人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE21.1第2課時分子熱運動和分子間的作用力課題分子動理論的基本內容單元1學科物理年級高二學習目標物理觀念：知道擴散、布朗運動、熱運動及分子動理論的基本觀點和相關的實驗證據。科學思維：理解物體是由大量分子組成的，理解擴散現象與布朗運動的成因；培養學生分析問題和解決問題的能力；能用F-r圖像解釋分子力。科學探究：通過對布朗運動的探究，學會通過觀察物理現象，揭示其本質，得出結論。科學態度與責任：學會堅持實事求是的態度，用實驗方法探究問題，培養探索科學的興趣。重點分子動理論的基本內容難點擴散、布朗運動、熱運動的區別教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖導入新課如果我們把地球的大小與一個蘋果相比，那就相當于將直徑1cm的球與分子相比。可見，分子是及其微小的。我們曾經研究過物體的運動，那么，構成物體的微小分子是怎么運動的呢？閱讀課本引入新課內容，讓學生更好的了解分子的大小講授新課一、分子熱運動演示實驗1：打開香水瓶演示實驗2：將紅墨水滴在冷水和熱水里。問題1：什么是擴散現象？不同的物質能夠彼此進入對方的現象問題2：擴散現象產生的原因？物質分子的永不停息的無規則運動問題3：影響擴散快慢的因素是什么？溫度。生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，這就是在高溫條件下通過分子的擴散來完成的演示實驗3：用顯微鏡追蹤炭粒的運動。問題1：什么是布朗運動？懸浮在液體中的固體小顆粒的無規則運動。問題2：布朗運動是怎樣產生的？大量液體分子不停地做無規則運動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用不平衡。問題3：布朗運動反映了誰的運動？布朗運動本身不是液體分子的無規則運動，但它間接地反映了液體分子永不停息地做無規則運動。問題4：追蹤一粒炭粒，每隔一段時間記下它們的位置，用折線分別依次連接這些點，折線是否為炭粒的運動徑跡？是否為水分子的運動徑跡？均不是。問題5：布朗運動的快慢與哪些因素有關？布朗運動的快慢與溫度、顆粒大小有關。總結：在擴散現象中,溫度越高，擴散得越快。觀察布朗運動，溫度越高，懸浮微粒的運動就越明顯。可見,分子的無規則運動與溫度有關系，溫度越高，這種運動越劇烈。因此，我們把分子這種永不停息的無規則運動叫作熱運動(thermalmotion)。溫度是分子熱運動劇烈程度的標志。課堂練習1、(多選)關于擴散現象和布朗運動，下列說法正確的是()A．擴散現象和布朗運動都是分子的無規則運動B．擴散現象和布朗運動沒有本質的區別C．擴散現象宏觀上可以停止，但微觀上分子無規則運動依然存在D．擴散現象和布朗運動都與溫度有關〖解析〗擴散現象是由于分子的無規則熱運動而導致的物質的群體遷移，當物質在某一能到達的空間內達到均勻分布時，這種宏觀的遷移現象就結束了，但分子的無規則運動依然存在。布朗運動是由于分子對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現象都與溫度有關，溫度越高，現象越明顯；布朗運動是液體分子無規則運動的反映。〖答案〗CD知識歸納：布朗運動和擴散現象的比較二、分子間的作用力演示：向A、B兩個量筒中分別倒入50mL的水和酒精，然后再將A量筒中的水倒入B量筒中，觀察混合后液體的體積。它說明了什么問題?分子間存在著空隙水和酒精混合后的總體積變小不。這表明液體分子間存在著空隙。再如，壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能擴散到對方的內部，這表明固體分子之間也存在著空隙。分子間有空隙，大量分子卻能聚集在一起，這說明分子之間存在著相互作用力。當用力拉伸物體時，物體內各部分之間要產勝反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現為引力。當用力壓縮物體時，物體各部分之間會產生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現為斥力。思考：分子之間的引力或斥力都跟分子間距離有關,那么,它們之間有怎樣的關系呢?1、當r<r0時，F引<F斥，分子力表現為斥力．2、當r=r0時，F引＝F斥，分子力F＝0，處于平衡狀態.3、當r>r0時，F引>F斥，分子力表現為引力．4、分子間的引力和斥力隨分子間距離的增大而減小。斥力變化的更快一些。課堂練習2、分子間相互作用力由兩部分F引和F斥組成，則（）Ａ．F引和F斥同時存在；Ｂ．F引和F斥都隨分子間距增大而減小；Ｃ．F引和F斥都隨分子間距增大而增大；Ｄ．隨分子間距增大，F斥減小，F引增大。〖解析〗分子間的引力和斥力隨分子間距離的增大而減小。斥力變化的更快一些。〖答案〗AB三、分子動理論分子動理論的基本內容:1.物體是由大量分子組成的；2.分子在做永不停息的無規則運動；3.分子之間存在著相互作用力。在熱學研究中常常以這樣的基本內容為出發點,把物質的熱學性質和規律看作微觀粒子熱運動的宏觀表現。這樣建立的理論叫作分子動理論。課堂練習3、(多選)關于分子動理論，下述說法正確的是()A．物體是由大量分子組成的B．分子永不停息地做無規則運動C．分子間有相互作用的引力或斥力D．分子動理論沒有實驗基礎〖答案〗D思考物理中所說的分子與化學中分子的區別。觀察所出現的現象并回答以下問題。閱讀教材、回答問題。觀察所出現的現象并回答以下問題。加深學生對新知識點的理解，強化記憶。總結布朗運動與擴散現象的區別和聯系。觀察實驗現象，總結結論。思考分子間作用力與分子間距離的關系。根據分子間作用力與分子間距離的關系圖像，分析當分子間距離當r<r0時、當r=r0時、當r>r0時，分子間的作用力分別是那種類型。加強對前面的知識點的理解。理解物理中只研究分子的運動和力的性質，有別于化學中的分子。通過實驗現象讓學生更直觀的感受分子的運動。提高學生的課堂參與度。通過實驗讓學生體會布朗運動指的并不是分子的運動，而是液體中懸浮的微粒的運動。對學生的回答進行點評總結，幫助學生更好的理解本節課的重難點。更好的認識擴散現象和布朗運動更直觀的展示分子間有空隙。引出分子間的作用力。提高學生對問題的分析能力，鍛煉學生的科學思維。拓展提高課堂練習4、當氫氣和氧氣的質量和溫度都相同時，下列說法中正確的是()A．兩種氣體分子的平均動能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能D．兩種氣體分子熱運動的總動能不相等〖解析〗溫度相同，兩種氣體分子的平均動能相等。因兩種氣體分子的質量不同，而分子的平均動能相等，所以分子質量大的(氧氣)分子平均速率小。由于兩種氣體的摩爾質量不同，物質的量不同(質量相同)，分子數目就不等，故總動能不相等。〖答案〗ABD課堂練習5、下列關于熱運動的說法正確的是()A．熱運動是物體受熱后所做的運動B．0℃的物體中的分子不做無規則運動C．熱運動是單個分子的永不停息的無規則運動D．熱運動是大量分子的永不停息的無規則運動〖解析〗分子的熱運動永不停息，因此0℃的物體中的分子仍在做無規則運動。熱運動是大量分子所做的無規則運動，不是單個分子的無規則運動。〖答案〗D課堂練習6、(多選)如圖所示是做布朗運動的小顆粒的運動路線記錄的放大圖，以小顆粒在A點開始計時，每隔30s記下小顆粒的一個位置，得到B、C、D、E、F、G等點，關于小顆粒在75s末時的位置，以下敘述中正確的是()A．一定在CD連線的中點B．一定不在CD連線的中點C．可能在CD連線靠近C的位置D．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點〖解析〗記下顆粒的一個位置，其連線并不是小顆粒運動的軌跡，所以粒子的具體位置無法確定。〖答案〗CD課堂練習7、如圖所示，設有一分子位于圖中的坐標原點O處不動，另一分子可位于正x軸上不同位置處，圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是()A．ab線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標約為10－15mB．ab線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標約為10－10mC．ab線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標約為10－10mD．ab線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標約為10－15m〖解析〗分子間斥力的大小隨兩分子間距離變化比引力快，所以圖中曲線ab表示斥力，cd表示引力，e點引力和斥力平衡，分子間距為r0，數量級為10－10m。〖答案〗B完成拓展提高練習。鞏固知識點，加強理解和記憶。課堂小結一、分子在做永不停息的無規則運動擴散現象：不同的物質能夠彼此進入對方的現象布朗運動：懸浮在液體中的固體小顆粒的無規則運動。熱運動：分子這種永不停息的無規則運動叫作熱運動。二、分子之間存在著相互作用力學生總結本節課知識點幫助學生形成知識框架，便于理解記憶。板書分子動理論的基本內容一、分子在做永不停息的無規則運動二、分子之間存在著相互作用力1.1第2課時分子熱運動和分子間的作用力課題分子動理論的基本內容單元1學科物理年級高二學習目標物理觀念：知道擴散、布朗運動、熱運動及分子動理論的基本觀點和相關的實驗證據。科學思維：理解物體是由大量分子組成的，理解擴散現象與布朗運動的成因；培養學生分析問題和解決問題的能力；能用F-r圖像解釋分子力。科學探究：通過對布朗運動的探究，學會通過觀察物理現象，揭示其本質，得出結論。科學態度與責任：學會堅持實事求是的態度，用實驗方法探究問題，培養探索科學的興趣。重點分子動理論的基本內容難點擴散、布朗運動、熱運動的區別教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖導入新課如果我們把地球的大小與一個蘋果相比，那就相當于將直徑1cm的球與分子相比。可見，分子是及其微小的。我們曾經研究過物體的運動，那么，構成物體的微小分子是怎么運動的呢？閱讀課本引入新課內容，讓學生更好的了解分子的大小講授新課一、分子熱運動演示實驗1：打開香水瓶演示實驗2：將紅墨水滴在冷水和熱水里。問題1：什么是擴散現象？不同的物質能夠彼此進入對方的現象問題2：擴散現象產生的原因？物質分子的永不停息的無規則運動問題3：影響擴散快慢的因素是什么？溫度。生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，這就是在高溫條件下通過分子的擴散來完成的演示實驗3：用顯微鏡追蹤炭粒的運動。問題1：什么是布朗運動？懸浮在液體中的固體小顆粒的無規則運動。問題2：布朗運動是怎樣產生的？大量液體分子不停地做無規則運動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用不平衡。問題3：布朗運動反映了誰的運動？布朗運動本身不是液體分子的無規則運動，但它間接地反映了液體分子永不停息地做無規則運動。問題4：追蹤一粒炭粒，每隔一段時間記下它們的位置，用折線分別依次連接這些點，折線是否為炭粒的運動徑跡？是否為水分子的運動徑跡？均不是。問題5：布朗運動的快慢與哪些因素有關？布朗運動的快慢與溫度、顆粒大小有關。總結：在擴散現象中,溫度越高，擴散得越快。觀察布朗運動，溫度越高，懸浮微粒的運動就越明顯。可見,分子的無規則運動與溫度有關系，溫度越高，這種運動越劇烈。因此，我們把分子這種永不停息的無規則運動叫作熱運動(thermalmotion)。溫度是分子熱運動劇烈程度的標志。課堂練習1、(多選)關于擴散現象和布朗運動，下列說法正確的是()A．擴散現象和布朗運動都是分子的無規則運動B．擴散現象和布朗運動沒有本質的區別C．擴散現象宏觀上可以停止，但微觀上分子無規則運動依然存在D．擴散現象和布朗運動都與溫度有關〖解析〗擴散現象是由于分子的無規則熱運動而導致的物質的群體遷移，當物質在某一能到達的空間內達到均勻分布時，這種宏觀的遷移現象就結束了，但分子的無規則運動依然存在。布朗運動是由于分子對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現象都與溫度有關，溫度越高，現象越明顯；布朗運動是液體分子無規則運動的反映。〖答案〗CD知識歸納：布朗運動和擴散現象的比較二、分子間的作用力演示：向A、B兩個量筒中分別倒入50mL的水和酒精，然后再將A量筒中的水倒入B量筒中，觀察混合后液體的體積。它說明了什么問題?分子間存在著空隙水和酒精混合后的總體積變小不。這表明液體分子間存在著空隙。再如，壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能擴散到對方的內部，這表明固體分子之間也存在著空隙。分子間有空隙，大量分子卻能聚集在一起，這說明分子之間存在著相互作用力。當用力拉伸物體時，物體內各部分之間要產勝反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現為引力。當用力壓縮物體時，物體各部分之間會產生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現為斥力。思考：分子之間的引力或斥力都跟分子間距離有關,那么,它們之間有怎樣的關系呢?1、當r<r0時，F引<F斥，分子力表現為斥力．2、當r=r0時，F引＝F斥，分子力F＝0，處于平衡狀態.3、當r>r0時，F引>F斥，分子力表現為引力．4、分子間的引力和斥力隨分子間距離的增大而減小。斥力變化的更快一些。課堂練習2、分子間相互作用力由兩部分F引和F斥組成，則（）Ａ．F引和F斥同時存在；Ｂ．F引和F斥都隨分子間距增大而減小；Ｃ．F引和F斥都隨分子間距增大而增大；Ｄ．隨分子間距增大，F斥減小，F引增大。〖解析〗分子間的引力和斥力隨分子間距離的增大而減小。斥力變化的更快一些。〖答案〗AB三、分子動理論分子動理論的基本內容:1.物體是由大量分子組成的；2.分子在做永不停息的無規則運動；3.分子之間存在著相互作用力。在熱學研究中常常以這樣的基本內容為出發點,把物質的熱學性質和規律看作微觀粒子熱運動的宏觀表現。這樣建立的理論叫作分子動理論。課堂練習3、(多選)關于分子動理論，下述說法正確的是()A．物體是由大量分子組成的B．分子永不停息地做無規則運動C．分子間有相互作用的引力或斥力D．分子動理論沒有實驗基礎〖答案〗D思考物理中所說的分子與化學中分子的區別。觀察所出現的現象并回答以下問題。閱讀教材、回答問題。觀察所出現的現象并回答以下問題。加深學生對新知識點的理解，強化記憶。總結布朗運動與擴散現象的區別和聯系。觀察實驗現象，總結結論。思考分子間作用力與分子間距離的關系。根據分子間作用力與分子間距離的關系圖像，分析當分子間距離當r<r0時、當r=r0時、當r>r0時，分子間的作用力分別是那種類型。加強對前面的知識點的理解。理解物理中只研究分子的運動和力的性質，有別于化學中的分子。通過實驗現象讓學生更直觀的感受分子的運動。提高學生的課堂參與度。通過實驗讓學生體會布朗運動指的并不是分子的運動，而是液體中懸浮的微粒的運動。對學生的回答進行點評總結，幫助學生更好的理解本節課的重難點。更好的認識擴散現象和布朗運動更直觀的展示分子間有空隙。引出分子間的作用力。提高學生對問題的分析能力，鍛煉學生的科學思維。拓展提高課堂練習4、當氫氣和氧氣的質量和溫度都相同時，下列說法中正確的是()A．兩種氣體分子的平均動能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能D．兩種氣體分子熱運動的總動能不相等〖解析〗溫度相同，兩種氣體分子的平均動能相等。因兩種氣體分子的質量不同，而分子的平均動能相等，所以分子質量大的(氧氣)分子平均速率小。由于兩種氣體的摩爾質量不同，物質的量不同(質量相同)，分子數目就不等，故總動能不相等。〖答案〗ABD課堂練習5、下列關于熱運動的說法正確的是()A．熱運動是物體受熱后所做的運動B．0℃的物體中的分子不做無規則運動C．熱運動是單個分子的永不停息的無規則運動D．熱運動是大量分子的永不停息的無規則運動〖解析〗分子的熱運動永不停息，因此0℃的物體中的分子仍在做無規則運動。熱運動是大量分子所做的無規則運動，不是單個分子的無規則運動。〖答案〗D課堂練習6、(多選)如圖所示是做布朗運動的小顆粒的運動