知识点
(1)认识分子间的相互作用力
(2)分子力随分子间距的变化规律
知识环节
教师活动
演示实验
媒体引入
两个铅柱本身没有相粘。接着我们用刀将两个铅柱的断面削平,并将他们对齐压紧,发现两个铅柱结合在一起了,我们把结合后的铅柱挂在铁架台上,在下面加挂重物。可以看到一定数目的勾码并没有将他们分开,是什么力使得他们结合的这么紧呢?这就是这节课我们要讲的分子间的相互作用力。
实验演示:将两个断面削平磨光的铅柱对齐压紧,发现他们可以连接在一起,并在下面可以挂一定的重物。
分子间的相互作用力
这个实验很好的说明了物体分子间有相互吸引力,正是这种引力将两个铅柱紧紧的连接在了一起,也正是由于这种力,才使得大量分子聚集在一起,形成了固体和液体。那么在实验中,我们为什么先要将铅柱的断面削平磨光呢?这主要因为分子间的引力发生作用的距离非常小,通过这样的方法,我们可以让两个铅柱间分子的距离尽可能的减小。我们还知道,固体和液体是很难压缩的,即使是气体,当压缩到一定程度的时候也很难再继续压缩,这些现象说明分子间除了引力外还存在着斥力。进一步的研究表明,斥力发生作用的距离比引力发生作用的距离还要小。研究表明,分子间的引力和斥力是同时存在的,它们的大小都和分子间的距离有关,如图所示,斥力在横轴上方,引力在横轴下方,它们均随着分子间距离的增大而减小,随着分子间距离的减小而增大。分子间表现出来的作用力实际上是引力和斥力的合力。
播放实验视频以及ppt分析
分子力随分子间距的变化规律
下面我们来分析分子力随分子间距的变化情况
(1)当分子间的距离等于时,引力和斥力相互平衡,分子间的作用力为零。我们把这个位置称为平衡位置。的大小与分子的大小差不多,数量级约为 m。
(2)当r<时,随着r的减小,引力和斥力都增大,但是斥力比引力增大得快,斥力大于引力,分子力表现为斥力。所以合力也就是分子力的图像应在横轴的上方。
在图中如何表示出斥力增大得比较快呢?这可以从图像的斜率上看出来。上面表示斥力的线比较陡,而下面表示引力的线比较平坦。
(3)当r>时,随着r的增大,引力和斥力都减小,并且引力总是大于斥力,分子力表现出引力。此时分子力的图像应在横轴的下方。
那么图线到底要怎样画呢?我们刚刚分析过位置时,分子力为零。由于分子间的引力和斥力发生作用的距离都很小,所以可以认为在在无限远处分子间的相互作用力也为零,中间的这一段引力必定会在某一位置出现分子力的最大值。如图所示。
(4)当分子间的距离大于10时,分子间的作用力十分微小,可以忽略。分子力为零。
故假如一个分子从10的地方开始逐渐靠近另一个分子,他们间的相互作用力应当是先表现出引力,这个力先增大到最大值,之后又减小,在平衡位置时分子力减小为零。之后表现出斥力,并且斥力越来越大。
问题
把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,先使玻璃板水平地接触水面,然后向上拉玻璃板,使它离开水面,会发现这时所用的力会大于玻璃板本身所受的重力,这是为什么呢?
这个问题,留给大家课后思考吧。
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