人教版物理高二年级《分子间的相互作用力》教学设计之一.doc

[高二物理教案11-3]
11.32 分子间的相互作用力

一、教学目标：
通过本节课的复习，使学生系统掌握分子动理论的基本内容，能够运用分子动理论的知识解决实际问题。
二、重点难点：
分子间相互作用力的特点是本节课的复习重点，分子动理论的实际应用是教学难点。
解决方案：例题精讲和适当练习
三、教学方法：
复习提问，讲练结合，学案导学，课件演示
四、教具
计算机、投影仪、大屏幕、多媒体课件
五、教学过程
（一）知识回顾
1、分子动理论的基本内容是什么？
分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
2、测定分子的大小和阿伏加德罗常数有什么方法？
测定分子的大小可以用单分子油膜法；知道物质的摩尔体积和物质分子直径，就可以测定阿伏加德罗常数。
3．有什么现象说明分子永不停息地做无规则运动？什么叫布朗运动？布朗运动是怎样产生的？为什么把大量分子的无规则运动叫做热运动？
扩散现象、布朗运动说明分子永不停息地做无规则运动。液体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动，叫布朗运动。布朗运动是由于液体分子的撞击不平衡性产生的。分子的无规则运动剧烈程度与温度有关系，温度越高，分子运动越剧烈，就把大量分子的无规则运动叫做热运动。
4．什么事实可以说明分子间存在着引力和斥力？仔细研究图1，说明分子间作用力的特点。

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，使我们推理得出分子之间一定存在着相互吸引力；固体和液体很难被压缩，说明分子之间存在相互作用的斥力。
分子之间的相互作用力和分子间距离有关系。当分子间距离等于r0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，相当于距离为r0的位置叫做平衡位置。当分子间距离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。
（二）例题精讲
【例１】分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，则 [　　　 ]
A．f引和f斥是同时存在的．
B．f引总是大于f斥，其合力总表现为引力．
C．分子之间的距离越小，f引，越小，f斥越大．
D．分子之间的距离越小，f引越大，f斥越小．
分析　 分子之间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小和合力都与分子间距有关．
分子间距越小时，引力和斥力都越大．当r＜r0时，斥力的增大更快，合力表现为斥力；反之，当r＞r0时，斥力的减小更快，合力才表现为引力．所以B、C、D都错．
答　 A．
【例2】　 试估算水分子的直径约为____米(阿伏伽德罗常数NA=6×1023摩-1)。
【分析思路】　 根据阿伏伽德罗常数来计算，再补充上两个隐含条件，即设1摩尔水，则其质量为M=1.8×102千克，其密度为ρ=1.0×103千克/米3，据此，可进行计算。

假设水分子为球形，一个紧挨一个排列。
解　 1摩水的体积为：

每个水分子的体积为：

则水分子的直径d为：

【例3】　 在标准状态下，水蒸汽分子间的距离大约是水分子直径的多少倍？
【分析思路】　 这是一道估算题，题中未提任何数据，应挖掘题中的隐含条件。设水蒸汽在标准状态下的摩尔体积为V0=22.4升/摩=22.4×10-3米3/摩，水的摩尔质量M=1.8×10-2千克，水的密度ρ=1.0×103千克/米3。且设水分子是紧密排列的。
【解题方法】　 据公式NAL3=V0和NAd3=M/ρ可求出。
解： 水蒸汽分子间距离

水分子的直径为
所以

(三) 课堂练习
1．下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是　　　 [　　　 ]
A．气体容易被压缩．
B．高压密闭的钢筒中的油从筒壁渗出．
C．两块纯净的铅压紧后合在一起．
D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动．
2．钢铁和水都不易被压缩．主要原因是　　　　　　　 [　　　 ]
A．分子间已没有空隙．
B．分子时刻做着热运动．
C．分子间没有引力．
D．分子间距减小时会出现很大的斥力．
3．分子间的引力和斥力随距离增大的变化情况是　　　　 [　　　 ]
A．引力增大，斥力增大．
B．引力减小，斥力减小．
C．引力增大，斥力减小．
D．引力减小，斥力增大．
4．当分子之间的距离等于r0时，分子间的作用力为______；当分子之间的距离小于r0时，分子间的作用力随着距离减小而______；当分子之间的距离大于r0时，分子间的作用力随着距离增大而______；当分子之间的距离为______以上时，可认为分子间已无相互作用．
（四） 能力训练
5．从下列哪一组数据可以算出阿伏伽德罗常数？　　 [　　 ]
A．水的密度和水的摩尔质量
B．水的摩尔质量和水分子的体积
C．水分子的体积和水分子的质量
D．水分子的质量和水的摩尔质量
6．甲、乙两个分子相距较远，它们间的分子力为零，当它们逐渐接近，直到不能再接近的全过程中，分子力大小的变化和分子力做功的情况是　　[　　]
A．分子力逐渐增大又逐渐减小，分子力总是做正功
B．分子力逐渐增大，总是做负功
C．分子力先增大后减小，分子力先做正功后做负功
D．分子力先增大后减小，最后又增大，分子力先做正功后做负功
7．关于布朗运动的下列说法中正确的是　　　　 [　　 ]
A．悬浮在液体中的固体小颗粒所作的无规则运动叫布朗运动
B．固体小颗粒周围的液体分子所作的无规则运动叫布朗运动
C．布朗运动说明固体小颗粒周围的液体分子在作无规则运动
D．布朗运动说明固体小颗粒内部分子在作无规则运动
8．试从分子动理论的观点，说明物体三态（固态、液态、气态）为什么有不同的宏观特征？
提示： 可以根据分子间距的不同，使得分子间相互作用力也不同的特点去解释．
参考答案：
1．C． 2．D． 3．B． 4．零；增大；减小；10-9m．
5．D． 6．D． 7．A，C．
8． 固体分子间的距离非常小，分子之间的作用力很大，其分子只能在平衡位置附近作范围很小的无规则振动．因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状．
液体分子间的距离比较小，分子之间的作用力也相当大，但与固体分子相比，液体分子可以在平衡位置附近作范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的，是在不断地移动．因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状．
气体分子间距离很大，彼此间的作用力极为微小，其分子除了在与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外可以认为不受其他作用力．因而气体分子总是作匀速直线运动，直到碰撞时才改变方向．所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状，总是充满整个容器．
教学建议：
1．为了培养学生理解所学知识，并能利用所学知识解决实际问题的能力，通过例题精讲、适当练习来实现是有效的方法。
2．对分子引力和斥力随距离变化的曲线的理解，引导学生抓住曲线上的几个关键点，例如分子力零、分子力较大、分子力较小等点来理解分子力与分子间距离之间的关系。