分子间的作用力教案

分子间的作用力教案

‎ ‎ 分子间的相互作用力 ‎ ‎ ‎ 第三节 分子间的相互作用力 一、教学目标：1．理解分子间同时存在相互作用的引力、斥力以及所表现出的分子力。‎ ‎2．掌握分子力随分子间距离变化而变化的定性规律，了解在固体、液体、气体三种不同物质状态下分子运动的特点。3．通过学习，培养学生的逻辑推理能力。‎ 二、重点、难点的分析：1．重点：一是通过演示实验和事实，推理论证出分子之间存在着引力和斥力；二是正确理解分子间作用力与分子间距离关系的曲线的物理意义。‎ ‎2．难点：理解分子间作用力跟分子间距离关系的曲线的物理意义。‎ 三、教具：盛有20ml的酒精和有红色颜料的水的量筒、两个圆柱形铅块（端面刮光、平滑）。‎ 四、教学过程 ‎（一）引入新课 ‎1．布朗运动和扩散现象说明分子不停地做无规则运动，同时还说明什么？‎ 回答：说明分子间有空隙，否则分子便不能运动了。‎ ‎2．固体、液体有固定的形状或固定的体积，这说明分子之间可能存在着相互作用力。分子间相互作用力有什么特点？这是今天要学习的问题。‎ ‎（二）新课教学 ‎1．分子间有空隙 演示实验：将量筒内的水和酒精混合，观察混合后总体积的变化。‎ 提问学生：水和酒精混合后总体积如何变化？这个实验说明了什么问题？‎ 总结归纳学生的回答：水和酒精混合后总体积变小。上述实验可以说明液体的内部分子之间是有空隙的。同样气体的内部分子之间也是有空隙的。就是钢铁这样坚固的固体的分子之间也有空隙，有人用两万标准大气压的压强压缩钢筒内的油，发现油可以透过筒壁溢出。‎ 前面第一节讨论分子的大小时，认为固体和液体分子是一个挨一个排列的，那只是估算分子直径的数量级而做的设想，实际上分子大小比估算值要小，中间存在着空隙，但数量级还是正确的。‎ 一方面分子间有空隙，另一方面，固体、液体内大量分子却能聚集在一起形成固定的形状或固定的体积，这两方面的事实，使我们推理出分子之间一定存在着相互作用力。‎ ‎2．分子之间同时存在着引力和斥力。‎ 4‎ ‎ ‎ ‎（1）分子之间同时存在着引力和斥力 演示实验：两个圆柱体形铅块，当把端面刮平后，让它们端面紧压在一起，合起来后，它们不分开，而且悬挂起来后，下面还可以吊起一定量的重物。‎ 提问学生：上述实验说明了分子之间存在着什么作用力？还有什么事实可以说明？‎ 回答：上述实验说明了分子之间存在着吸引力，还有平时人们用力拉伸物体时，不易拉断物体。‎ 运用反证法推理，如果分子之间只存在着引力，分子之间又存在着空隙，那么物体内部分子都吸引到一起，造成所有物体都是很紧密的物质。但事实不是这样的，说明必然还有斥力存在着。‎ 提问学生：由哪些实验事实，可以判断得出分子之间有斥力？‎ 综合学生的回答，总结出：固体和液体很难被压缩，即使气体压缩到了一定程度后再压缩也是很困难的；用力压缩固体（或液体、气体）时，物体内会产生反抗压缩的弹力。这些事实都是分子之间存在斥力的表现。‎ ‎（2）分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系。‎ ‎①经过研究发现分子之间引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。‎ 图2‎ ‎②由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力（即分子力）随距离变化的情况。 当两个分子间距在图象横坐标r0距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r0的数量级为10-10m，相当于r0位置叫做平衡位置。‎ 分子间距离当r＜r0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力。当r＞r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了。在图2中表示分子间距离r不同的三种情况下，分子间引力斥力大小的情况。‎ ‎3．固体、液体和气体的分子运动情况。‎ 4‎ ‎ ‎ 分子动理论告诉我们物体中的分子永不停息地做无规则运动，它们之间又存在着相互作用力。分子力的作用要使分子聚集起来，而分子的无规则运动又要使它们分散开来。由于这两种相反因素的作用结果，有固体、液体和气体三种不同的物质状态。‎ ‎（1）提问学生：固体与液体、气体比较有什么特征？‎ 总结学生回答的结果，说明固体为什么有一定的形状和体积呢？因为在固体中，分子间距离较近，数量级在10-10m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动。‎ ‎（2）液体分子运动情况。‎ 固体受热温度升高，最终熔化为液体，对大多数物质来说，其体积增加10％，也就是说分子之间距离大约增加3％。因此，液体分子之间作用力很接近固体情况，分子间有较强的作用力，分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动。但由于分子间距离有所增加，使分子也存在移动性，所以液体在宏观上有一定的体积，而又有流动性，没有固定的形状。‎ ‎（3）液体汽化时体积扩大为原来的1000倍，说明分子间距离约增 间除碰撞时有相互作用力 外，彼此之间一般几乎没有分子作用力，分子在两次碰撞之间是自由移动的。所以气体在宏观上表现出没有一定的体积形状，可以充满任何一种容器。‎ 五、课堂小结 ‎1．分子之间同时存在着引力和斥力，分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减少，但斥力随距离的增大减小得更快。由于分子间的斥力和引力同时存在，每个分子受到这两种力的合力叫做分子力，分子力大小及方向随分子间距离大小而改变。‎ ‎2．固体、液体、气体三种状态的分子之间距离不同，分子之间作用力的变化也由大到小至几乎不计。造成固、液、气三种物质状态的特性不同。‎ ‎3．分子动理论的内容是：物体是由大量分子组成的，分子做永不停息的无规则热运动，分子之间存在着引力和斥力。分子动理论是建立在大量实验事实基础上的，这一理论是解释、分析热现象的基本理论。‎ 课堂练习：‎ ‎1．用分子动理论的知识解释下列现象：（1）水和酒精混合后，总体积减小。‎ ‎（2）洒在屋里的一点香水，很快就会在屋里的其他地方被闻到。 （3‎ 4‎ ‎ ‎ ‎）高压下的油会透过钢壁渗出。 ‎ ‎（4）温度升高，布朗运动及扩散现象加剧。（5）固体不容易被压缩和拉伸。‎ ‎2．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3）。如果你想使玻璃板离开水面，用手向上拉橡皮筋，拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力？动手试一试，并解释为什么？‎ 正确答案是：拉力会大于玻璃板的重力。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。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。‎ 六、说明：教师与学生相互讨论，共同参与，通过对实验事实的分析、研究，培养学生根据已知事实，进行分析、判断、推理的能力,避免一节课自始至终采用教师单独表演、学生被动接受的方法。‎ 4‎