11-3 分子间的相互作用力

【目的】
1、知道分子间同时存在引力和斥力，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力
2、知道分子力的引力、斥力和合力随间距变化的规律
3、知道合力为零时的特殊值r0的数量级，知道合力趣于零时的分子间距是10 r0
4、能用分子力的规律解释某些简单的现象
【重点】
分子力的引力、斥力和合力随间距变化的规律；用分子力规律解释一些简单的现象
【教学难点】
分子间同时存在引力和斥力的理解
【教具】
铅块、小刀
【教学过程】
○、引入
学生答问：1、扩散现象能够说明什么样的问题？
2、大的布朗微粒和小的布朗微粒谁受到的分子撞击力的合力较大？
前面介绍了分子动理论的两个观点，今天继续学习第三个——
一、分子间存在相互作用力
理论论证：间隙→力的约束。
实验证明：演示——两块铅能够被压迫后粘在一起。
学生上台体验…
正面介绍其它素材…（粉笔的笔迹能留在黑板上；胶水…）
过渡：分子间的作用力的实质是什么？
二、分子间同时存在引力和斥力
探讨1：是不是由万有引力引起？
相距4×10-10 m的两个氦分子，万有引力是7×10-42 N，但测量表明，其间的分子力是6×10-23 N，他们相差1019倍！
探讨2：是不是弹力？
学生进行…
正面介绍：分子间的相互作用力是一种极其复杂的力，但从性质（产生的根）上讲，并不是一种基本力。它们是由组成一分子的电子及原子核与另一分子的电子及原子核相互作用而产生的。虽然每一个分子整体显现电中性，但当它们距离很近时，分子之间的电荷相互作用力会使每个分子的正电、负电物质的分布发生微妙的变化（可以理解为正电荷的“重心”和负电荷的“重心”不再重合；而且，距离越近，这种偏离就越严重），致使整体的合力不为零。计算表明，这种分析是合理。所以，分子力的实质是电磁力。
分子力的复杂性不仅仅体现在实质分析较难，还体现在另一个重要的事实：那就是，分子力同时存在引力和斥力。而我们通常感觉到的分子力则是引力和斥力的合力。
这一事实是怎么被检测和发现的呢？这里我们不便介绍。现在先介绍一下这两种力、以及它们的合力的变化规律——
三、分子力跟分子间距的关系
板图：教材P75图11- 6
1、引力图象介绍；
2、斥力图象介绍；
提问：这个图象表明，引力函数和斥力函数各自是增函数还是减函数（提示：对于矢量，这里只能谈大小的增减）？
学生：均为减函数。（补充介绍：它们是一个比较复杂的幂函数。）
提问：除了方向外，这两条图线还有什么区别？
学生：减小的幅度不同。（补充介绍：幂次方不同。）
3、合力图象介绍。描点；特殊点的位置描述（标示在图上：r0的数量级为10-10）…
提问：我们又该怎样描述合力函数的增减性？
学生：先减后增再减。（补充描述、板书：当r→10r0时，合力趣于零。）
提问：方向变化若何？
学生：排斥变为吸引。
这个合力的变化情况显然比较复杂，但我们如果和一些相关的事实联系起理解，就会发现这个规律的正确性——
事实1：固体或液体在常态下，既不会自发膨胀，也不会自发收缩…
事实2：当我们压缩固体或液体时，会感到非常吃力…
事实3：当我们拉伸物体时，会感到吃力…
事实4：被拉断的物体一般很难接上…
思考启示：从某种程度讲，分子力合力的这种变化规律，有点象什么力的变化
学生：弹簧弹力。（说明：定量规律当然复杂得多。）
四、小结
本节我们学习了分子力、分子力的变化规律。通过学习，我们知道了分子力是一种极其特殊的力，象这样性质相同又会同时施加两种作用的情形我们过去还没有遇到过。而且，人们宏观上的感受，必然只能感到分子力合力的效果。这就使得我们要记住分子力的特征很不容易。
五、作业布置
阅读教材；
教材P76第（1）（2）（3）（4）上作业本；
《优化设计》P61“夯实基础”部分，做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。
【教后感】
好，真的很好，一堂如此“边缘”的物理能够上出这样的感觉，非常不易。充分的准备是关键。对“变化规律”的挖掘程度很合适，事实的调用方面，分量也很恰当。学生能积极地反映，和谐地完成教与学的合作，整个堂活跃、融洽。
板书很少，但是少得有理、少得有力。
演示实验很费力，第二堂差一点没做成，上台的学生也基本上都是失望而归。这是一个遗憾，有不有改进的空间？

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