1.2分子热运动与分子力课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册（共38张ppt）

(共38张PPT)
高二—粤教版—物理—选择性必修三第一章
分子热运动与分子力
基础知识回顾
物质是由大量分子组成的。
气体间的扩散
液体间的扩散
二氧化氮和空气
红墨水和水
一.扩散现象
固体间的扩散
煤和墙壁
基础知识
气体间的扩散
液体间的扩散
二氧化氮和空气
红墨水和水
一.扩散现象
基础知识
气体间的扩散
液体间的扩散
二氧化氮和空气
红墨水和水
一.扩散现象
固体间的扩散
煤和墙壁
基础知识
一、扩散现象
扩散：物理学中把由于分子不停地运动而产生的物质迁移现象称为扩散。
1.说明了物质中的分子在不停地做无规则运动，温度越高，物质扩散得越快。
2.分子间有间隙。
物理学史上有没有更有力的实验去证明分子是做无规则运动的呢？
(一).扩散现象能够说明物质分子的哪些特征？
(二).应用举例：制作茶叶蛋、腌制食物；生产半导体器件时，在高温条件下利用分子的扩散，可以在纯净半导体材料中掺入其他元素。
布朗是英国的一位植物学家。1827年，布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，惊奇地发现这些花粉微粒在不停地做无规则运动。
二、布朗运动
思考：
1.光学显微镜下看到的微粒是什么？是水分子或者颜料分子吗？
2.哪种微粒的运动会更加明显？
3.这些微粒的运动有什么特征？
实验探究
该图是每隔5秒微粒位置的连线,它是微粒的轨迹吗
思考：
1.光学显微镜下看到的微粒是什么？是水分子或者颜料分子吗？
2.哪种微粒的运动会更加明显？
3.这些微粒的运动有什么特征？
颜料微粒
微粒越小，运动越明显。
做无规则运动
不是
不是分子
定义：人们把悬浮在液体或气体中的微粒做的这种无规则运动叫做布朗运动．
二、布朗运动
不是分子
布朗运动是怎么样产生的呢？
布朗运动的成因
布朗运动是大量液体分子对悬浮微粒的不平衡性撞击引起的,是大量液体分子不停地做无规则运动所产生的结果。
F
F
悬浮微粒的无规则运动
间接反映
液体内部的分子在不停地做无规则运动
定义：人们把悬浮在液体或气体中的微粒做的这种无规则运动叫做布朗运动。
二.布朗运动
1.布朗运动是怎么样产生的呢？
大量液体分子对悬浮微粒的不平衡撞击所引起的,是大量液体分子不停地做无规则运动所产生的结果。
影响布朗运动是否明显的因素是什么？
为什么微粒越小，布朗运动越明显？
微粒越小
每一瞬间受到液体分子撞击的数目少
受力极易不平衡
微粒越大
同时跟它撞击的分子数多
受力的平均效果几乎平衡
质量大，惯性大
运动状态难改变
为什么温度越高，布朗运动就越明显？
温度越高，液体分子运动越剧烈。液体分子对微粒的碰撞次数将增加，而且每次撞击作用将增强。这就使微粒的受力不平衡现象加剧，从而使微粒的布朗运动更加明显。
定义：人们把悬浮在液体或气体中的微粒做的这种无规则运动叫做布朗运动。
二、布朗运动
1.布朗运动是怎么样产生的呢？
大量液体分子对悬浮微粒撞击的不平衡性造成的，是大量液体分子不停地做无规则运动所产生的结果。
2.影响布朗运动是否明显的因素是什么？
（1）悬浮微粒的大小，颗粒越小，布朗运动就越明显。
（2）温度越高，布朗运动越明显。
布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，是宏观现象，这一宏观现象是由液体（或气体）分子做无规则运动这个微观的原因造成的。
尽管布朗运动不是分子的运动，但它能间接地反映出分子运动的无规则性。
3.研究布朗运动的意义
一束光射入教室，我们看到悬浮在空气里的尘埃微粒在 不停地飞舞，尘埃微粒的运动是布朗运动吗？为什么？
1.观察方式
2.微粒运动的原因
3.观察到的情景
思考：
不是
人的肉眼能分辨的最小距离约为10-4 m
做布朗运动的微粒的直径大约是10-7m到10-5m
扩散现象和布朗运动的区别与联系：
物理学中把物质内部大量分子的无规则运动称为热运动。
现象 扩散现象 布朗运动
研究对象 分子 固体微小颗粒
区别 是分子的运动,发生在任何两种物质之间。 是比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生。
共同点 (1)都是不停地做无规则运动; (2)都随温度的升高而更加激烈
温度是物质内部分子无规则运动剧烈程度的量度。
扩散现象、布朗运动与分子热运动的对比
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
研究对象 分子 固体微小颗粒 分子
区别 是分子的运动,发生在任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生 是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到
共同点 (1)都是永不停息地无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈
联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子不停地做无规则的热运动
三、分子力
既然分子在不停地做无规则运动，那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢
猜想：分子间存在相互作用的引力
思考：
1．分子间存在相互作用的引力
（如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开。）
2．分子间存在相互作用的斥力
（如：固体和液体很难被压缩 ）
三、分子力
引力和斥力发生作用的距离很小
3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。
分子间的作用力本质上是一种电磁力。分子由原子组成，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。
F
F斥
F引
0
r
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
负值表示F引
斥力、引力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力减小得快。
4.分子力与分子间距离的关系
分子力和分子间距的变化图
F
F斥
F引
r0
0
r
（1）当r=r0时，F引＝F斥，分子力F分＝0；
F引
F引
F斥
F斥
r0
平衡位置
r0的数量级约为10-10m
4.分子力与分子间距离的关系
分子力和分子间距的变化图
F
F斥
F引
F合
r0
0
r
(2).r＜r0时，F斥＞F引，分子力表现为斥力；
F引
F引
F斥
F斥
r＜r0
(3).r＞r0时，F斥＜F引，分子力表现为引力；
F引
F引
F斥
F斥
r＞r0
(4).当r＞10r0时，分子力约等于0；
斥力、引力都随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得快。
例如：气体分子可以自由运动
分子力和分子间距的变化图
F
F斥
F引
F合
r0
0
r
4.分子力与分子间距离的关系
假如，现在有一个分子，从距离另一个分子10r0的位置开始逐渐向其靠近。那么它们之间的分子力是如何变化的呢？
关键点：找出引力和斥力的分界点r0的位置。
注意：分子力是矢量，所以正负号只代表方向不同。
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).如果要使玻璃离开水面,则必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线才可以.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、水分子和水分子之间存在引力，外力要克服这些分子引力的作用，造成外界拉力大于玻璃板的重力．
思考：
物质是由大量分子组成的
分子总在不停地做无规则运动，运动的剧烈程度与物质的温度有关
分子间存在相互作用的引力和斥力
扩散现象
布朗运动
分子力与分子距离的关系
分子动理论
课堂总结
课后请大家阅读教材第十页中《壁虎脚下的秘密》，揭秘壁虎是如何妙用分子力的。
例题1.(多选)下列现象中，能够说明分子在不停地做无规则运动的是（　　）
A．秋风吹拂，树叶纷纷落下
B．将香水瓶盖打开后能闻到香味
C．含有泥沙的水经过一定时间会变澄清
D．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上,经相当长的一段时间再把它们分开,会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的
BD
(属于宏观物体的机械运动)
(属于宏观物体的机械运动)
例题2．下列关于布朗运动的说法，正确的是（　　）
A．是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著
C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动
D．当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止
C
例题3.下列关于热运动的说法中正确的是(　　)
A．分子热运动是指扩散现象和布朗运动
B．分子热运动是物体被加热后的分子运动
C．分子热运动是大量分子做永不停息的无规则运动
D．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越激烈
解析　扩散现象和布朗运动证实了分子的热运动，但分子热运动不是指扩散现象和布朗运动，A错误；分子热运动是指大量分子做永不停息的无规则运动，物体被加热、不被加热，其分子都在进行着热运动，故B错误，C正确；分子热运动是物体内部分子的运动，属微观的范畴，与物体的宏观运动没有关系，也与物体的物态没有关系，故D错误．
C
例题4.两分子间的作用力 F 与分子间距 r 的关系图线如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．r B．r1随r的增大而逐渐增大
C．r＝r2时，此位置为平衡位置
D．r>r2时，两分子间的引力随r的
增大而增大，斥力为零
B
关键点：找出引力和斥力的分界点的位置。
注意：分子力是矢量，所以正负号只代表方向不同。
例题5.俗话说“破镜难圆”，然而在光学镜头制作中有一种工艺，是将两个镜面研磨得非常光滑后把它们贴放在一起，不用任何黏合剂它们就会紧紧地粘在一起。而通常焊接钢梁，是用电焊机将钢梁的断面熔化从而将钢梁连接起来。请根据分子力的特性来解释这些现象。
分子力作用的范围较小，当分子间距离大于10-9m时，分子作用力就十分微弱了。由于从微观上来看，固体的表面是非常粗糙的，当将两块普通的固体物块（如两块镜子或钢块）叠放在一起时，大多数分子间的距离还是很大，分子间作用力的合力还是很小。将镜面研磨得非常光滑，或通过电焊机将钢梁的断面熔化，使之变为液态，都可以使足够多的分子间的距离减小到分子引力可以有效发挥作用的范围。这样只依靠分子间的引力就可以将两物体紧紧地连接在一起了。