì)乙分子先做正功后做負(fù)功，所以乙分子的動(dòng)能先增大后減小8
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