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4.1 分子间作用力

分子动理论的基本观点 · 高二
讲清楚它是什么

定义 分子间作用力是分子之间存在的微弱相互作用,包括引力和斥力,随距离变化而改变。

从哪来 本节为高二物理第1讲起点,图谱中未记录前置知识点,故基于高中物理力学基础及微观粒子概念直接引入。

为什么 分子由原子构成,原子核带正电,电子云带负电。当两个分子靠近时,若距离较大,正负电荷分布的不对称性导致异种电荷相互吸引(引力);若距离极近,电子云重叠导致同种电荷(电子-电子、核-核)强烈排斥(斥力)。引力与斥力同时存在,合力表现为分子间作用力。其本质是电磁相互作用在微观尺度上的宏观表现。

类比法
适合形象思维强、抽象概念理解困难的学生。 将分子比作两个带磁性的软铁球。当它们离得远时,像磁铁一样互相吸引;当它们挤得太近时,像两个硬球碰撞一样互相排斥。强调“既吸引又排斥”是同时发生的,合力决定最终效果。
图像分析法
适合逻辑推理能力强、擅长读图的学生。 直接展示分子间作用力F与距离r的关系曲线图。指出r0(平衡距离)是曲线与横轴交点,此时F=0。r>r0时F表现为引力(曲线在横轴下方或上方,视坐标系定义,通常规定引力为正或负需统一),r
实验现象反推法
适合喜欢动手实验、从现象归纳规律的学生。 演示“压缩固体/液体困难”和“拉伸固体/液体需要力”的实验。问:为什么压缩需要很大的力?(因为分子太近,斥力主导)。为什么拉伸需要力?(因为分子变远,引力主导)。从宏观现象反推微观存在两种相反的力。
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练一道
基础题
两个分子甲和乙,初始相距很远,现让甲固定,乙向甲靠近。请描述乙受到的分子间作用力F的大小和方向如何变化。
变式
已知某物质分子间作用力F与距离r的关系满足:当r=r0时F=0;当r>r0时F为引力;当r
试试手自己判
检测题
两个分子从相距很远处由静止开始相互靠近,直至达到最近距离。在此过程中,分子间作用力做功情况是( ) A. 一直做正功 B. 一直做负功 C. 先做正功,后做负功 D. 先做负功,后做正功
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
学生能正确选择C,并能解释:
1. r > r0时,引力方向与位移方向相同,做正功(动能增加)。
2. r < r0时,斥力方向与位移方向相反,做负功(动能减少)。
若学生选A或B,说明未理解力的方向变化;若选D,说明混淆了引力和斥力的作用阶段。
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