人教版高中物理選修7分子間的作用力

1、7.3分子間的作用力【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能知道分子間存在間隙，并能通過實例說明。知道分子間同時存在引力和斥力，實際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力。知道分子力為零時，分子間距離的數(shù)量級以及r增大到什么數(shù)量級時，分子力可忽略不計。知道分子間距離小于r0時，實際表現(xiàn)的分子力為斥力，斥力隨r的減小而迅速增大；知道分子間的距離大于r0時，實際表現(xiàn)的分子力為引力，引力隨r的增大而減小.二、過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言分析、思考、描述分子間作用力規(guī)律的能力。 物理離不開生活，能用分子力解釋日常生活中一些常見的現(xiàn)象。三、情感態(tài)度與價值觀 利用實驗和生活實例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 培養(yǎng)學(xué)生實踐一認(rèn)識（規(guī)律）一

2、實踐（解決實際問題）的思想?！窘虒W(xué)重難點】 重點：分子間存在的引力和斥力的特點。 難點：對分子間的作用力跟分子間距離關(guān)系的理解和掌握?！緦W(xué)情分析及教學(xué)思路】學(xué)情分析：從學(xué)生年齡特征來看，學(xué)生處于高二年級，對本節(jié)知識有一定的接受能力，但對分子間作用力等微觀概念辨別能力還欠缺。從學(xué)生的知識基礎(chǔ)來看，初中學(xué)過熱學(xué)的入門知識，但是學(xué)生遺忘較多，對于微觀世界往往比較抽象，學(xué)生接觸也比較少，學(xué)習(xí)有點困難，但是只要學(xué)生學(xué)好力學(xué)的相關(guān)知識，再加上前面兩節(jié)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，通過教師合理引導(dǎo)，聯(lián)系生活中的實例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)質(zhì)疑、交流探究，獲得新知，一定能把本節(jié)學(xué)好。教學(xué)思路：構(gòu)建主義認(rèn)為學(xué)習(xí)

3、不是教師向?qū)W生傳遞知識的過程，而是學(xué)生建構(gòu)自己的知識和能力的過程。所以本教學(xué)設(shè)計的基本思想是以學(xué)生為主，教師提出問題，然后合理引導(dǎo)，學(xué)生通過推理分析，比較討論和歸納總結(jié)不斷提高學(xué)生知識和能力。分子間作用力是微觀領(lǐng)域的力，學(xué)生很難理解大量分子的相互作用是什么樣的，所以設(shè)計好幾個演示實驗特別重要，此外還大量舉出生活中的事例，體會分子問的作用力。本節(jié)教學(xué)重點是分子間的作用力與距離關(guān)系曲線的理解，教學(xué)中通過知識問題化，問題的層次化，層層遞進(jìn)，降低難度，使學(xué)生易于接受。分子間的作用力是復(fù)雜的，所以在研究時還采用模型法，在教學(xué)中將分子間的作用力與彈簧兩端連接的兩個小球間的相互作用力的模型進(jìn)行類比，使學(xué)生可

4、以更形象、更直觀理解分子間的相互作用力?！窘虒W(xué)過程】（一）新課引入擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動不但說明分子永不停息地做無規(guī)則的運動，同時也說明了分子之間是有間隙的；水和酒精混合后的體積小于兩者原來體積之和，說明液體分子之間也有空隙。組成物體的分子間雖有空隙，但大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體而不分散開，這表明分子間存在相互吸引力，那么分子間還存在其它的力嗎？分子間的相互作用力有什么特點？這就是我們要研究的問題？（二）新課教學(xué)1、分子間存在相互作用力【演示】長玻璃管內(nèi)，分別注入水和酒精，混合后總體積減小。把金塊和鉛塊壓緊，兩塊鉛就合在一起?！咎釂枴窟@兩個實驗說明了什么問題？【學(xué)生】水和酒精混合總體積減

5、小說明液體分子間存在空隙，把金塊和鉛塊壓在一起，它們的分子能夠擴(kuò)散到對方的內(nèi)部說明固體分子不但是運動的，它們之間也存在空隙?！窘處煛坎祭蔬\動和擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動，同時也說明了分子間存在間隙，否則它就不能做無規(guī)則運動了?！就评怼恳环矫娣肿娱g有空隙，另一方面固體和液內(nèi)大量分子能聚集在一起而具有一定體積和形狀，這兩個方面的事實使我們不難推出分子間存在相互吸引力?！狙菔尽堪岩粔K洗凈的玻璃板吊在細(xì)線的下端，使玻璃板水平地接觸水面，如果你想使玻璃離開水面，必須用比玻璃板重量大的力向上拉細(xì)線.動手試一試，并解釋原因。用力拉伸物理時，很難把它拉斷；而用力壓縮一物體，很難把它壓小?！咎釂枴?/p>

6、這兩個實驗說明了什么問題？【學(xué)生】玻璃板離開水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，說明玻璃板離開水時，水層發(fā)生斷裂，水分子發(fā)生分裂時，由于玻璃分子和水分子、水分子之間存在引力，外力要要克服這些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力。用力拉伸物體，很難把它拉斷，說明了分子之間存在引力，大量的分子間的引力宏觀上反映出來就是反抗拉伸的彈力；用力壓縮一固體，很難把它壓小，說明分子之間存在斥力，大量的分子間的斥力宏觀上反映出來就是反抗壓縮的彈力?！咎釂枴客瑢W(xué)們能否再舉出幾個例子來說明分子間的引力和斥力？【學(xué)生】壓縮氣體需要外力，固體和液體很難壓縮說明分子間存在斥力。將兩塊鉛塊壓在一起能粘在一塊，說明分子

7、間有引力。最近幾年出現(xiàn)了很多新的焊接方式，如摩擦焊接和爆炸焊接是利用分子引力?！咎釂枴坑械奈矬w中的分子存在著引力，有的存在著斥力，還是引力和斥力同時存在呢？舉例說明?！緦W(xué)生】物體很難被拉長，也很難被壓縮，說明引力和斥力是同時存在的?！究偨Y(jié)】分子間相互作用的特點：分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出來的分子力是兩者的合力。分子間的引力和斥力只與分子間的距離（相對位置）有關(guān)。2、分子間的相互作用力與距離的關(guān)系【教師】由于分子是由原子組成的，原子內(nèi)有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子，因此，分子間的相互作用力十分復(fù)雜，研究表明：分子間同時存在引力和斥力，某些情況下表現(xiàn)為引力，在某些情況下表現(xiàn)為斥力，

8、它們的大小都跟分子問的距離有關(guān)?！居懻摗孔屑?xì)閱讀課本第8頁上的圖7.3-2和相關(guān)知識，思考以下問題此圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各表示什么意思？隨著分子間距離的增大，引力和斥力各有什么變化，哪個變化得更快？在圖上作出一個分子所受另一個分子的斥力和引力的合力隨分子間距離變化圖象?！緦W(xué)生】橫坐標(biāo)表示分子之間的距離，縱坐標(biāo)分子之間相互作用力，其中正值表示斥力，負(fù)值表示引力。隨著分子間距離的增大，引力和斥力都在變小，從圖上可以看出斥力減小更快。取r=OP時，這個分子所受斥力的大小可以用線段PC長度來表示，所受引力的大小用PD的長度來表示，從C向下作CQ=P才是線段PQ的長度就代表了合力F的大?。篎F斥F引，同理

9、再作出其它幾個代表點，連成平滑的曲線，這就是圖中的紅線，它表示分子的斥力和引力的合力隨分子間距離變化圖象?！咎釂枴繌膱D上可以看出，當(dāng)兩個分子之間的距離由ro逐漸減小時，分子合力迅速增大，當(dāng)兩個分子之間的距離由ro逐漸增大時，分子間相互作用力的合力會出現(xiàn)一個極大值，請同學(xué)們舉出生活中的實例來說明？【學(xué)生】用力壓縮液體，會受到很大的阻力。用力拉斷一根鉛絲的過程中，所用的力必須達(dá)到一定限度。【總結(jié)】 當(dāng)rro時，F(xiàn)斥，分子間引力和斥力相平衡，分子處于平衡位置，其中ro為分子直徑的數(shù)量級約為1010米。當(dāng)rro時，F(xiàn)引F斥，對外表現(xiàn)的分子力F為斥力。當(dāng)rro時，QF斥，對外表現(xiàn)的分子力F為引力。當(dāng)r1

10、0r時，分子間相互作用力變得十分微弱，可認(rèn)為分子力F為零?！咎釂枴糠肿娱g的作用力有些像彈簧連接著兩個小球間的作用力，請同學(xué)們畫出rro,rr0,rr0三種情況下它們之間的引力、斥力和合力的受力示意圖？【學(xué)生】自主活動并完成圖示rroOvmwMJ-rOWAWvWvO【教師】組成物體的單個分子運動有一定規(guī)律嗎【學(xué)生】通過擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動及分子動理論“分子在永不停息的做無規(guī)則運動”得出組成物體的單個分子的運動是無規(guī)律的?！窘處煛看罅糠肿拥倪\動有一定規(guī)律嗎？【演示】伽爾頓板實驗【學(xué)生】單獨看各個分子的運動是無規(guī)則的，帶有偶然性，但大量分子的運動有一定的規(guī)律性。這種規(guī)律就叫統(tǒng)計規(guī)律，大量分子的集體行為

11、受統(tǒng)計規(guī)律的支配?！拘〗Y(jié)】分子間同時存在相互作用的引力和斥力，它們都隨距離r增大而減小，而且斥力減小得更快。 當(dāng)rr時，F(xiàn)斥，分子處于平衡位置，其中r的數(shù)量級約為1010米。當(dāng)rr。時，F(xiàn)引F斥時，對外表現(xiàn)的分子力F為斥力。當(dāng)rr。時，F(xiàn)引F斥時，對外表現(xiàn)的分子力F為引力。當(dāng)r10r0時，分子間相互作用力變得十分微弱，可認(rèn)為分子力F為零?！镜湫屠}】例1當(dāng)物體被拉伸時，物體內(nèi)分子間相互作用力的變化是（B）A.斥力和引力都增大，但引力比斥力增大得更快B.斥力和引力都減小，但斥力比引力減小得更快C.斥力減小，引力增大D.斥力消失，只有引力例2兩個分子甲和乙相距較遠(yuǎn)（此時它們之間的分子力可忽略），設(shè)

12、甲固定不動,乙逐漸靠近甲，直到不能再靠近為止的整個過程中（D）A.分子力總是對乙做正功B.乙總是克服分子力做功C.先是乙克服分子力做功；然后分子力對乙做正功D.先是分子力對乙做正功；然后乙克服分子力做功例3有兩個分子，設(shè)想它們之間相隔10倍直徑以上的距離，逐漸被壓縮到不能再靠近的距離，在這過程中，下面關(guān)于分子力變化的說法正確的是（CD）A.分子間的斥力增大，引力變小B.分子間的斥力變小，引力變大C.分子間的斥力和引力都變大，但斥力比引力變化快D.分子力從零逐漸變大到某一數(shù)值后，逐漸減小到零，然后又從零逐漸增大到某一數(shù)值例4試從分子動理論的觀點，說明物體的三態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）為什么有不同的宏

13、觀特征？【解析】固體分子間的距離非常小，分子間的作用力很大，其分子只能在平衡位置附近做小范圍的無規(guī)則運動.因此，固體不但具有一定的體積，還具有一定的形狀。液體分子間的距離比較小，分子間的作用力也相當(dāng)大，但與固體分子相比，液體分子可在平衡位置附近做范圍較大的無規(guī)則運動，而且液體分子的平衡位置是不固定的，是不斷地移動，因而液體雖然具有一定的體積，卻沒有固定的形狀。氣體分子間距離很大，由于分子力是短程力，所以，彼此間的作用力極為微小，其分子除了在與其他分子或器壁碰撞時有相互作用力外是不受其他作用力的.因而氣體分子總是做勻速直線運動，直到碰撞時，才改變方向，所以，氣體沒有體積，也沒有一定的形狀，總是充

14、滿整個容器的?！眷柟叹毩?xí)】一、填空題1、分子間引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出來的分子力是。2、固體都很難壓縮，主要原因是。3、分子間相互作用的平衡位置r。是指位置，它的數(shù)量級為m當(dāng)分子間距的數(shù)量級大于r。時，分子力可以忽略不計。4、兩個分子間引力和斥力的平衡距離r。的數(shù)量級是布，口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體分子間距離約為m,分子間作用力為。5、常溫下當(dāng)你用手去壓一塊橡皮的時候，會明顯感覺到橡皮有抗拒壓縮作用。當(dāng)你用手去拉這塊橡皮的時候，也會明顯感覺到橡皮有反抗拉伸的作用，請用分子運動論的觀點解釋其中道理二、選擇題6、下列現(xiàn)象可說明分子間有引力的是（）A、正、負(fù)電荷相互吸引B、磁體吸引附近的小鐵釘C、

15、用粉筆寫字在黑板上留下字跡D、用電焊把兩塊鐵焊在一起7、分子間的斥力和引力隨分子間距離增大而變化的情況是（）A、引力增大，斥力增大B、引力減小，斥力減小C、引力增大，斥力減小D、引力減小，斥力增大8、下列說法中正確的有（）A固體很難被拉伸，這是因為拉伸時固體分子間的分子力表現(xiàn)為引力R液體很難被壓縮，這是因為壓縮時液體分子間的分子力表現(xiàn)為斥力C氣體被壓縮時有時需要用較大的力，這是因為氣體被壓縮時其分子間的分子力表現(xiàn)為斥力D固體和液體很難被壓縮，這是因為固體和液體的分子間沒有空隙9、關(guān)于分子力，下面說法正確的是（）A、分子引力不等于分子斥力時，違背了牛頓第三定律R兩物體分子間引力的合力等于萬有引力C分子間相互作