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物理选修3-3


高中物理选修3-3

第七章《分子动理论》

既然分子在做无规则运动,分子间 是否紧密排列、无空隙?

一、分子间有空隙.
1、实验:水分子间是否有空隙?

酒精和水混合.
水中滴墨水. 2、碳原子结构图: 3、空气容易被压缩:

液体分子间有间隙! 固体分子

间有间隙! 气体分子间有间隙!

演示:
将50ml水和50ml无水酒精倒入细 长玻璃管中,记住液面到达的高度, 振荡混合均匀后,再看液面到达的高 度。

现象:

分析原因:

思考1:

哪些现象还说明 分子间存在空隙?
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构图

思考2:分子间存在空隙,大量分 子却能聚集在一起形成固体或液体, 这是为什么呢?

演示:

两铅块被挤紧……

结论:

思考3:分子间存在吸引力与分子间有
空隙,矛盾吗?

分子间一定还存在排斥力!

思考4:什么现象可以证明分子间存
在斥力?

思考5:原子是由什么组成的?猜想
分子间既有引力又有斥力的原因。
引力 引力

斥力
斥力

分子间相互作用力是由原子内带正 电的原子核和带负电的电子间相互作用 而引起的.

物体处于稳定状态,假若分子 表现为吸引力,则其体积会 ; 假若分子表现为排斥力,则其体积 会 。

思考6:但物体的体积一般情况
下保持不变,这是为什么呢?

分子在运动,分子间是否有作用力?
二、分子间有引力和斥力.
(分子力是引力和斥力的合力)

拉伸物体需要用力. 实验:把两块纯净的铅压紧.
两块铅就合在一起. 压缩物体要用力.(不是气体)

引力作用

固体和液体的体积很难被压缩

斥力作用

三、分子间的作用力与距离的关系
1.分子力随分子间距的变化图
F 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥

横轴表示分子间的距离
0

r 负值表示F引

分子间同时存在相互作用的引力和斥力
分子间的作用力 有时表现为引力 分子间的作用力 有时表现为斥力

三、分子间的作用力与距离的关系
1.分子力随分子间距的变化图
F

0

r0

F斥

r
F引

F分表示合力,即分子力.

2.分子力随分子间距的变化规律
r0 0 F斥

F F斥 r0 F分 F引

r

F斥

F引

F引

(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥,分子力F分=0, 处于平衡状态. r>r
0

F斥

F引

F引

F斥

(2)当r>r0时,随r 的增加,F引、F斥都减小,F斥比F引
减小得快,F斥<F引,分子力表现为引力.

F r<r0 F斥
F引 F引

F斥

F斥 r0 F分
F引

10r0 r

(3)当r<r0时,随r的减小,F引、F斥都增大,F斥比F引增大得 快,F斥>F引,分子力(表现为斥力)增大.

(4)当r>10r0时,分子力等于0.

总结:(随r逐渐减小)
F引、F斥都增大, F分(表现为引力)先增大到某一值 然后减小到零, F分再反向增大(表现为斥力).

思考:
两铅块被挤紧,铅块就会黏在一起

“破镜为什么难重圆”?

思考:气体相对固体液体来说,在一定程
度上易于压缩,说明气体分子间距大,但达 到一定程度后也很难再继续压缩,这时是否 是克服分子间的斥力?

压缩气体也需要力,不说明分子间 存在斥力作用,压缩气体时需要的力是 用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁 (活塞)时对容器壁(活塞)产生的压 力.

四、分子动理论
1.内容:物体是由大量分子组成的,

分子永不停息的做无规则运动, 分子间存在着引力和斥力。
2.从总体来看,大量分子的运动表 现出一定的规律性,这种规律叫做 统计规律。(比如速率的大小)

●分子间同时存在着引力和斥力,都随分子间距离r的 增大而减小,随r的减小而增大,但斥力比引力变化的快 <r0 ●当分子间距r =r0 时分子力表现为 >r0 斥力 零 引力
F
F斥 r0

●当分子间距r的数量级大于10-9m时, 分子力可忽略不计。

F分
F引

r

1、分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成,则(A B ) A.F引和F斥同时存在;

B.F引和F斥都随分子间距增大而减小;
C. F引和F斥都随分子间距增大而增大; D.随分子间距增大,F斥减小,F引增大 .

解析:分子力是引力和斥力合力.

F引和F斥都随r增大而减小.

2、有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距

离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下
面关于分子力变化的说法正确的是(

A.分子间的斥力增大,引力变小;
B.分子间的斥力变小,引力变大;

CD

)

C.分子间的斥力和引力都变大,但斥力比引力变化快 ;

D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,
然后又从零逐渐增大到某一数值. 解析:根据图象的规律对比答案 就可选出正确答案.
F
F斥

r
F分 F引

把一块洗净的玻璃 板吊在细线的下端,使玻 璃板水平地接触水面(如 图所示).如果你想使玻 璃离开水面,必须用比玻 璃板重量大的力向上拉 细线.动手试一试,并解 释为什么?

玻璃板离开水面后,可以看到玻璃板下表面上仍 有水,说明玻璃板离开水时,水层发生断裂.
水分子发生分裂时,由于玻璃分子和水分子、 水分子之间存在引力,外力要要克服这些分子引力, 造成外界拉力大于玻璃板的重力.


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