第四节 分子间的相互作用力
学 习 目 标
重 点 难 点
1.通过实验知道分子间存在着间隙和作用力.
2.通过图象分析理解分子间同时存在斥力和引力，并且都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小得更快.
3.理解分子间作用力为斥力和引力的合力，明确什么条件下表现为斥力，什么条件下表现为引力.
1.分子间的作用力随分子间距离变化的规律．(重点)
2.能用分子力解释简单的现象．(重点)
3.分子间作用力随分子间距离变化的规律．(难点)
一、分子间的作用力
1．基本知识
(1)两段切面磨光的铅柱压紧后很难分开，说明分子间存在吸引力，固体、液体很难被压缩，说明分子间存在排斥力．
(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．
2．思考判断
(1)分子间既存在引力也存在斥力． (√)
(2)液体难于被压缩表明液体中分子力总是斥力． (×)
(3)气体分子之间总没有分子力的作用． (×)
3．探究交流
为什么物体能够被压缩，且压缩得越小，进一步压缩就越困难？
【提示】 分子间有空隙，所以物体能够被压缩，同时分子之间还存在着作用力，压缩到一定程度，分子之间的作用力表现为斥力，这时进一步压缩就比较困难．
二、分子力与分子间距的变化关系
1．基本知识
(1)当分子间的距离等于r0时(r0的数量级为10－10m)，分子间的引力和斥力相互平衡，这个位置叫作平衡位置．
(2)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rr0，分子力表现为引力．
(3)当物体被拉伸，r>10r0时，F引和F斥都迅速减为0，分子力为0.
(4)变化规律如图所示．
2．思考判断
(1)当物体被拉伸时，斥力减小，引力增大． (×)
(2)当物体被压缩时，斥力和引力均增大． (√)
(3)当物体被拉伸时，斥力和引力均减小． (√)
3．探究交流
“破镜不能重圆”指的是打碎的镜片不能把它们拼在一起利用分子力使镜子复原，你能解释其中的原因吗？
【提示】 因为只有当分子间的距离接近10－10 m时，分子引力才比较显著．破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能相互接近到距离很小的程度，绝大多数分子彼此间的距离远大于10－10 m，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们重新接在一起．
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．
对分子间作用力的理解
【问题导思】
1．分子间的引力和斥力是同时存在的吗？
2．分子间引力和斥力随分子间距离的变化存在怎样的变化规律？分子间何时表现出引力，何时表现出斥力？
3．当分子力等于零时，是不是说分子间无引力和斥力了呢？
1．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．特点
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，所以气体分子间作用力可忽略不计．
3．变化规律
如图所示
4．利用弹簧模型类比理解分子力与分子间距离变化的关系
为了形象地理解分子力，我们可以把相邻的两个分子想象成为用弹簧连接的两个小球，分析如下：
(1)当弹簧处于自然长度时，弹簧对它们没有作用力，这个弹簧的“原长”相当于r＝r0，如图所示．
(2)当有外力压缩它们时，弹簧缩短，它们之间的距离小于弹簧的“原长”，相当于r(3)当有外力拉伸它们时，弹簧伸长，它们之间的距离大于弹簧的“原长”，相当于r>r0，这时它们表现为引力，如图所示．
(4)当外力拉伸它们到弹簧超过了其弹性限度甚至失去弹性，相当于r>10r0时分子力非常微弱，可认为消失的情形，如图所示．
如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则( )
A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－15 m
B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－10 m
C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－10 m
D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－15 m
【审题指导】 解答该题的关键是：
(1)平衡位置时，引力等于斥力．
(2)引力、斥力随距离增大单调减小．
(3)斥力比引力变化快．
【解析】 表示引力的线与表示斥力的线的交点，横坐标表示分子间距r0，r0大约10－10 m，由分子力特点可知r>r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；r【答案】 C
关于分子力问题一定要从以下几方面加以认识
1．分子力是分子引力和分子斥力的合力．只是在不同的距离表现为不同的引力与斥力．
2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小．
3．分子力比较复杂，要抓住两个关键点，一是r＝r0时，分子力为零但引力和斥力大小相等，均不为零；二是r≥10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零，所以当rr0时，分子间距由r0增大到10r0，分子力先增大后减小．
1．当两个分子之间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间相互作用的引力和斥力的说法中正确的是( )
A．两分子间的距离小于r0时，它们之间只有斥力作用
B．两分子间的距离小于r0时，它们之间只有引力作用
C．两分子间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力
D．两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力
【解析】 分子间同时存在引力和斥力，故A、B错误；当rr0时，分子间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力，D正确．
【答案】 D
分子力的宏观表现及其与物态的关系
【问题导思】
1．物体所处的状态与分子之间的作用力有何关系？
2．能否用分子力解释日常生活中的现象？
1．分子间有相互作用的宏观表现
(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力以抗拒外界对它的拉伸．
(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力以抗拒外界对它的压缩．
(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力．固体有一定形状，液体有一定的体积，而固、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力．
2．分子力与物体三态不同的宏观特征
分子间距离不同，分子间的作用力表现也就不一样，物体的状态特征也不相同．
物态
分子及分子力特点
宏观表现
固态
①分子间的距离小
②作用力明显
③分子只能在平衡位置附近做无规则的振动
①体积一定
②形状一定
液态
①分子间距离小
②平衡位置不固定
③可以较大范围做无规则运动
①有一定体积
②无固定形状
气态
①分子间距离较大
②分子力极为微小，可忽略
③分子可以自由运动
①无体积
②无形状
③充满整个容器
(双选)下列说法正确的是( )
A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现
D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现
【审题指导】 分析该题应抓住以下关键点：
(1)气体分子运动特点决定气体体积特点．
(2)马德堡半球实验原理．
(3)分子间相互作用的常见表现．
【解析】 当水被压缩时，水分子间的距离要减小，此时分子间存在斥力，故水的体积很难被压缩，故A正确；
气体能充满整个容器，是因为气体分子间距离较大，分子间的作用力很小，故分子可以自由移动，不能证明分子间存在斥力，故B错误；
两球间为真空，而外界受大气压强的作用，要想把半球拉开应克服大气压强产生的压力，不是吸引力的表现，故C错误；
用力拉铁棒时分子间距离增大，分子间的引力使铁棒不断，故说明分子间存在吸引力，故D正确．
【答案】 AD
物体的形状或体积改变时，很容易体现分子力的特性，但并不是所有的形状或体积改变都是由分子间有相互作用力造成的，像溶解、吸引等现象一般不是由分子力作用而是物质的其他性质造成的，所以在判断此类问题时，一定要区分好是微观分子力的宏观表现还是其他力的表现.
2．(双选)对下列现象的解释正确的是( )
A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力
B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱
C．水很难被压缩，说明水分子间只存在斥力
D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起，是因为其分子间斥力作用的结果
【解析】 高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，所以A项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10多倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；水分子间既存在引力也存在斥力，所以C项错误；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，亦可重新接合，所以D项错误．
【答案】 AB
图解法分析分子力
如图所示，当a、b两分子分别位于A、B两点的距离等于r0，此时分子之间的吸引力和排斥力相等，合力为零．现将a分子固定在A点，用外力F作用于b分子，使其从非常接近A位置的C以很小的速度沿直线匀速向外侧D运动，如果取分子排斥(即向右)为正方向，那么在b分子运动的过程中，外力F随距离的变化情况的图象是( )
【审题指导】 做题时要明确图线中哪一点是对应平衡位置的距离；其次要分析哪一过程表现为引力，哪一过程表现为斥力；最后利用受力分析，根据力的平衡知识判断外力的大小与分子力大小的关系．
【解析】 设分子引力和分子斥力的合力(即分子力)为F，由于b分子从非常接近A位置的C以很小的速度沿直线匀速向外侧D运动，则其所受到的合外力为零，即b受到的外力F与分子力大小相等，方向相反，而分子力随距离的变化的图象如A项所示，所以外力F随距离的变化情况的图象应为B图所示．故正确答案应选B.
【答案】 B
分子力问题的分析方法
1．平衡位置时，引力与斥力大小相等，合力为零．
2．r>r0时，表现为引力；r3．引力、斥力均随距离变大而变小，斥力变化更快一些．
1．下列现象中不能说明分子间存在分子力的是( )
A．两铅块能被压合在一起 B．钢绳不易被拉断
C．水不容易被压缩 D．空气容易被压缩
【解析】 两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存在引力；而水不容易被压缩是因为分子间距小，轻微压缩都会使分子力表现为斥力，因此A、B、C都能说明分子间存在分子力．空气容易被压缩是因为分子间距大，而不能说明分子间存在分子力，因此选D.
【答案】 D
2．下面说法中不能用分子动理论来解释的是( )
A．衣箱里的卫生球，时间长了会变小
B．酒精瓶被打碎后，屋里很快就闻到酒精味
C．教室里扫除时，灰尘满屋飞扬
D．写作业出错时，常会用透明胶带粘贴在错误处，并用手抹几下使胶带与纸贴紧才能揭干净
【解析】 卫生球变小和闻到酒精味都是扩散现象，都是分子无规则运动的反映；而扫地时的灰尘飞扬则是外力作用的结果，不是分子动理论所反映的运动现象；用透明胶带粘贴错误的字迹是分子力的表现，故符合题意的选项是C.
【答案】 C
3．关于分子间作用力，下面说法中正确的是(其中r0为分子间平衡位置之间的距离)( )
A．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力
B．两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力
C．压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小
D．拉伸物体时，分子斥力和引力都减小
【解析】 分子间的引力和斥力是同时存在的，当r＞r0时，它们的合力表现为引力；当r＜r0时，它们的合力表现为斥力，故A、B选项皆错；当物质分子间距变化时，分子的引力和斥力同时增大或减小，故C错，D对．
【答案】 D
4．分子甲和分子乙距离较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再靠近的这一过程中( )
A．分子力总是对乙分子做正功
B．乙分子总是克服分子力做功
C．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功
D．先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功
【解析】 分子间存在着作用力，同时存在斥力和引力，当分子间距为r0时，两种力的合力为零，r＞r0时为引力，r＜r0时表现为斥力，当两个分子由较远到再不能靠近时，分子力对乙分子先做正功，后做负功．
【答案】 D
5．把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面(如图所示)．如果你想使玻璃板离开水面，用手向上拉橡皮筋，则拉动玻璃板的过程中( )
A．橡皮筋的拉力等于玻璃板的重力
B．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
C．因为拉起时还要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．无法判断
【解析】 玻璃板离开水面时水会发生分裂，由于水分子之间有引力存在，外力要克服这些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力．故C项正确．
【答案】 C
课件55张PPT。第一章 分子动理论第四节 分子间的相互作用力吸引力排斥力引力和斥力合力减小增大斥力√ × ×
引力斥力平衡位置<斥力>引力>00× √ √
电磁力原子核电子相互作用对分子间作用力的理解分子力的宏观表现及其与物态的关系图解法分析分子力 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(三)
(建议用时：45分钟)
1．下列现象能说明分子之间有引力的是( )
A．高压密闭的钢管中的油从管壁渗出
B．用粉笔在黑板上留下字迹
C．“酒香四溢”
D．磁铁能吸引铁质物质
【解析】 密闭的钢管中的油在高压下从管壁渗出，说明钢管分子间有间隙，故A错；用粉笔在黑板上留下字迹，说明分子之间存在引力，故B对；“酒香四溢”说明分子在不停地运动，故C错；磁铁吸引铁质物质是磁场力作用的结果，故D错．
【答案】 B
2．(双选)下列说法中正确的是( )
A．用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隙
B．煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在永不停息地运动
C．“破镜难圆”说明玻璃间的斥力比引力大
D．封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力
【解析】 用手捏面包，面包易被压缩，是因为面包内有空腔，并非分子间距所致．“空腔”是个宏观的“体积”，分子间距是微观量，无法直接测量，A错．两个物体相互接触时，由于扩散现象，会使分子彼此进入对方物体中，B对．“破镜难圆”是因为分子间的距离太大，分子引力与斥力都很小的缘故．故C错．液体很难被压缩，说明分子间有斥力，D正确．
【答案】 BD
3．(双选)图所示的是描述分子引力与分子斥力随分子间距离r变化的曲线，根据曲线图，下列说法中正确的是( )
A．r>r0时，分子间只有引力
B．rC．r＝r0时，F斥与F引大小相等
D．F引和F斥随r增大而减小
【解析】 分子间引力和斥力同时存在，引力和斥力都随r的增大而减小，随r的减小而增大；r＝r0时，引力等于斥力，合力为零．
【答案】 CD
4．甲、乙两分子，甲固定不动，乙从距甲大于r0(10－10 m)小于10r0的某点，以速率v0开始向甲运动，那么接近甲的过程中( )
A．乙一直做加速运动
B．乙一直做减速运动
C．乙先做加速运动后做减速运动，运动到距甲为r0时具有最大速度
D．乙先做减速运动后做加速运动，运动到距甲为r0时具有最小速度
【解析】 当r>r0时，分子力表现为引力，距离减小时，分子力做正功，分子动能将增大，分子速度将增大；当r＝r0时，速度最大；当r【答案】 C
5．(双选)通常情况下固体分子间的平均距离为r0，分子间的引力和斥力相平衡，由此可以判定，在通常情况下( )
A．固体膨胀时，分子间距离增大，分子力表现为引力
B．固体膨胀时，分子间距离增大，分子力表现为斥力
C．固体压缩时，分子间距离减小，分子力表现为引力
D．固体压缩时，分子间距离减小，分子力表现为斥力
【解析】 固体分子平均距离为r0，故膨胀时，分子间距离增大，分子力表现为引力；压缩时，分子间距离减小，分子力表现为斥力，故选A、D.
【答案】 AD
6．如图所示，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，则乙分子的速度最大处可能是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
【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．
【答案】 C
7．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的伸长或缩短的长度成正比，从分子间相互作用力跟分子间距离的关系图象来看，最能反映这种规律的是图中的( )
A．ab段 B．bc段
C．de段 D．ef段
【解析】 r＝r0时，分子间作用力为零，对应弹簧原长，无弹力，rr0时，分子间作用力表现为引力，对应弹簧被拉伸，由于bc段近似为直线，分子间的作用力与距离增大量或减小量成正比．因此选B.
【答案】 B
8．分子间同时存在着引力和斥力，若分子间引力、斥力随分子距离r的变化规律分别为f引＝、f斥＝，当分子力表现为斥力时，r必须满足( )
A．r< B．r>
C．r> D．r<
【解析】 当分子间的作用力表现为斥力时，实际上是分子间的斥力大于引力，根据题目要求可得f斥>f引，即>，整理可得r>，B正确．
【答案】 B
9．(双选)下列关于分子间引力和斥力的说法中，正确的有( )
A．两张纸潮湿后很难分开说明分子间存在引力
B．只有同种物质的分子间才存在分子力的作用
C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
D．表面平滑的太空船很容易“黏合”灰尘是因为分子力的作用
【解析】 两张纸潮湿后靠得更近，增加了分子间的距离，从而使引力表现出来，A正确；不同物质的分子之间也存在相互作用力，B错误；分子间距离减小，斥力和引力均增大，斥力增大得快，C错误；当表面平滑的飞行器在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞行器表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围，而发生“黏合”，因此是分子力的作用，D正确．
【答案】 AD
10．(双选)如图所示，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关系图象如图．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过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小
D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大
【解析】 乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误．
【答案】 AC
11．设r0为A、B两个分子间引力和斥力相等时A、B分子间的距离，在它们之间的距离从r1＝0.8r0变为r2＝10r0的过程中，它们分子间的引力将会________，分子间的引力和斥力的合力将会________．
【解析】 分子引力和斥力都与r有关，r增大，引力、斥力都减小，但是在rr0时表现为引力，即当r由r0到10r0过程中，表现为引力，因为r＝10r0时，分子力为零，所以F先变大后变小，即r由0.8r0到10r0过程中，F先减小后增大再减小．
【答案】 减小 先减小后增大再减小
12．最近几年出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等．摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成了一个整体．试用所学知识分析摩擦焊接的原理．
【解析】 摩擦焊接是利用分子引力的作用．当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，这是靠分子力的作用使这两个焊件成为了一个整体．
【答案】 见解析
