第1章 第4节 分子间的相互作用力 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（教科版2019）

第4节　分子间的相互作用力 核心素养导学 物理观念 (1)知道分子间相互作用力及分子力与分子间距离的关系。 (2)知道分子势能，了解分子势能与分子间距离的关系。 (3)知道内能，了解内能与机械能的区别。 (4)知道分子动理论的基本内容。 科学思维 学会用图像分析分子间作用力与分子势能和分子间距离的关系。 科学探究 通过实验观察分子间的相互作用力。 科学态度与责任 能够用本节学习的知识解释生产和生活中的一些现象。 一、分子间存在相互作用力 1．当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。 2．当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。 二、分子间作用力与距离的关系 1．当r<r0时，分子间的作用力F>0，表现为斥力。 2．当r＝r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置。 3．当r>r0时，分子间的作用力F<0，表现为引力。 三、内能　分子动理论 1．分子势能 (1)定义：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能。 (2)分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。 2．内能 物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和。 3．分子动理论的基本内容 物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着引力、斥力。 1.图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，这说明了什么？ 提示：说明了分子之间存在引力。 2．物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子能聚在一起形成液体或固体而不散开？ 提示：由于分子间存在引力，引力使分子聚集在一起而不散开。 3．当两分子距离为平衡距离r0时，分子间作用力F＝0，此时分子势能一定为零吗？ 提示：不一定，当两分子从距离大于r0处逐渐靠近过程中分子间作用力先做正功，后做负功，分子势能先减小后增大，相距r0时最小，但不一定为零。 4．从微观上说，分子平均动能的大小与温度有关，而分子势能的大小跟分子间距离有关。判断下列说法正误： (1)物体的体积增大，分子势能一定增大，体积减小，分子势能一定减小。(×) (2)物体运动的速度越快，内能越大。(×) (3)某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零。(×) 新知学习(一)|分子力与分子间距离变化的关系 [重点释解] 1．分子力的性质：根据现代分子结构理论，分子由原子组成，原子又是由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子形成的电子云组成的，可见，分子是一个复杂的带电系统，毫无疑问，分子间的作用力应属于电磁力。 2．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。 (2)分子间作用力随分子间距离而变化，当分子间的距离大于r0时，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。 (3)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。 3．分子力与分子间距离变化的关系 (1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置。 (2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：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。 (3)分子力弹簧模型：分子间的相互作用力像弹簧连接着的两个小球间的相互作用力。小球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示。 分子力F随分子间距离r的变化关系图像 分子间距离 分子力 分子力弹簧模型 r＝r0 零 象征分子力合力为零r＜r0 表现为斥力，且分子力随分子间距的增大而减小 象征分子力的合力为斥力r＞r0 表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小 象征分子力的合力为引力 [典例体验] [典例]　(多选)将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的关系图像如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放，则(　 ) A．乙分子从r3到r1一直加速 B．乙分子从r3到r2过程中分子间作用力表现为引力，从r2到r1过程中分子间作用力表现为斥力 C．乙分子从r3到r1过程中，分子间作用力先增大后减小 D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，分子间作用力先减小后增大 [解析]　由图像可知，乙分子从r3到r1过程中，分子间作用力一直表现为引力，且分子间作用力先增大后减小，分子间作用力和运动方向相同，说明乙分子一直做加速运动，故A、C正确，B错误；乙分子距离甲最近时一定在r1的左侧，可知乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，分子间作用力