第01章 第04节 分子间的相互作用力-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（粤教版选修3-3）

第四节　分子间的相互作用力 [目标定位]　1.知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．　2.知道实际表现的分子力是斥力和引力的合力，记住分子力随分子间距离变化的规律．　3.能用分子力解释简单的现象． [来源:学_科_网] 一、分子间的作用力 1．两段切面磨光的铅柱压紧后很难分开，说明分子间存在引力，固体、液体很难被压缩，说明分子间存在斥力． 2．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子力是分子间引力和斥力的合力． 3．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；斥力变化快． 二、分子力与分子间距的变化关系 1．当固体不被压缩和拉伸时，分子间距离r＝r0；当固体被压缩时，r＜r0，表现为斥力；当固体被拉伸时r＞r0，分子力表现为引力． 2．当物体被拉伸时，当r≥10r0时，F引和F斥都迅速减为零，分子力为零． 3．变化规律如图1－4－1所示． 图1－4－1 三、分子力的实质 分子间的作用力本质上是一种电磁力，分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力是由这些带电粒子的相互作用引起的． [温馨提示]　分子间距为r0时，并不是分子间无引力和斥力，只不过是引力和斥力大小相等，分子所受合力为零. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、正确认识分子间作用力 1．分子力的特点 (1)分子间总是同时存在引力和斥力，实际表现出来的是它们的合力． 图1－4－2 (2)分子间作用力随分子间距离而变化，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力的变化比引力的变化要快．(如图1－4－2所示) 当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0. 当r<r0时，F引和F斥都随分子间距离的减小而增大，但F斥增大得更快，分子力表现为斥力． 当r>r0时，F引和F斥都随分子间距离的增大而减小，但F斥减小得更快，分子力表现为引力． 当r≥10r0(10－9m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力(F＝0)． 可见：分子力是短程力，分子间的距离超过分子直径的10倍，即1 nm的数量级时，可以认为分子间作用力为零，气体分子间的作用力可忽略不计． 2．分子力F随距离变化的图象 如图1－4－2所示，当r<r0时，合力随距离的增大而减小；当r>r0时，合力随距离的增大先增大后减小． 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r<r0时，它们之间只有斥力作用 B．当分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，分子不受力 C．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在减小，且斥力比引力减小得快 D．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小 答案　C 解析　分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r＝r0时，F引＝F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当r<r0，F斥>F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． 针对训练1　两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，则下面说法正确的是(　　) A．相距为r1时，分子间没有斥力存在[来源:学科网] B．相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力 C．相距为r2时，分子间没有引力存在 D．相距为r1时，分子间的引力大于相距为r2时的引力 答案　B 解析　两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，因分子间同时存在引力和斥力，则选项A、C错误；因分子间相距为r2时，表现为斥力，随着距离的增大分子间的斥力减小，则分子间的斥力大于相距为r1时的斥力；分子间相距为r1时，表现为引力，随着距离的增大，分子间的引力减小，则分子间的引力小于相距为r2时的引力，故选项D错误，选项B正确． 图1－4－3 例2　如图1－4－3所示，为分子力随分子间距离变化图象，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处可能是(　　) A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 答案　C 解析　a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．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，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．故分子由a点到d点是先加速再减速，所以在c点速度最大，故C正确． 二、分子力的宏观表现 1．当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子