(2021新人教版)高中物理选择性必修第三册第1章 1.分子动理论的基本内容讲义.doc
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1、1分子动理论的基本内容分子动理论的基本内容 学习目标:学习目标:1物理观念物理观念知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点 和相关的实验证据。和相关的实验证据。2.科学思维科学思维理解物体是由大量分子组成的,理解扩散现象与布理解物体是由大量分子组成的,理解扩散现象与布 朗运动的成因朗运动的成因; 培养学生分析问题和解决问题的能力培养学生分析问题和解决问题的能力; 能用能用 Fr 图像解释分子力图像解释分子力。 3.科科 学探究学探究通过对布朗运动的探究通过对布朗运动的探究, 学会通过观察物理现象学会通过观察物理现象, 揭示其本质揭示其本质
2、, 得出结论得出结论。 4.科科 学态度与责任学态度与责任学会坚持实事求是的态度学会坚持实事求是的态度,用实验方法探究问题用实验方法探究问题,培养探索科学的兴趣培养探索科学的兴趣。 阅读本节教材阅读本节教材,回答第回答第 2 页页“问题问题”并梳理必要知识点并梳理必要知识点。教材教材 P2“问题问题”提示:提示: 构成物体的微小分子做永不停息的无规则运动。构成物体的微小分子做永不停息的无规则运动。 一、物体是由大量分子组成的一、物体是由大量分子组成的 1分子:把组成物体的分子:把组成物体的微粒微粒统称为分子统称为分子。 21 mol 水中含有水分子的数量就达水中含有水分子的数量就达 6.02
3、1023个个。 二、分子热运动二、分子热运动 1扩散扩散 (1)扩散:不同的物质能够彼此扩散:不同的物质能够彼此进入对方进入对方的现象的现象。 (2)产生原因:由物质分子的产生原因:由物质分子的无规则运动无规则运动产生的产生的。 (3)发生环境:物质处于发生环境:物质处于固态固态、液态液态和和气态气态时时,都能发生扩散现象都能发生扩散现象。 (4)意义:证明了物质分子永不停息地做意义:证明了物质分子永不停息地做无规则运动无规则运动。 (5)规律:规律:温度温度越高越高,扩散现象越明显扩散现象越明显。 2布朗运动布朗运动 (1)概念:把概念:把悬浮微粒悬浮微粒的这种的这种无规则无规则运动叫作布朗
4、运动运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因:大量液体产生的原因:大量液体(气体气体)分子对悬浮微粒撞击的分子对悬浮微粒撞击的不平衡不平衡造成的造成的。 (3)布朗运动的特点:永不停息布朗运动的特点:永不停息、无规则无规则。 (4)影响因素:微粒影响因素:微粒越小越小,布朗运动越明显布朗运动越明显,温度温度越高越高,布朗运动越激烈布朗运动越激烈。 (5)意义:布朗运动间接地反映了意义:布朗运动间接地反映了液体液体(气体气体)分子分子运动的无规则性运动的无规则性。 3热运动热运动 (1)定义:分子永不停息的定义:分子永不停息的无规则无规则运动运动。 (2)宏观表现:宏观表现:扩散扩散现象和布朗运动现
5、象和布朗运动。 (3)特点特点 永不停息;永不停息; 运动运动无规则无规则; 温度越高温度越高,分子的热运动分子的热运动越激烈越激烈。 三、分子间的作用力三、分子间的作用力 1分子间有空隙分子间有空隙 (1)气体分子的空隙:气体很容易被压缩气体分子的空隙:气体很容易被压缩,说明气体分子之间存在着很大的说明气体分子之间存在着很大的空隙空隙。 (2)液体分子间的空隙:水和酒精混合后总体积会液体分子间的空隙:水和酒精混合后总体积会减小减小,说明液体分子间有说明液体分子间有空隙空隙。 (3)固体分子间的空隙:压在一起的金片和铅片固体分子间的空隙:压在一起的金片和铅片,各自的分子能各自的分子能扩散扩散到
6、对方的内部到对方的内部, 说明固体分子间也存在着说明固体分子间也存在着空隙空隙。 2分子间作用力分子间作用力 (1)当用力拉伸物体时当用力拉伸物体时,物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力,此时分子间此时分子间 的作用力表现为的作用力表现为引力引力。 (2)当用力压缩物体时当用力压缩物体时,物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力,此时分子间此时分子间 的作用力表现为的作用力表现为斥力斥力。 说明:说明:分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。 四、分子动理
7、论四、分子动理论 1内容:物体是由内容:物体是由大量分子大量分子组成的组成的,分子在做分子在做永不停息永不停息的无规则运动的无规则运动,分子之间分子之间 存在着存在着相互作用力相互作用力。 2由于分子热运动是由于分子热运动是无规则无规则的的,对于任何一个分子都具有对于任何一个分子都具有偶然性偶然性,但对大量分子但对大量分子 的整体而言的整体而言,表现出规律性表现出规律性。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“” “”) (1)冷红墨水和热红墨水都能发生扩散冷红墨水和热红墨水都能发生扩散,说明扩散快慢与温度无关说明扩散快慢与温度无关。() (2)微粒越小微粒越小,温度
8、越高温度越高,布朗运动越激烈布朗运动越激烈。() (3)布朗运动和扩散现象都是分子的热运动布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。() (4)水的体积很难被压缩水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现这是分子间存在斥力的宏观表现。() 2下列关于热运动的说法正确的是下列关于热运动的说法正确的是() A热运动是物体受热后所做的运动热运动是物体受热后所做的运动 B0 的物体中的分子不做无规则运动的物体中的分子不做无规则运动 C热运动是单个分子的永不停息的无规则运动热运动是单个分子的永不停息的无规则运动 D热运动是大量分子的永不停息的无规则运动热运动是大量分子的永不停息的无规则运动 D热运动是大
9、量分子所做的无规则运动热运动是大量分子所做的无规则运动,不是单个分子的无规则运动不是单个分子的无规则运动,A、C 错错 误,误,D 正确;分子的热运动永不停息,因此正确;分子的热运动永不停息,因此 0 的物体中的分子仍在做无规则运动,的物体中的分子仍在做无规则运动,B 错误。错误。 3(多选多选)关于分子动理论关于分子动理论,下述说法正确的是下述说法正确的是( ) A物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 B分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动 C分子间有相互作用的引力或斥力分子间有相互作用的引力或斥力 D分子动理论没有实验基础分子动理论没有实验基础 AB由分子动理论的内
10、容可知由分子动理论的内容可知,A、B 正确正确;分子间有相互作用的引力和斥力分子间有相互作用的引力和斥力,C 错误;分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的,错误;分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的,D 错误。错误。 分子热运动分子热运动 (教师用书独具教师用书独具)教材教材 P4“思考与讨论思考与讨论”答案提示答案提示:因为花粉微粒在各个瞬间受到较因为花粉微粒在各个瞬间受到较 强撞击的方向是无规则的强撞击的方向是无规则的,所以花粉微粒的运动是无规则的所以花粉微粒的运动是无规则的,微粒越小微粒越小,某时刻与它相某时刻与它相 撞的分子数越少撞的分子数越少,来自各方向的冲
11、击力越不易平衡来自各方向的冲击力越不易平衡,布朗运动越明显布朗运动越明显。 冬天在我国北方很多地方易出现雾霾天气,如图所示。冬天在我国北方很多地方易出现雾霾天气,如图所示。 雾雾霾霾 雾霾极大地影响了人们的视线雾霾极大地影响了人们的视线,也给交通带来不便也给交通带来不便,你知道霾的小颗粒在做什么运你知道霾的小颗粒在做什么运 动吗?这动吗?这种种运动与小颗粒大小有关吗?运动与小颗粒大小有关吗? 提示:提示:霾的小颗粒做布朗运动。颗粒越小,布朗运动越明显。霾的小颗粒做布朗运动。颗粒越小,布朗运动越明显。 1对扩散的理解对扩散的理解 (1)影响扩散现象明显程度的因素影响扩散现象明显程度的因素 物态物
12、态 .气态物质的扩散最快气态物质的扩散最快、现象最显著现象最显著。 .固态物质的扩散最慢固态物质的扩散最慢,短时间内现象非常不明显短时间内现象非常不明显。 .液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间。 温度:在两种物质一定的前提下温度:在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关, 温度越高温度越高,扩散现象越显著扩散现象越显著。 浓度差:两种物质的浓度差越大浓度差:两种物质的浓度差越大,扩散现象越显著扩散现象越显著。 (2)分子运动的两个特点分子运动的两个特点 永不停息:不分季节永不停息:
13、不分季节,也不分白天和黑夜也不分白天和黑夜,分子每时每刻都在运动分子每时每刻都在运动。 无规则无规则:单个分子的运动无规则单个分子的运动无规则,但大量分子的运动又具有规律性但大量分子的运动又具有规律性,总体上分子总体上分子 由浓度大的地方向浓度小的地方运动由浓度大的地方向浓度小的地方运动。 2布朗运动布朗运动 (1)无规则性无规则性 悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。 由于液由于液 体分子的运动是无规则的体分子的运动是无规则的,使微粒受到较强撞击的方向也不确定使微粒受到较强撞击的方向也不确定,所以布
14、朗运动是无规所以布朗运动是无规 则的则的。 (2)影响因素影响因素 微粒越小微粒越小,布朗运动越明显布朗运动越明显:悬浮微粒越小悬浮微粒越小,某时刻与它相撞的分子数越少某时刻与它相撞的分子数越少,来来 自各方向的冲击力越不平衡自各方向的冲击力越不平衡;另外微粒越小另外微粒越小,其质量也就越小其质量也就越小,相同冲击力下产生的加相同冲击力下产生的加 速度越大速度越大。因此因此,微粒越小微粒越小,布朗运动越明显布朗运动越明显。 温度越高温度越高,布朗运动越激烈:温度越高布朗运动越激烈:温度越高,液体分子的运动液体分子的运动(平均平均)速率越大速率越大,对悬对悬 浮于其中的微粒的撞击作用也越大浮于其
15、中的微粒的撞击作用也越大,产生的加速度也越大产生的加速度也越大,因此温度越高因此温度越高,布朗运动越布朗运动越 激烈激烈。 (3)实质实质 布朗运动不是分子的运动布朗运动不是分子的运动,而是悬浮微粒的运动而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体布朗运动的无规则性反映了液体 分子运动的无规则性分子运动的无规则性; 布朗运动与温度有关布朗运动与温度有关, 表明液体分子运动的激烈程度与温度有关表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。 【例【例 1】(多选多选)如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图,以小以小 颗粒在颗粒在 A 点开始
16、计时点开始计时,每隔每隔 30 s 记下小颗粒的一个位置记下小颗粒的一个位置,得到得到 B、C、D、E、F、G 等等 点点,关于关于小颗粒在小颗粒在 75 s 末时的位置末时的位置,以下叙述中正确的是以下叙述中正确的是() A一定在一定在 CD 连线的中点连线的中点 B一定不在一定不在 CD 连线的中点连线的中点 C可能在可能在 CD 连线靠近连线靠近 C 的位置的位置 D可能在可能在 CD 连线上连线上,但不一定是但不一定是 CD 连线的中点连线的中点 CD布朗运动是悬浮微粒的无规则运动布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,从颗粒运动到从颗粒运动到 A 点计时点计时,每隔每隔 30 s,记记 下颗
17、粒的一个位置下颗粒的一个位置,其连线并不是小颗粒运动的轨迹其连线并不是小颗粒运动的轨迹,所以在所以在 75 s 末时末时,其所在位置不其所在位置不 能在图中确定,故能在图中确定,故 C、D 正确。正确。 布朗运动中微粒的运动是布朗运动中微粒的运动是“无规则无规则”的的, 即实验中不同时刻微粒位置的连线并非其即实验中不同时刻微粒位置的连线并非其 运动轨迹运动轨迹,而是人为画出的而是人为画出的,这是理解该实验的关键这是理解该实验的关键。 跟进训练跟进训练 训练角度训练角度 1布朗运动布朗运动 1(多选多选)用显微镜观察悬浮在液体中的花粉颗粒的运动用显微镜观察悬浮在液体中的花粉颗粒的运动, ,下面的
18、哪些说法与观察下面的哪些说法与观察 到的结果相符到的结果相符() A花粉颗粒在不停地做无规则运动花粉颗粒在不停地做无规则运动,这就是所说的布朗运动这就是所说的布朗运动 B制成的悬浮液体静置的时间越长制成的悬浮液体静置的时间越长,花粉颗粒的运动越微弱花粉颗粒的运动越微弱 C花粉的颗粒越大花粉的颗粒越大,运动越明显运动越明显 D环境的温度越高环境的温度越高,花粉颗粒的运动越明显花粉颗粒的运动越明显 AD布朗运动是悬浮微粒的无规则运动布朗运动是悬浮微粒的无规则运动, 无论静置多久都是如此无论静置多久都是如此。 悬浮微粒越小悬浮微粒越小, 温度越高温度越高,无规则运动越明显无规则运动越明显。故故 A、
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