1.4 分子间的相互作用力（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（教科版）

该高中物理课件围绕分子动理论展开，核心知识点包括分子间作用力与距离的关系、分子势能及内能的概念，通过知识辨析（如分子势能变化、内能定义）衔接前后内容，构建从分子动理论基本内容到微观作用力再到能量概念的递进式学习支架。 其亮点在于运用“F-r图像”法和弹簧小球模型类比，体现科学思维中的模型建构与科学推理，结合典例解析和“一语破的”总结深化物理观念。学生能提升分析微观现象能力，教师可借助结构化资料高效开展教学。

1.分子间存在相互作用力 分子间存在引力,使大量分子在一定条件下聚集在一起形成固体或液体;分子间有间隙,却难 以被压缩,这种情况下分子之间的作用力表现为斥力。分子间的引力和斥力同时存在,实际 表现出的分子间作用力是引力和斥力的合力。 2.分子间作用力与距离的关系 分子间相互作用力F与分子间距离r有关,它们之间的关系图像如图所示。 必备知识 清单破 4 分子间的相互作用力 知识点1 分子间的作用力 第一章　分子动理论 高中同步   (1)当r<r0时,分子间作用力F>0,即表现为斥力,并且距离r越小,力F越大。 (2)当r=r0时,分子间作用力F=0,这个位置称为平衡位置。 (3)当r>r0时,分子间作用力F<0,即表现为引力。当距离r从r0处开始增大时,开始的一段,引力F 增大;到图中的r'处,引力F增至最大;r继续增大,引力F逐渐减小;当r增大到10r0左右时,引力F 可忽略不计。 (4)固体、液体分子间的距离通常在r0附近,多数情况下,液体分子间的距离比固体分子间的 距离略大。气体分子间的距离在10r0以上,所以气体分子间的作用力很小,通常可以忽略不计。 第一章　分子动理论 高中同步 分子势能与内能 1.分子势能 　　两个分子之间由于具有引力或斥力作用,它们组成的系统具有势能,叫作分子势能。分 子势能的大小由分子间的相对位置决定。 2.内能 (1)一切分子都在永不停息地做无规则的热运动,物体中所有分子的热运动的动能和分子势 能的总和,称为物体的热力学能,也称物体的内能。 (2)内能和机械能是两种不同的能量。内能源自分子无规则的热运动,用温度、体积等宏观 物理量来表征。机械能是物体做宏观运动具有的能量,与温度无关。 知识点2 第一章　分子动理论 高中同步 分子动理论 1.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。 2.意义:分子动理论是热力学的基础,用分子动理论可以解释很多热现象和物质的性质。 知识点3 第一章　分子动理论 高中同步 知识辨析 1.随着分子间距离r的变化,分子势能如何变化? 2.我们能否把一个分子的动能和势能的和叫作该分子的内能呢? 3.为什么说任何物体在任何情况下都有内能? 第一章　分子动理论 高中同步 一语破的 1.若分子间的初始距离r<r0,在分子间距离增大到r0的过程中,分子力表现为斥力,分子力做正 功,分子势能减小;若分子间的距离r>r0,r继续增大,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势 能增大。 2.不能。物体内能是指物体内部所有分子做无规则热运动所具有的动能和分子势能的总和, 内能是对大量分子而言的,对单个分子来说无意义,不存在某个分子的内能的说法。 3.内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和,由于组成物体的分子在永不停息 地做无规则运动,所以任何物体的分子都具有动能;分子间有相互作用力,因此分子间还有分 子势能,所以说任何物体在任何情况下都有内能。 第一章　分子动理论 高中同步 　　分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出的分子间作用力是引力和斥力的合力。对分 子间作用力的理解可采用以下两种方法。 1.“F-r图像”法 分子间的作用力F随分子间的距离r的变化情况,可以由F-r图像来直观表示,如图所示,其中的 虚线分别表示分子间的引力、斥力(r轴上方的虚线表示分子间相互作用的斥力,r轴下方的 虚线表示分子间相互作用的引力),实线表示分子间引力和斥力的合力(0<r<r0区间的实线表 示分子的合力表现为斥力;r>r0区间的实线表示分子的合力表现为引力)。 关键能力 定点破 定点1　对分子间作用力的理解 第一章　分子动理论 高中同步   (1)当r=r0时,F引=F斥,分子间的作用力为0; (2)当r>r0时,F引>F斥,分子间的作用力表现为引力; (3)当r<r0时,F引<F斥,分子间的作用力表现为斥力。 　　分子间作用力与分子间距离的关系: 第一章　分子动理论 高中同步 导师点睛    ①r=r0时,分子间的作用力等于零,并不是分子间无引力和斥力,而是此时引力与 斥力大小相等。 ②r=r0时,即分子处于平衡位置时,并不是静止不动,而是在平衡位置附近振动。 2.“模型”法(类比法)理解分子力 　　分子间的相互作用力类似于由弹簧连接着的两个小球间的相互作用力,如表所示: r=r0,F分=0 r<r0,F分表现为斥力 r>r0,F分表现为引力   l=l0,F弹=0   l<l0,F弹向外   l>l0,F弹向里 第一章　分子动理论 高中同步 1.对分子势能的理解 (1)分子力做功与分子势能的关系 　　分子力做功是分子势能变化的量度,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势 能增大。分子势能的减少量等于分子力所做的功,即W=-ΔEp=Ep1-Ep2。在F-r图像中,图线与横 轴所围的面积表示分子力所做的功,如图所示。 定点2　对分子势能与内能的理解  第一章　分子动理论 高中同步 a.当分子间距r>r0时,分子力表现为引力;若r减小,分子力做正功,分子势能减小。 b.当分子间距r=r0时,分子力为零。 c.当分子间距r<r0时,分子力表现为斥力;若r减小,分子力做负功,分子势能增大。 　　综上可知:分子间距r=r0时,分子力为零,分子处于平衡状态,分子势能最小(为负值)。 (2)分子势能的特点 a.分子势能是标量,其正负表示的是大小,具体的值与零势能位置的选取有关。 b.分子势能为零和分子势能最小的含义不同。一般选定分子间距离r为无穷远时的分子势能 Ep为零,分子势能最小的位置一定在r=r0处,且为负数。 c.分子势能同重力势能、弹性势能、电势能一样,都是与某种力对应、由相对位置决定的能 量,且该种力做功等于对应势能的减少量。 第一章　分子动理论 高中同步 2.对内能的理解 (1)内能的决定因素 　　内能是物体中所有分子的热运动动能和势能的总和。从宏观来看,物体的内能跟物质的 量、温度和体积有关;从微观来看,物体的内能取决于分子数、分子平均动能和分子间的距 离。温度发生变化,分子的平均动能发生变化;物体的体积发生变化,分子间的距离改变,分子 势能发生变化;内能还与物体所含的分子数有关。 第一章　分子动理论 高中同步 内能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 能量常见形式 分子动能、分子势能 动能、重力势能、弹性势能 能量存在原因 由物体内大量分子的无规则 运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动、物体形变、物体与零势能面的相对位置决定 影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的质量、运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变的程度 能否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零 联系 物体具有内能的同时也可以具有机械能。机械能增加时,内能不一定增加,但在一定条件下可以相互转化 (2)内能与机械能的区别和联系 第一章　分子动理论 高中同步 典例　如图所示,甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子间引力、斥力及 分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示,A、B、C、D为横轴上的四个特殊位置; E为两虚线a、b的交点【1】,现把乙分子从A处由静止释放【2】,则由图像可知 (　    ) A.虚线a为分子间斥力变化图线【3】,交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子间的作用力为零 B.虚线b为分子间引力变化图线,表明分子间引力随距离增大而增大 C.实线c为分子势能的变化图线【4】,乙分子到达C点时分子势能最小 D.乙分子从A到C的运动过程中一直做加速运动 A 第一章　分子动理论 高中同步 信息提取    【1】交点表示引力与斥力大小相等,合力为零。 【2】此时分子间的作用力表现为引力。 【3】与引力相比,斥力变化得快。 【4】分子势能图像的显著特点是在平衡位置处,分子势能最小,不为零。 第一章　分子动理论 高中同步 图形剖析       A→B表现为引力,分子间的作用力做正功,乙分子速度增大,分子势能减小;B→C表现为斥力, 分子间的作用力做负功,乙分子速度减小,分子势能增大。 第一章　分子动理论 高中同步 解析    分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,随分子间距离r的减小而增大,但 斥力变化得快,故虚线a为分子间斥力变化图线,虚线b为分子间引力变化图线,交点E表示分 子间的引力、斥力大小相等,分子间的作用力为零,选项A正确,B错误;实线c为分子势能的变 化图线,乙分子到达B点时分子势能最小,为负值,选项C错误;乙分子从A到C的运动过程中,分 子间的作用力先表现为引力后表现为斥力,分子间的作用力先做正功后做负功,速度先增大 后减小,选项D错误。 答案    A 第一章　分子动理论 高中同步 $