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分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化,而分子力是引力和斥力的合力。这种问题是考试的热点,并且对多数同学而言也是难点。
一、分子力与分子间距离的关系
分子之间同时存在着相互的引力和斥力,这两个力的合力即为所表现出来的分子之间的作用力。分子力与分子间距离有关。
分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系如下:
1、当分子间距离r=r0时(r0为10-10m),分子间的引力与斥力平衡,此时二力的合力为零,即分子间作用力为零,则此时分子所处的位置是平衡位置。
2、当分子间距离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,故斥力大于引力,因此分子间作用力表现为斥力(此时的引力仍然存在)。
3、当分子间距离r>r0时,分子间引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小得更快,故引力大于斥力,因而分子间的作用力表现为引力(此时斥力仍然存在)。
注意事项:(1)分子之间发生相互作用力的距离很短,当分子之间的距离超过分子直径的10倍时,可以认为分子之间的作用力为零。
(2)分子间距离为r0时并不是分子间没有引力和斥力,此时的分子也并不是静止不动的。
(3)分子间引力和斥力总是同时存在,当分子间距离发生变化时它们同时变化,只是斥力变化得更快一些。
二、典型例题
例1 关于分子间相互作用力的以下说法中,正确的是(
)。
A、当分子间的距离r=r0时,分子力为零。说明此时分子间既不存在引力,也不存在斥力
B、分子力随分子间的距离r的变化而变化,当r>r0时,分子间的引力和斥力都增大,但引力比斥力增加得快,故分子力表现为引力
c、当分子间的距离r0时,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增加得快,故分子力表现为斥力
D、当分子间的距离r>10-9m时,分子间的作用力可以忽略不计
解析:分子力表现为引力还是斥力跟分子间的距离有关。当r=r0时,引力和斥力同时存在,只是作用互相抵消,分子力表现为零。所以,选项A不正确。当r>r0时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但斥力减小得更快,分子间的相互作用表现为引力。所以,选项B不正确。当r0时,分子间引力和斥力随距离的减小而增大,但斥力比引力增长得更快,分子间的相互作用表现为斥力。所以。选项c正确。当分子间的距离超过它们的直径10倍以上时,相互作用就变得十分微弱,可以认为分子力等于零。所以,选项D正确。故答案为CD。
例2 分子间有相互作用势能,规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零。设分子a固定不动,分子b以某一初速度从无穷远处向a运动,直至它们之间的距离最小。在此过程中,a、b之间的势能(
)。
A、先减小,后增大,最后小于零
B、先减小,后增大,最后大于零
C、先增大,后减小,最后小于零
D、先增大,后减小,最后大于零
解析:一般根据分子力做功的情况判断分子势能的变化情况。分子力做正功时,分子势能减小;分子力做负功时,分子势能增大。题中分子“固定不动,分子6以某一初速度从无穷远处向“运动,直至它们之间的距离最小。在此过程中,分子力先表现为引力后表现为斥力,所以分子力先做正功后做负功,因而a、b之间的势能先减小后增大。由于分子b有一初速度,根据能量守恒,a、b距离最小时分子势能必定大于零。故答案为B。
(责任编辑 赵 平)
一、分子力与分子间距离的关系
分子之间同时存在着相互的引力和斥力,这两个力的合力即为所表现出来的分子之间的作用力。分子力与分子间距离有关。
分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系如下:
1、当分子间距离r=r0时(r0为10-10m),分子间的引力与斥力平衡,此时二力的合力为零,即分子间作用力为零,则此时分子所处的位置是平衡位置。
2、当分子间距离r
3、当分子间距离r>r0时,分子间引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小得更快,故引力大于斥力,因而分子间的作用力表现为引力(此时斥力仍然存在)。
注意事项:(1)分子之间发生相互作用力的距离很短,当分子之间的距离超过分子直径的10倍时,可以认为分子之间的作用力为零。
(2)分子间距离为r0时并不是分子间没有引力和斥力,此时的分子也并不是静止不动的。
(3)分子间引力和斥力总是同时存在,当分子间距离发生变化时它们同时变化,只是斥力变化得更快一些。
二、典型例题
例1 关于分子间相互作用力的以下说法中,正确的是(
)。
A、当分子间的距离r=r0时,分子力为零。说明此时分子间既不存在引力,也不存在斥力
B、分子力随分子间的距离r的变化而变化,当r>r0时,分子间的引力和斥力都增大,但引力比斥力增加得快,故分子力表现为引力
c、当分子间的距离r
D、当分子间的距离r>10-9m时,分子间的作用力可以忽略不计
解析:分子力表现为引力还是斥力跟分子间的距离有关。当r=r0时,引力和斥力同时存在,只是作用互相抵消,分子力表现为零。所以,选项A不正确。当r>r0时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但斥力减小得更快,分子间的相互作用表现为引力。所以,选项B不正确。当r
例2 分子间有相互作用势能,规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零。设分子a固定不动,分子b以某一初速度从无穷远处向a运动,直至它们之间的距离最小。在此过程中,a、b之间的势能(
)。
A、先减小,后增大,最后小于零
B、先减小,后增大,最后大于零
C、先增大,后减小,最后小于零
D、先增大,后减小,最后大于零
解析:一般根据分子力做功的情况判断分子势能的变化情况。分子力做正功时,分子势能减小;分子力做负功时,分子势能增大。题中分子“固定不动,分子6以某一初速度从无穷远处向“运动,直至它们之间的距离最小。在此过程中,分子力先表现为引力后表现为斥力,所以分子力先做正功后做负功,因而a、b之间的势能先减小后增大。由于分子b有一初速度,根据能量守恒,a、b距离最小时分子势能必定大于零。故答案为B。
(责任编辑 赵 平)