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分子间斥力、引力作用关系

分子间斥力、引力作用关系
分子间斥力、引力作用关系

分子间相互作用力与分子势能的学习,要理解并记住四句话和一个关系。这四句话:

〔1)分子间同时存在引力斥力;通常所说的分子力是指引力和斥力的合力。

(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。

(3)分子间距离对斥力的影响比对引力的影响小,即距离增大(或减小)相同量,分子斥力减小(或增大)的量比引力大.

(4)分子间距离的大小决定了分子力的性质。

即分子距离r<r0,(r0=10*10 米),斥力大于引力,分子力表现为斥力; r=r0,斥力等引力,分子力为零; r>r0,斥力小于引力,分子力表现为引力。

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以上四句话中注意以下两点:

1、第(3)和第(4)句话有因果关系(3)是因(4)是果.如图1所示,第(3)句话反映在该图上,就为斥力图线比引力图线陡。

设在小于r0范围内分子间距离从r1增大到r2由图可知相同距离变化引起的引力和斥力变化量ΔF引,ΔF斥.有ΔF斥>ΔF 引.在此范围内把ΔF斥和ΔF引合成.合力显然为斥力.同样若在大于r0处将引力,斥力合成,合力显然为引力。

2.分子引力和斥力由图(1)知,它们随分子间距离变化而呈单调变化。但它们的合力分子力却不是隋分子间距离变化呈单调变化.在不同r 处将F 引、F 斥逐一合成,其合力F 随r 的变化如图2所示.

分子力的功是分子势能变化的量度。分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增加,分子势能变化量就等于分子力所做的功量

一个关系是: 分子力的功是分子势能变化的量度。分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增加,分子势能变化量就等于分子力所做的功量。 图1

分子势

能在微观上与分子间距离有关(宏观上表现为体积),当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,因为分子势能是相对的.分子势能与分子间距离的关系如上图所示.分子势能可与弹性势能对比学习,分子相距平衡距离时相当于弹簧的平衡位置,但对比学习时,也要注意两者的区别.

分子间斥力、引力作用关系

分子间相互作用力与分子势能的学习,要理解并记住四句话和一个关系。这四句话: 〔1)分子间同时存在引力斥力;通常所说的分子力是指引力和斥力的合力。 (2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。 (3)分子间距离对斥力的影响比对引力的影响小,即距离增大(或减小)相同量,分子斥力减小(或增大)的量比引力大. (4)分子间距离的大小决定了分子力的性质。 即分子距离r<r0,(r0=10*10 米),斥力大于引力,分子力表现为斥力; r=r0,斥力等引力,分子力为零; r>r0,斥力小于引力,分子力表现为引力。 ------------------------------------------------------- 以上四句话中注意以下两点: 1、第(3)和第(4)句话有因果关系(3)是因(4)是果.如图1所示,第(3)句话反映在该图上,就为斥力图线比引力图线陡。 设在小于r0范围内分子间距离从r1增大到r2由图可知相同距离变化引起的引力和斥力变化量ΔF引,ΔF斥.有ΔF斥>ΔF 引.在此范围内把ΔF斥和ΔF引合成.合力显然为斥力.同样若在大于r0处将引力,斥力合成,合力显然为引力。

2.分子引力和斥力由图(1)知,它们随分子间距离变化而呈单调变化。但它们的合力分子力却不是隋分子间距离变化呈单调变化.在不同r 处将F 引、F 斥逐一合成,其合力F 随r 的变化如图2所示. 分子力的功是分子势能变化的量度。分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增加,分子势能变化量就等于分子力所做的功量 一个关系是: 分子力的功是分子势能变化的量度。分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增加,分子势能变化量就等于分子力所做的功量。 图1 图

分子引力与斥力

斥力和引力是分子之间的相互作用力,只有外力要改变他们的距离的时候才表现出来. 物体的分子之间是有距离的,这个距离是随温度(内能)的改变而改变的,在一定温度下这个距离是一定的。 若外力使这个距离增大(如掰开物体)那么分子之间的相互作用力就呈现为引力,这个力使你不易掰开物体。 若外力使这个距离减小,那么分子之间的相互作用力就呈现为斥力.所以压缩物体很困难. (很难把固体和液体压缩,就能说明分子间存在斥力) 1)经过研究发现分子之间的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。 (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。两个分子在一定距离,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,位置叫做平衡位置r0。 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^-10m时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不计了。。 1、分子间的斥力和引力随分子间距离增大而变化的情况是 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 解析:分子间引力和斥力的同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力同时减小,只是斥力减小得更快,分子间表现为引力,当分子间距离减小时,引力和斥力同时增大,只是斥力增大得更快,分子间表现为斥力,所以分子间作用力是引力和斥力的合力表现。B对。 思路分析:分子间引力和斥力的同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力同时减小 2、物体中分子间的引力和斥力是同时存在的,则对其中的引力和斥力下列说法正确的是: A、当物体被压缩时,斥力增大,引力减小; B、当物体被压缩时,斥力、引力都增大; C、当物体被拉伸时,斥力减小,引力增大; D、当物体被拉伸时,斥力、引力都减小 解析:因为分子间作用力与分子间距离有关,距离小于平衡时的距离,引力斥力都增大,但是斥力增加的更快一些。 距离大于平衡时的距离时,引力斥力都减小,但是斥力减小的更快一些。所以, 答案是B 、D 分子和分子之间有一个“安全”距离,这个距离的数量及一般在10的-10次方,此时引力等于斥力,当分子间距离小于这个距离时,表现为斥力; 一定限度内大于这个距离时,分子间力表现为引力,达到一定程度时,两分子就互相脱离

从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化快慢

从导函数的变化趋势看分子间斥力与引力变化的快慢 黄宝松 (武汉市江夏区一中 湖北 430200) 高中物理教材以及许多物理资料中都认为分子间斥力与引力都随分子间距离增大而减 小,都随距离减小而增大,但斥力随距离变化总是比引力快。贵刊2004年第10期于正荣和 季亚清两位老师在《分子间的斥力一定比引力变化快吗?》一文(以下简称原文)中提出了 不同的看法。如图1所示,粗线表示分子间总的作用力 的变化,细线分别表示分子间斥力和分子间引力的变 化,其中r 0表示分子间的平衡距离,r 1表示当分子间总 的作用力为引力最大值时分子间的距离。原文认为当 r r 1时,引力与斥力都随距离的增大而减小,但却 是引力减小得更快;所以不能笼统地说斥力一定比引力 变化快。笔者非常赞同两位老师的这一观点,并采用和两位老师不同的方法加以说明。 在大学普通物理热学教材中,关于分子间作用力可以近似地用半经验公式来表示: F =r s λ-r t μ (s>t ) 其中,r 是两个分子中心间的距离,λ、μ、S 、t 都是正数,需根据实验数据确定,第 一项是正的,代表斥力,第2项是负的代表引力。对于分子斥力和引力变化谁更快的问题, 热学教材中没有给出进一步的结论。 以下我用导数的方法作如下推证。用函数f 1=r s λ 表示分子斥力的大小,用函数f 2=r t μ 表 示分子引力的大小。 1. r 0与r 1的表达式 当分子间斥力与引力大小相等时,分子间总的作用力F 为零,此时分子间的距离即为平 衡距离。由f 1= f 2可求得此时 r=r 0=t s -μ λ 由F =r s λ-r t μ 求导得F /=-S λr -S-1-(- t μr -t-1) 当F /=0时F 有极值,此时分子间距离即为r 1 r=r 1=t s t s -μ λ 2. 表示分子斥力和引力随距离变化快慢的的函数 可以用f 1导数的绝对值表示斥力变化的快慢,φ1表示f 1导数取绝对值构成的函数: φ1=| f 1/|=S λr -S-1 用f 2导数的绝对值表示引力变化的快慢,φ2表示f 2导数取绝对值构成的函数, 同样可 以得到:

引力与斥力问题

引力与斥力问题 《自然杂志》19卷4期的 ‘探索物理学难题的科学意义'的 97个悬而未决的难题: 1.自然界是否存在五种以上的基本作用力?5.负引力存在吗? 1998年12月29日《科技日报》评选出世界十大科技新闻之一:宇宙中存在反引力,1998年美国《科学》杂志评选出世界十大科技突破之一:宇宙中存在反引力. 谈到广义相对论时,爱因斯坦说:“这理论主要吸引人的地方在于逻辑上的完备性.从它推出的许多结论中,只要有一个被证明是错误的,它就必须被抛弃;要对它进行修改而不摧毁其整个结构,那似乎是不可能的.” 笔者认为宏观世界以及宇观世界中引力与斥力的关系类似于微观世界中分子的引力与斥力的关系,也就是说具有全息现象. 分子力实际上来源于多个方面,精确的计算与各分子内部结构有很大关系,会变得十分复杂.对于无极性分子,两分子间作用力可近似用以下半经验公式表示: t s r r r F μλ -=)( 其中正表示排斥力,负表示牵引力;r 为两分子间距,λ、μ、s 、t 为常数,随两分子不同而不同,且s>t.这种力的特点是 ? 在某一个值r 0以内,分子里表现为排斥力并且随r 减小而急剧上升; ? 在r 0以外表现为牵引力,分子力逐渐增大,到某最大值后减小; ? 力程短,在r 约为r 0十倍时已几乎为零.

由此,对无极性分子间的相互作用势能有以下几个常用曲线.一个典型且常用的模型是兰纳-琼斯势,该势能仅与两分子间距有关,具有球对称性,其函数解析式为: ])(2)[()(601200r r r r E r E p p -= 其中,r 为两分子距离,E p0为分子势能的势阱(势能最低处的势能绝对值),r 0为势阱处两分子间距.E p0与r 0需要对于具体分子通过实验确定. 对兰纳-琼斯势在排斥力部分简化,成为苏则朗势(Sutherland potential ),即: ???=∞-6) ()(r d E p r E d r d r ≤> 其中E 、d 为常数,因分子而异.满足苏则朗势的气体称为范德瓦尔斯气体,分子力又称作范德瓦尔斯力,满足范德瓦尔斯方程. 对苏则朗势在引力部分再次简化,成为刚球势,即: {∞ =0)(r E p d r d r ≤> d=0时,分子势能完全忽略,变为质点势,这时气体称作理想气体,满足理想气体状态方程. 北京天文台胡景耀研究员讲:“在数学,天文和物理等学科高度发展的今天,理论界无法解释的天文现象还很多”.南京大学曲钦岳院士讲:目前研究主流是采用已知的物理规律去解释新的天文观测现象,很有必要弘扬由已知的天文现象综合新的物理规律的科学方法.对于公转角速度大于或等于其绕转行星自转角速度的卫星或者逆向卫星就不一定成立,如火卫一公转周期,正在每周1毫秒的速度缩短,就无法解释.2003年2月11日,美国太空总署公告当时探测到的宇宙学参数,证明宇宙中确实存在“反引力”,因为观测结果表明许许多多的星系正在“加速远离”,而不是在引力作用下减速.美国著名的《科学》杂志也把“宇宙反重力”的发现列为二十世纪几项重大科学发现之一.在物理学上往往因为看出了表面上互不相关的现象之间有相互一致之点而加以类推,结果竟得到很重要的进展. (1)经典物理对于引力和斥力的研究 牛顿在论及引力时所说:“我谈到吸引与推斥,正如有同一意义上使用加速力和运动力一样……对这些力不从物理上面而只从数学上加以考虑……把力归因于某个中心(它只不过是数学点而已).” 【1】康德(1724—1804)说:“不去钻研而满足于直接提出上帝的意志来,是一个苦恼的决断,牛顿对于斥力没有象对引力说得那么清楚,应当只用引力、斥力来说明大自然的秩序发展.”黑格尔(1770—1831)说:“‘一’的否定的自身关系就是排斥,

思维特训(一) 分子间的引力和斥力

思维特训(一)分子间的引力和斥力 |典|例|分|析| 分子间的引力和斥力 例1分子力,又称分子间作用力、范得瓦耳斯力,是指分子间的相互作用。当两分子相距较远时,分子力表现为引力;当分子间距离非常近时,分子力主要表现为斥力。 实验表明,气体很容易被压缩;把体积分别为50 cm3的水和酒精混合,总体积小于100 cm3;高温下碳原子可渗透到钢制表面。这些都说明分子、原子间有一定的距离。相隔一定距离的固体和液体分子仍能聚集在一起不分散,是因为存在分子间作用力。分子间作用力由引力和斥力组成,引力对抗拉伸,斥力对抗压缩。 图1-TX-1 如图1-TX-1所示为分子间作用力关系图,r表示两分子间距离,r0表示引力和斥力相平衡的距离。F斥表示斥力曲线,F引表示引力曲线,F分子表示合力曲线。由图可知,随分子间距离r的增大,分子力先减小到零后增大再减到零,对外表现为先斥力后引力。 (1)分子间引力和斥力大小均与________有关。固体和液体很难被压缩,说明分子间存在________。分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而________。 (2)下列有关分子力的说法中,正确的是________。 A.当r=r0时,分子间没有力的作用 B.当r<r0时,分子间的作用力只有斥力 C.当r>r0时,分子间的作用力只有引力 D.当r=10r0时,分子间的作用力可以忽略 [解析] (1)由分子间作用力关系图可知:分子间的作用力与分子间的距离有关。分子间作用力随着分子间距离的增大而减小,且斥力减小得更快。固体和液体很难被压缩,说明分子间存在斥力。 (2)分子间同时存在着引力和斥力,当r=r0时,分子引力与斥力相等,分子间既不表现为引力,也不表现为斥力,但并不是分子间没有力的作用,故A错误;当r<r0时,分子引力小于斥力,分子间的作用力表现为斥力,并非只有斥力,故B错误;当r>r0时,分子引力大于斥力,分子间的作用力表现为引力,并非只有引力,故C错误;当r=10r0时,分子间的作用力小到可以忽略,故D正确。 [答案] (1)分子间的距离斥力减小(2)D 热量计算

初中物理知识点题库096分子间存在相互作用的引力和斥力

1.下列现象能说明分子间存在吸引力的是() A、固体和液体很难被压缩 B、红墨水滴入水中很快散开 C、酒精和水混合后总体积变小 D、两个表面光滑的铅块紧压后会“粘”在一起 答案:D 解析:A、固体和液体很难被压缩是因为分子间存在相互的斥力,故A错误; B、红墨水滴入水中是因为墨水分子做无规则运动,故B错误; C、酒精和水混合后体积减小,是因为分子间有空隙,故C错误; D、两个表面光滑的铅块紧压后,由于分子间存在相互的引力而使两块铅块粘在一起,故D 正确 题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力 问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力. 2.把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数.如图让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计读数变大,其原因是玻璃板与水的接触面之间存在() A、摩擦力 B、分子引力 C、分子斥力 D、大气压力 答案:B 解析:当玻璃接触水面时,由于水分子和玻璃分子距离较近,故两种分子之间会产生相互作用的引力,弹簧测力计要将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力.故说明玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力. 题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力 问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力. 3.科学家最新研究表明,壁虎脚掌没有吸盘,壁虎的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有更多更细的分支,这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,由此可知壁虎在天花板上攀爬本质上靠的是() A、分子引力 B、大气压强 C、地球引力 D、板壁弹力 答案:A

引力与斥力

物体引力与斥力 云南曲靖曲煤焦化制焦黄兆荣黄卓荦摘要:本文简单阐述了宇宙力是电磁力,电磁力分为引力和斥力,不同的物质、物体是粒子之间的引力和斥力不同,引、斥力的不同构成不同物质有不同的性质,宇宙是宇宙的一切力。 关键词:电磁力引力斥力转换宇宙力 一、慨述、引力与斥力是任何物体、物质之间都有的力,方向是相反的力。有引力就有斥力,只是大小不同,大多数情况下,引力是大于斥力的,物体对外显示的是引力。引力大家都知道,在学校读书时就学习到了,斥力大家没有看到过,那么就请你动手做物体斥力的实验,照到网上的视频去做,你输入物体的斥力,或者物体的万有斥力,有很多很多的视频,不难做,一根线,一个塑料瓶,一些想物体悬挂在塑料瓶中,可能看到塑料瓶外面的物体对塑料瓶中悬挂小物体的斥力,若没有看到,就在塑料瓶外面加一个电磁力(电磁场)偏置,就能看到塑料瓶外面的物体对塑料瓶里面的物体引力和斥力情况。当然你还能看到引力与斥力的相互转换。不难吧,比起找暗物质、暗能量简单的多呗?实验装置是不是也很简单,操作容易还是不容易?做了后自己总结是咋个回事? 二、宇宙、地球是一个电磁场,原子、分子是一个带电体,是一个电磁场。地球、宇宙的任何粒子之间,物质之间、物体之间、星球之间、星系之间都有引力和斥力。引力和斥力二者能相互转换,引力、斥力、引力、斥力是相互错开的。宇宙、地球是个电磁场,组成宇宙和地球的物质、物体、粒子当然是一个电磁场,原子、分子、气体都例外同样是电磁场,那么、那么这些粒子是不是带电的呢?若不带电的,那么原子、分子、气体等还是电磁场吗?实验证明,用任何现在的电学仪器仪表,测量任何物体、任何两点都有变化的电参数,这些仪器仪表有示波器、电阻表、电流表、电压表、频率表、频谱仪、噪音仪等。下面的照片说明了这一点, 马赫现象就引力和斥力变化造成的,摩擦是马赫现象更加明显,摩擦力小时马赫现象看不出来。动摩擦和静摩擦,动摩擦比静摩擦电磁力变化增大很多,那么斥力也会增大,摩擦变化越快,斥力变化越大,所以阻力就越小。汽车就会有跳起来现象,会开车的人都会经历过这种现象吧! 三、化学反应器的工作情况:化学反应器中的催化剂与反应物反应就是流动相反应物与固定相催化剂相互摩擦造成电磁力变化增大,引力和斥力变化增大,生成新的物质生成物,由于引力和斥力相互错开的变化,所以生成物不止一种或者两种生成物,而是多种生成物,或者叫附产品,斥力使反应物电磁力的斥力增大而分开,引力使反应物原子、离子聚集形成新的物质,生成物。反应物刚与催化剂接触一定距离范围内,催化剂没有多大的催化剂作用,是因为反应物变化的电磁力幅度不够大,不能分裂、分离反应物物质。 大家都知道,物体、物质内部的原子、分子有热运动。有运动就有摩擦,摩

分子间的相互作用练习题(含答案)

分子间的相互作用 1、水与酒精混合后体积缩小的现象,说明______;布朗运动说明______;两块铅块压紧以后能连成一体,说明______;固体和液体很难被压缩,说明______。 2、当两个分子之间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各说法中,正确的是( ). (A)两分子间的距离小于r0时,它们之间只有斥力作用 (B)两分子间的距离小于r0时,它们之间只有引力作用 (C)两分子之间的距离小于r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且斥力大于引力 (D)两分子之间的距离等于2r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且引力大于斥力 3、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斥和f引是同时存在的 (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 4、下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是( ). (A)分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的 (B)分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关,当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用,当分子间距离很小时分子间就只有相互推斥的作用 (C)分子间的引力和斥力总是同时存在的 (D)温度越高,分子间相互作用力就越大 5、两个同种类的分子从相距较远处以相等的初速度相向运动,在靠近到距离最小的过程中,其动能的变化情况为( ). (A)一直增加(B)先增加,后减少 (C)一直减少(D)先减少,后增加 6、固体和液体很难被压缩,是因为 (A)分子间没有间隙;(B)分子间有引力; (C)分子间有斥力;(D)分子有一定的大小. 7、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斥和f引是同时存在的 (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 8、关于分子间的作用力,下列说法正确的是() (A)当分子间距离为r0(其数量级为10-10m )时,它们之间既没有引力,也没有斥力 (B)分子间的引力和斥力都随它们距离的增大而减小 (C)两分子从远离逐渐靠近至无法靠近的过程中分子力逐渐增大 (D)分子间的合力可以为零 9、液体和固体都很难压缩,这是因为() (A)分子间没有间隙 (B)分子间的引力太小 (C)分子间的距离缩小时,分子斥力急剧增加 (D)分子在不断地做无规则运动 10、两个分子甲和乙,设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的整个过程中,则

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