1、11.1.3 分子间的作用力学习目标 核心提炼1.知道分子间存在空隙。2.知道分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力与斥力的合力。3.知道分子间的作用力随分子间距离的变化规律。能用分子力解释有关现象。4.了解分子动理论的内容及意义。2 种分子力分子间的引力和斥力1 个关系分子间的作用力与分子间距离的关系1 个理论分子动理论一、分子间的作用力1.分子间有空隙(1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会变小，说明液体分子之间存在着空隙。(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分
2、子之间也存在着空隙。2.分子间的作用力(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的合力。(2)分子间作用力与分子间距离变化的关系(如图 1 所示)。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大。但斥力比引力变化得快。图 1(3)分子间作用力与分子间距离的关系。当 r r0时， F 引 F 斥 ，此时分子所受合力为零。当 r r0时， F 引 F 斥 ，作用力的合力表现为斥力。2当 r r0时， F 引 F 斥 ，作用力的合力表现为引力。当 r10 r0(即大于 109 m)时，分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计。思考判断(1)水
3、的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。()(2)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。()(3)两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现。()(4)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现。()(5)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。()(6)分子间的引力随距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。()二、分子动理论1.分子动理论(1)分子动理论：把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论。(2)内容物体是由大量分子组成的。分子在做永不停息的无规则运动。分子之间存在着引
4、力和斥力。2.统计规律：由大量偶然事件的整体所表现出来的规律。(1)微观方面：单个分子的运动是无规则的，具有偶然性。(2)宏观方面：大量分子的运动表现出规律性，受统计规律的支配。思维拓展(1)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一起？(2)无论容器多大，气体有多少，气体分子总能够充满整个容器，是分子斥力作用的结果吗？(3)分子做永不停息的无规则运动与大量分子的整体行为受到统计规律的支配，这两种说法矛盾吗？答案 (1)虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起。(2)气体分子之间的距离 r10 r0，分子间的作
5、用力很微弱，可忽略不计。所以气体分子能3充满整个容器，并不是分子斥力作用的结果，而是分子的无规则运动造成的。(3)这两种说法不矛盾。从单个分子来看，各个分子的运动是无规则的，但是大量分子的运动却遵守统计规律。分子间的作用力要点归纳 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
6、际表现出的作用力是引力和斥力的合力。2.对分子力与分子间距离变化关系的理解(1)r0的意义：如图 2 所示，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 1010 m)的位置叫平衡位置。图 2(2)分子间的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。如图 3 所示。图 34(3)当 rr0时，合力随距离的增大而先增大后减小。3.分子力模型如图 4 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。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
7、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。图 4精典示例例 1 当两个分子间的距离为 r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是( )A.当分子间的距离 rF 引 ，合力为斥力，并非只受斥力，故 A、B 错误；当分子间的距离从 0.5r0增大到 10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小到零，故 C 正确，D错误。答案 C例 2 分子甲和乙距离较远，设甲固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再靠近的这一过程中( )A.分子力
8、总是对乙做正功5B.乙分子总是克服分子力做功C.先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功D.先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功解析 如图所示，由于开始时分子间距大于 r0，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲 r0处的过程中，分子力做正功；由于分子间距离小于 r0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲 r0处继续向甲移近时要克服分子力做功。故 D 正确。答案 D针对训练 1 (多选)甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 r 轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图 5 所示。现把乙分子从 r3处由静止释放，则( )图 5A.乙分子从 r3到 r
9、1一直加速B.乙分子从 r3到 r2过程中两分子间的分子力呈现引力，从 r2到 r1过程中两分子间的分子力呈现斥力C.乙分子从 r3到 r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D.乙分子从 r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大解析 乙分子从 r3到 r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C 正确；乙分子从 r3到 r1过程中两分子间的分子力一直呈现引力，B 错误；乙分子从 r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误。答案 AC对分子间作用力的认识(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存
10、在的，不会出现只有引力或只有斥力的情况。(2)分子力是分子引力和分子斥力的合力。6(3)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概念。分子动理论要点归纳 1.分子间有相互作用的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力，以抗拒外界对它的拉伸。(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力，以抗拒外界对它的压缩。(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力。固体有一定的形状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力。2.分子力与物体三态不同的宏观特征分子间距
11、离不同，分子间的作用力表现也就不一样，物体的状态特征也不相同。物态 分子特点 宏观表现固态分子间的距离小作用力明显分子只能在平衡位置附近做无规则的振动体积一定形状一定液态分子间距离小平衡位置不固定可以较大范围做无规则运动有一定体积无固定形状气态分子间距离较大分子力极为微小，可忽略分子可以自由运动无体积无形状充满整个容器精典示例例 3 关于分子力，下列说法中正确的是( )A.碎玻璃不能拼合在一起，说明玻璃分子间斥力起作用B.锯条弯到一定程度会断裂，是因为断裂处分子间的斥力起了作用C.固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力7D.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在
12、引力解析 分子间作用力发生作用的距离很小，打碎的碎片间的距离远大于分子力作用距离，因此打碎的玻璃不能拼合在一起，并不能说明是分子斥力的作用，故 A 错误；锯条弯到一定程度断裂是因为分子间距离大于 10r0，分子力不再起作用，故 B 错误；固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力，故 C 正确；水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在间隙，故 D 错误。答案 C外力作用下三种状态表现不同的原因(1)外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力；很难被拉伸的原因是分子间存在引力。(2)外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力。(3)外力作用下气体很容易被压缩的原
13、因是分子间有空隙，气体压缩到一定程度后较难再被压缩，是气体压强的原因。 针对训练 2 (多选)对下列现象的解释正确的是( )A.两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力B.一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱C.电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D.破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果解析 高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C 项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的 10 多
14、倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以 B 项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以 D 项错误。答案 ABC1.(分子动理论的理解)(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是( )A.物体是由大量分子组成的8B.分子永不停息地做无规则运动C.分子间有相互作用的引力或斥力D.分子动理论是在一定实验基础上提出的解析 由分子动理论可知 A、B 正确；分子间有相互作用的引力和斥力，C 错误；分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D 正确。答案
15、 ABD2.(分子间的作用力)下列说法中正确的是( )A.人用手捏面包，面包体积变小了，说明分子间有间隙B.高压下的油会透过钢板渗出，说明分子间有间隙C.打碎的玻璃片不能拼合粘在一起，说明分子间只有斥力D.给自行车轮胎打气，越来越费力，说明分子间有斥力解析 用手捏面包，面包体积变小了，是因为面包的宏观结构有空隙，而不能说明分子间有间隙，A 错误；高压下的油会透过钢板渗出，说明分子间有间隙，B 正确；打碎的玻璃片不能拼合粘在一起，是因为分子间的距离太大，不能达到分子间相互作用力的作用范围，C 错误；给自行车轮胎打气，越来越费力，是因为车胎内气体的压强越来越大，D 错误。答案 B3.(分子间的作用
16、力)(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的有( r0为分子的平衡位置)( )A.两个分子间距离小于 r0时，分子间只有斥力B.两个分子间距离大于 r0时，分子间只有引力C.两个分子间距离由较远逐渐减小到 r0的过程中，分子力先增大后减小，为引力D.两个分子间距离由极小逐渐增大到 r0的过程中，引力和斥力都同时减小，分子力表现为斥力解析 关于分子之间的作用力，必须明确分子之间的引力和斥力是同时存在的，当 rr0时引力和斥力的合力表现为引力，而当 rr0时分子力表现为引力，且 r 较大即两个分子距离较远时，分子间相互作用力亦趋于 0，可知由较远至 r r0的过程中，分子力先增大后减小，即选项
17、C 正确；而分子间距离由极小逐渐增大到 r r0时，分子间的引力和斥力都逐渐减小，分子力表现为斥力，故选项 D 正确。9答案 CD4.(分子间的作用力)(多选)如图 6 所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示， F0 为斥力， Fr0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；当 rr0时，引力小于斥力，分子力表现为斥力，由此可知 ab 线表示引力， cd 线表示斥力，C 正确，A、B、D 错误。答案 C9.甲分子固定于坐标原点 O，乙分子位于 r 轴上，将乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲。甲、乙两分子间分子力与
18、分子间距离关系图象如图 3 所示，图中 d点是两分子靠得最近的位置，则乙分子速度最大处可能是( )13图 3A.a 点 B.b 点C.c 点 D.d 点解析 从 a 点到 c 点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，乙分子速度增加；从 c 点到 d 点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，乙分子速度减小，所以在 c 点速度最大。答案 C10.(多选)一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为 v，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为 m)下列
19、说法正确的是( )A.乙分子的动能变化量为 mv212B.分子力对乙分子做的功为 mv212C.分子引力比分子斥力多做了 mv2的功12D.分子斥力比分子引力多做了 mv2的功12解析 由动能定理可知 A、B 正确；乙分子远离过程中，分子斥力做正功，分子引力做负功，动能增加 mv2，故分子斥力比分子引力多做 mv2的功，C 错误，D 正确。12 12答案 ABD11. (多选)如图 4 所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中( )14图 4A.测力计示数始终等于玻璃板的重力B.测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况C
20、.因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力D.因为拉起时还需要克服水分子对玻璃板分子的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力解析 玻璃板被拉起时，受到水分子的引力作用，故拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以 B、D 正确。答案 BD12.有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处向甲靠近，直到不能再靠近为止，此过程中：(1)若不考虑其他作用力，则整个过程中乙分子的加速度怎么变化？(2)不考虑其他作用力，乙分子的动能怎么变化？答案 (1)由于乙分子只受分子力作用，根据牛顿第二定律，乙分子的加速度与它所受的分子力成正比，也就是乙的加速度的变化与分子力的变化一致，即在整个过程中，乙分子的加速度大小是先增大后减小再增大，加速度的方向先是沿甲、乙连线指向甲，后是沿甲、乙连线指向乙。(2)根据动能定理，乙分子的动能变化量等于合力即分子力对乙分子所做的功，由于分子力对乙分子先做正功后做负功，所以乙分子的动能先增大后减小。
