物体具有弹性是分子作用力的表现吗?

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/13 23:30:23

物体具有弹性是分子作用力的表现吗?
“压缩弹簧需要力”能够说明分子间存在斥力吗?

物体具有弹性是分子作用力的表现吗?
是的,不过这里的分子是指广义的分子,金属晶体、离子晶体和共价晶体中不存在通常所说的分子.广义的分子包括构成这些晶体的原子或离子.其分子间力就是对应的原子或离子间作用力【注】.无论狭义还是广义分子间力的本质都是电（磁）力,在物理上无区别.
【注】在讨论本问题的时候不能理解为化学键力,化学键力是达到平衡状态（总引力最大,总引力势能最低时）,原子或离子间的引力,不考虑之间的斥力,平衡时平均引力=平均斥力=化学键力.
宏观物体产生弹力的原因是发生了形变,从微观上说,形变是分子（原子、离子）在空间的排列发生了变化,分子间距发生了变化（压缩时,平均间距减小）,从而引起分子间引力和斥力不平衡,压缩时斥力变大,引力虽也变大但增加幅度较小,故在宏观压缩位移的反方向,产生了净的指向表面的力.每个分子间的实际斥力方向并不一定都垂直指向表面,但在平行于表面的方向上的分力的代数和为零.弹力就是微观分子间力的矢量和.未压缩时,该矢量和为零.
“压缩弹簧需要力”能够说明分子间存在斥力吗?
可以在一定程度上说明,不过这个例子不够直接,解释起来也更复杂些.弹簧压缩的时候发生的是扭转形变,微观上说,金属原子间的排列发生了一定程度的错位（原先是一个挨一个比较紧密且有序的排列,多呈六方密堆,原子的振动引起的无序相对较小,此时原子间平均而言取得力平衡,平均斥力=平均引力）,错位的过程中原子间平均间距虽未变化（体积未变）,但平均而言【注】,有些原子比原先靠的更近,有些比原先离得更远,无论是增大还是减小势能都会增大.金属中每个原子都要发生这样的错位,故总能量升高（总能量升高部分就是弹性势能）,必须有外力做功才可实现.
【注】原先平均而言,原子间距相等.

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