（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册第一章 分子动理论 （课件+教案）.zip

分子动理论的基 本内容 新知导入 一片叶子 放大6 倍 放大700倍 放大4000倍 放大20000 倍 放大50000000倍 新知讲解 两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利 特说：万物都是由极小的微粒组成的。 科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。 构成物质的单元多种多样，如：原子、离子和分 子等，热学中统称为分子。 物体是由大量分子组成的。 一、物体是由大量分子组成的 新知讲解 组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是 用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？ 我国科学家用扫描隧 道显微镜拍摄的石墨表面 原子的排布图，图中的每 个亮斑都是一个碳原子。 扫描隧道显微镜（能有放大 几亿倍） 一、物体是由大量分子组成的 新知讲解 二、分子热运动 1.扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 固体、液体、气体都存在这 样的现象。 典例探究 例题1：下列四种现象中属于扩散现象的有（ ） A雨后的天空中悬浮着很多的小水滴 B海绵吸水 C在一杯吸水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸 D把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有 煤 CD 新知讲解 二、分子热运动 1.扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 固体、液体、气体都存在这 样的现象。 2.布朗运动：悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动。 1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察 植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇 地发现这些花粉微粒都在不停地的运动中，布朗发现 了花粉微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生 原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒，顿时掀 起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所 有物理学家们显得束手无策，无法解释这一奇怪现 象。整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰 物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果 ，对布朗运动做出了理论上解释。 新知讲解 二、分子热运动 三颗微粒每隔30秒位置 的连线图 现象：微粒在做无规则 运动。 新知讲解 二、分子热运动 思考：为什么花粉微粒 的运动是无规则的？ （2）不同瞬间、不同方向的 撞击作用的强弱不同无规则 性运动 （1）撞击力不平衡运动状 态改变 新知讲解 二、分子热运动 思考：为什么微粒越小 ，布朗运动越明显？ 颗粒小，瞬间与微粒撞击的 分子数越少，撞击作用的的 不平衡性越明显，布朗运动 越明显。 新知讲解 二、分子热运动 思考：为什么温度高， 布朗运动越明显？ 温度高，液体分子运动越激 烈，对布朗微粒撞击频率和 强度越高，布朗运动越明 显。 新知讲解 思考：某学习兴趣小组在学习完布朗运动后，对分子的运动 有了很多新的认识，他们在交流学习过程中产生了不少新的观点 ，你对他们的部分观点有着怎样的理解？ 观点1：布朗运动是布朗微粒内部分子的无规则运动。 观点2：布朗运动是液体分子的无规则运动。 观点3：布朗运动反映了布朗微粒内部分子的无规则运动。 观点4：布朗运动反映了液体分子的无规则运动。 布朗运动是颗粒运动，不是分子运动，但 布朗颗粒的无规则性运动间接反映了（液体） 分子无规则的运动。 典例探究 例题2：“布朗运动”是说明分子运动的重要实 验事实。则布朗运动是指（ ） A液体分子的运动 B悬浮在液体中的固体分子的运动 C悬浮在液体中的固体颗粒的运动 D液体分子和固体分子的共同运动 C 新知讲解 二、分子热运动 1.扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 固体、液体、气体都存在这 样的现象。 2.布朗运动：悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动。 3.热运动：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。 温度是分子热运动剧烈程 度的标志。 分子的无规则运动与温度有关系，温度越高， 这种运动越剧烈。 典例探究 例题3：关于分子的热运动，以下叙述正确的是（ ） A布朗运动就是分子的热运动 B布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热 运动激烈程度相同 C气体分子的热运动不一定比液体分子激烈 D物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈 C 新知讲解 三、分子间的作用力 1.分子间 有空隙。 固体、液体、气体分子间都 存在空隙。 空气容易被压缩 酒精和水混合 气体分子间有 空隙！ 液体分子间有 空隙！ 固体的扩散现象 固体分子间有 空隙！ 新知讲解 三、分子间的作用力 2.分子间存在相互作用的引力。 1.分子间 有空隙。 固体、液体、气体分子间都存在空隙。 新知讲解 三、分子间的作用力 2.分子间存在相互作用的 引力。 1.分子间 有空隙。 固体、液体、气体分子间都 存在空隙。 3.分子间存在相互作用的 斥力。 分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分 子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。 注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力 作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频 繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压 力。 新知讲解 三、分子间的作用力 分子间相互作用力的特点 1.分子间的引力和斥力同时存在。 2.分子间的引力和斥力只与分子间 距离（相对位置）有关，与分子的 运动状态无关。 3.分子间的引力和斥力都随分子间 的距离r的增大而减小，且斥力总 比引力随r的增大衰减得快。 新知讲解 三、分子间的作用力 1.当rr0时，分子间引力和斥力相 平衡，F引=F斥，分子处于平衡位置， 其中r0为分子直径的数量级，约为10 -10m。 2.当rr0时，F引F斥，对外表现 的分子力F为斥力。 分子间相互作用力的特点 新知讲解 三、分子间的作用力 1.当rr0时，F引F斥，对外表现 的分子力F为引力。 2.当r10r0时，分子间相互作用力 变得十分微弱，可认为分子力F为 零（如气体分子间可认为作用力为 零）。 分子间的作用力就是由带电粒子的相互作用 引起的。 分子间相互作用力的特点 新知讲解 四、分子动理论 1.物体是有大量分子组成。 2.分子在做永不停息的无规则热 运动。 3.分子间存在着相互作用的引力 和斥力。 从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律 叫做统计规律。 课堂练习 1下列现象中，能说明分子是不断运动着的是（ ） A将香水瓶打开后能闻到香味 B汽车开过后，公路上尘土飞扬 C洒在地上的水，过一段时间就干了 D悬浮在水中的花粉做无规则运动 AC D 课堂练习 2如图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大 图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置， 得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置， 以下叙述中正确的是（ ） A一定在CD连线的中点 B一定不在CD连线的中点 C可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点 D可能在CD连线以外的某点上 C D 课堂练习 3关于布朗运动的下列说法中正确的是（ ） A布朗运动就是分子运动 B布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映 C布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映 D观察时间越长，布朗运动就越显著 E阳光从缝隙射入教室， 从阳光中看到的尘埃的运动就是 布朗运动 C 课堂练习 4关于布朗运动，以下说法正确的是（ ） A布朗运动是指液体分子的无规则运动 B布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡 引起的 C布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生冲力 不平衡引起的 D在悬浮微粒大小不变情况下，温度越高，液体分子无规 则运动越激烈 C D 课堂练习 5在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度（ ） A与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈 B与悬浮颗粒的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈 C与温度有关，温度越高布朗运动越激烈 D与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于 平缓 A C 课堂练习 6较大的颗粒不做布朗运动原因是（ ） A液体分子停止运动 B液体温度太低 C跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡 D分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态 C D 课堂练习 7关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（ ） A布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生 B布朗运动和扩散现象都是分子的运动 C布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D布朗运动和扩散现象都是永不停息的 C D 课堂练习 8在长期放着煤的墙角处，地面和墙角相当厚的一层染上黑色 ，这说明（ ） A分子是在不停的运动着 B煤是由大量分子组成的 C分子之间是有空隙的 D物体之间有相互作用力 A C 课堂练习 9当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分 子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应是（ ） A两分子间的距离rr0时，它们之间只有斥力作用 B两分子间的距离rr0时，它们之间只有引力作用 C两分子间的距离rr0时，既有引力又有斥力作用，而且斥力 大于引力 D两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力作 用，而且引力大于斥力 C D 课堂练习 10下列现象可以说明分子间存在引力的是（ ） A打湿了的两张纸很难分开 B磁铁吸引附近的小铁钉 C用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D用电焊把两块铁焊在一起 AC D 课堂练习 11玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，其原因是（ ） A玻璃分子间的斥力比引力大 B玻璃分子间不存在分子力的作用 C一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃之间 ，分子引力和斥力大小相等合力为零 D两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力 和斥力都可忽略，总的分子作用力为零 D 课堂练习 12甲、乙两分子相距较远（分子力为零），固定甲、乙逐渐 靠近甲，直到不能再靠近的过程中（ ） A分子力总是对乙做正功 B乙总是克服分子力做功 C先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功 D先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功 D 谢 谢 分子动理论的基本内容分子动理论的基本内容 【教学目标教学目标】 一、知识与技能一、知识与技能 1通过生活实例及其分析，知道什么是扩散现象，产生扩散现象的原因是什么。 影响扩散快慢的因素有哪些，分别是什么关系。 2通过实验，观察什么是布朗运动，通过分析、推理，理解布朗运动产生的原因。 3通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。 4知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。 5知道分子动理论的内容。 二、过程与方法二、过程与方法 1通过对概念及课本中关键词句、图片细节的观察、分析、理解，引导学生重视 教材，学会研读教材，培养学生严谨的思维习惯。 2通过布朗运动的实验、观察及成因的分析、推理，体会并归纳其中的科学研究 方法。 3在对所设情景及实验的观察、分析中和“情景+问题”的教学方式中培养学生 善于观察、勤于思考、勇于探索的良好习惯。 三、情感、态度与价值观三、情感、态度与价值观 1物理源于生活，要善于观察、勤于思考、勇于探索。 2通过科学家们对布朗运动成因的研究历程的介绍，培养相应科学精神。 【教学重难点教学重难点】 1理解扩散现象、布朗运动、热运动。 2知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。 【教学过程教学过程】 一、物体是由大量分子组成的一、物体是由大量分子组成的 【演示】幻灯片：扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片。 由于碳原子被放大了几亿倍后才被观察到，表明分子是很小的。 我们在初中已经学过，物体是由大量分子组成的。需要指出的是：在研究物质的 化学性质时，我们认为组成物质的微粒是分子、原子或者离子。但是，在研究物体的 热运动性质和规律时，不必区分它们在化学变化中所起的不同作用，而把组成物体的 微粒统称为分子。 我们知道，1mol 水中含有水分子的数量就达 6.021023个。这足以表明，组成物 体的分子是大量的。人们用肉眼无法直接看到分子，就是用高倍的光学显微镜也看不 到。 直至 1982 年，人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原 子的排列。 二、分子热运动二、分子热运动 1扩散现象 【演示】将一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶 上，抽去中间玻璃板，过一段时间发现，上面瓶中气体变成了淡红棕色，下面气体的 颜色变浅了，最后上下两瓶气体颜色一致。 （1）扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 （2）扩散现象随温度的升高而日趋明显。 【演示】分别向冷水和热水中滴入一滴红墨水，可观察到热水很快变成红色，而 冷水变成红色稍慢。 （3）扩散现象在气体、液体、固体中都能发生。 （4）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动。 （5）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来 制造各种元件等。 2布朗运动 【演示】把墨汁用水稀释后取出一滴，用显微放大投影仪观察液体中的小碳粒的 运动，可观察到小碳粒的运动无规则，颗粒越小，这种无规则运动越明显，而且永不 停止。 （1）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动。 它首先是由英国植物学家布朗在 1827 年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。 （2）布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在 其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。 简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。 （3）影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度。 固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯 性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈； 液体的温度越高，固体微粒周围的流体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀 性越强，布朗运动越激烈。 （4）布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无 规则运动。 【注意】 （1）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动。 （2）悬浮在气体中的微粒也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平 衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动。 （3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则。实验得出的每隔一定时间微粒所处位 置的连线，不是固体微粒的运动轨迹。 3热运动 （1）扩散现象和布朗运动都随温度的升高而越明显。表明分子的无规则运动跟温 度有关。 （2）热运动：分子的无规则运动叫做热运动。温度越高，分子的热运动越激烈。 【例 1】下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ） A布朗运动是液体的分子的无规则运动 B布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动 C布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力 D观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，小颗粒由许多分子组成， 所以布朗运动不是分子运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的运动，故 A、B 均错， 布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液 体分子的无规则运动，不是反映分子间的相互作用，故 C 错。观察布朗运动会看到固 体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显。故 D 正确。正确答案是 D。 【例 2】在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可看到悬浮在空气中的微粒在不 停地的运动，这些微粒的运动是（ ） A布朗运动 B不是布朗运动 C自由落体运动 D是由气流和重力引起的运动 【解析】这些肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气 分子碰撞的合力几乎为零，这些微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗 运动的，这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的，所以答案是 BD。 【例 3】如下图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图。以小颗粒 在 A 点开始计时，每隔 30s 记下小颗粒的位置，得到 B、C、D、E、F、G 等点，则小 颗粒在第 75s 末时位置，以下叙述中正确的是（ ） A一定在 CD 连线的中点 B一定不在 CD 连线的中点 C可能在 CD 连线上，但不一定在 CD 连线中点 D可能在 CD 连线以外的某点上 【解析】图中的各点的连线不是微粒的运动轨迹，它是为了表明微粒在做极短促 的无定向运动过程中的移动的顺序而做的连线。 由以上分析，在第 75s 末，小颗粒可能在 CD 连线上，但不一定在 CD 中点，也 可能在 CD 连线外的位置。因此选 CD，正确答案 CD。 【小结】扩散现象是分子无规则运动的结果。布朗运动是分子无规则运动的反映， 扩散现象和布朗运动，不但说明分子永不停息地做无规则运动。同时也说明分子间是 有空隙的。 三、分子间的作用力三、分子间的作用力 （一）分子间存在相互作用力 【演示】 （1）压紧两表面洁净的铅块，使它们合在一起，下面的铅块不下落。 （2）压缩一固体（如一铅块）很不容易，物体内要产生反抗的弹力。 1分子间存在相互作用的引力（如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开） 2分子间存在相互作用的斥力（如：固体和液体很难被压缩） 【注意】 压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反 抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。 3分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合 力（分子力） 。 （二）分子间相互作用力的特点 1分子间的引力和斥力同时存在。 2分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无 关。 3分子间的引力和斥力都随分子间的距离 r 的增大而减小，且斥力总比引力随 r 的增大衰减得快。 （三）分子力与距离的关系示意图（可用课件展示） 如下图所示，F0 为斥力，F0 为引力，横轴上方的虚线表示分子间斥力随 r 的 变化图线，横轴下方的虚线表示分子间引力随 r 的变化图线，实线为分子间引力和斥 力的合力 F（分子力）随 r 的变化图线。 1当 rr0时，分子间引力和斥力相平衡，F引=F斥，分子处于平衡位置，其中 r0 为分子直径的数量级，约为 10-10m。 2当 rr0时，F引F斥，对外表现的分子力 F 为引力。 4当 r10r0时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力 F 为零（如气 体分子间可认为作用力为零） 。 （四）引起分子间相互作用力的原因 分子间相互作用力是由原子内带正电的原子核和带负电的电子间相互作用而引起 的。 【例 4】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（ ） AF引和 F斥是同时存在的 BF引总是大于 F斥，其合力总是表现为引力 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 【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小和合力都与分子间距离 有关，当分子间距离减小时，引力和斥力都增大，且斥力的增大更快。rr0时，合力 表现为斥力，rr0时，合力表现为引力。 根据上述分析，该题正确的答案为 A。 【例 5】当两个分子间距离为 r0时，分子力为零，下列关于分子力说法中正确的 是（ ） A当分子间的距离为 r0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力 B分子间距离小于 r0时，分子力增大，分子间表现出是斥力 C当分子间相互作用力表现为斥力时，分子距离变大时，斥力变大 D在分子力作用范围内，不管 rr0，还是 rr0，斥力总比引力变化快 【解析】本题考查分子力随分子间距离变化规律 分子间同时存在引力和斥力，当 r=r0时是引力和斥力相等，所以 A 错。分子间引 力和斥力都随分子间距离减小而增大，但斥力比引力变化的快，当 rr0时，引力和斥 力都增大，但斥力增加比引力快，故 B、D 正确，C 错。 对分子力认识，应掌握分子力随分子距离的增大而减小的关系。 【例 6】有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近， 直到不再靠近为止，在这整个过程中（ ） A分子力总对乙做正功 B乙总是克服分子力做功 C先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功 D乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功 【解析】当分子间距 rr0时，分子力表现为引力，因此当乙分子从无穷近逐渐向 甲集近过程中，当甲、乙两分子间距大于 r0时，分子间作用力对乙做正功；当分子间 距小于 r0时，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功。所以本题正确答案是 C。 【例 7】试从分子动理论的观点，说明物体的三态（固态、液态、气态）为什么 有不同的宏观特征？ 【解析】固体分子间的距离非常小，分子间的作用力很大，其分子只能在平衡位 置附近做小范围的无规则运动。因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状。 液体分子间的距离比较小，分子间的作用力也相当大，但与固体分子相比，液体 分子可在平衡位置附近做范围较大的无规则运动，而且液体分子的平衡位置是不固定 的，是在不断地移动，因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状。 气体分子间距离很大，由于分子力是短程力，所以，彼此间的作用力极为微小， 其分子除了在与其他分子或器壁碰撞时有相互作用力外是不受其他作用力的。因而气 体分子总是做匀速直线运动，直到碰撞时，才改变方向，所以，气体没有体积，也没 有一定的形状，总是充满整个容器的。 【小结】分子间同时存在相互作用的引力和斥力，它们都随距离 r 增大而减小， 当 rr0（r0约为 10-10m）时，分子力 F0；rr0时分子力 F 为引力，rr0时分子力 F 为斥力。 四、分子动理论四、分子动理论 总结本节课的所有内容，引出分子动理论： 1物体是有大量分子组成。 2分子在做永不停息的无规则热运动。 3分子间存在着相互作用的引力和斥力。 从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。 【练习巩固练习巩固】 1下列现象中，能说明分子是不断运动着的是（ ） A将香水瓶打开后能闻到香味 B汽车开过后，公路上尘土飞扬 C洒在地上的水，过一段时间就干了 D悬浮在水中的花粉做无规则运动 答案：ACD 2关于布朗运动的下列说法中正确的是（ ） A布朗运动就是分子运动 B布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映 C布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映 D观察时间越长，布朗运动就越显著 E阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动 答案：C 3关于布朗运动，以下说法正确的是（ ） A布朗运动是指液体分子的无规则运动 B布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的 C布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生冲力不平衡引起的 D在悬浮微粒大小不变情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈 答案：CD 4在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度（ ） A与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈 B与悬浮颗粒的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈 C与温度有关，温度越高布朗运动越激烈 D与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓 答案：AD 5较大的颗粒不做布朗运动原因是（ ） A液体分子停止运动 B液体温度太低 C跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡 D分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态 答案：CD 6关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（ ） A布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生 B布朗运动和扩散现象都是分子的运动 C布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D布朗运动和扩散现象都是永不停息的 答案：CD 7在长期放着煤的墙角处，地面和墙角相当厚的一层染上黑色，这说明（ ） A分子是在不停的运动着 B煤是由大量分子组成的 C分子之间是有空隙的 D物体之间有相互作用力 答案：AC 8当两个分子间距离为 r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间的引力和斥力 的各种说法中，正确的应是（ ） A两分子间的距离 rr0时，它们之间只有斥力作用 B两分子间的距离 rr0时，它们之间只有引力作用 C两分子间的距离 rr0时，既有引力又有斥力作用，而且斥力大于引力 D两分子间的距离等于 2r0时，它们之间既有引力又有斥力作用，而且引力大于 斥力 答案：CD 9下列现象可以说明分子间存在引力的是（ ） A打湿了的两张纸很难分开 B磁铁吸引附近的小铁钉 C用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D用电焊把两块铁焊在一起 答案：ACD 10玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，其原因是（ ） A玻璃分子间的斥力比引力大 B玻璃分子间不存在分子力的作用 C一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃之间，分子引力和斥力 大小相等合力为零 D两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略， 总的分子作用力为零 答案：D 11甲、乙两分子相距较远（分子力为零） ，固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再 靠近的过程中（ ） A分子力总是对乙做正功 B乙总是克服分子力做功 C先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功 D先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功 答案：D 实验：用油膜 法估测油酸分 子的大小 新知导入 分子十分微小。以水为例，一个直径 为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌 差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小 的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的 总数还多上好几倍！ 思考：通过什么途径可以知道分子 的大小呢？ 新知导入 问题1：曹冲怎么 称象？ 化整为零问题2：怎样估测绿豆的 直径？ 新知导入 方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数 出个数。 新知导入 方法二：测出总体积，数出个数。 新知导入 方法三：量出单层铺开的面积，测出总体 积。 新知导入 问题3：怎么估算鞋底的 大小？ 新知讲解 一、实验思路 为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会 形成一层油膜。 尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但 在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。 测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。 为了为了使油酸充分展开，获得使油酸充分展开，获得 一块单分子油膜一块单分子油膜，我们，我们需要将油需要将油 酸在酒精中稀释后再滴入水中。酸在酒精中稀释后再滴入水中。 这样的这样的油酸酒精油酸酒精溶液滴在水面，溶液滴在水面， 溶液中的酒精将溶于水并很快挥溶液中的酒精将溶于水并很快挥 发发，从而，从而获得纯油酸形成的油膜。获得纯油酸形成的油膜。 新知讲解 二、实验过程 1.配制油酸溶液： 用2ml注射器抽取1.5ml油酸，将其中1.0ml 油酸注入500ml的量筒中，加入无水酒精至 500ml刻度线，充分搅匀后得到体积比为1:500的 油酸酒精溶液。 新知讲解 3.向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉（或石膏粉）均匀地撒在水面 上。 4.用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴。 5.待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板（或有机玻璃板）放在浅盘上，并 将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 二、实验过程 6.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板 放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积 S（求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形 的个数，不足半个的舍去，多于半个 的算一个）。 新知讲解 1.形成的油膜不是单分子油膜 让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态再进行测量。要求使用的酒精的浓 度、痱子粉的用量适宜等。 2.纯油酸体积的计算误差 要用累积法测油滴的体积。先测出1mL的酒精油酸溶液的滴数，从而计 算出一滴酒精油酸溶液的体积。再由油酸的浓度算出油酸的体积。 3.油膜的面积S测算产生的误差 （1）油膜形状画线误差：用浅盘使玻璃尽量靠近液面，画线尽量和油膜 边缘对应。 （2）数格子法，带来的误差 用坐标纸，测出形状不规则油膜的面积。数出不规则图形的轮廓包围的方 格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位 越小，用这种方法求出的面积越精确。 三、误差分析 新知讲解 1.测1滴酒精油酸溶液的体积时，滴入量筒中的酒精油酸溶液的体 积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误 差较小。 2.浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地 画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 3.痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可。 4.在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水。 5.滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的 面积过大。 6.待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收 缩有两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥 发后液面收缩。 7.利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算 轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个。 四、注意事项 新知讲解 思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上 做了理想化处理，请问：有哪些地方做了理想 化处理？ 1.把滴在水面上的油酸层当作单 分子油膜层。 2.把分子看成 球形。 3.油分子一个紧挨一个 整齐排列。 新知讲解 数量级： 一些数据太大或很小，为了书写方便，习惯上用科 学记数法写成10的乘方数，如 310-10m。我们把10的 乘方数叫做数量级，110-10m和 910-10m，数量级都 是10-10m。 一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大 分子以外）。 课堂练习 1“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱 子粉均匀地撒在水面上。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油 酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒 内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： （1）上述步骤中，正确的顺序是_（填写步骤前面的数 字）。 （2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的 油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成 的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为_m （结果保留1位有效数字）。 510 10 课堂练习 2下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实 验的误差（ ） A装在浅盘中的水用蒸馏水 B向水中滴油酸酒精溶液液滴时，只要注射器针尖离水面近 一些就可以，没有其他要求 C在描绘油膜形状时，透明盖板要离水面近些 D在油膜稳定后再描绘油膜的形状 ACD 课堂练习 3在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液 的浓度为1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL 上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在 水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所 示，图中每一小方格的边长为1cm，试求： （1）油酸薄膜的面积是_cm2； （2）实验测出油酸分子的直径是_m（结果保 留两位有效数字）； （3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？ 1 1 4 6.610 10 这样做的目的是让油膜在水面上形成单这样做的目的是让油膜在水面上形成单 分子油分子油膜膜。 谢 谢 实验：用油膜法估测油酸分子的大小实验：用油膜法估测油酸分子的大小 【教学目标教学目标】 1知道用单分子油膜方法估算分子的直径。通过测量分子的直径和质量，教给学 生研究物理问题的方法。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型。 2培养学生在物理学中的估算能力。 3体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法。 【教学重难点教学重难点】 用油膜法估测分子的大小。 【教学过程教学过程】 一、新课导入一、新课导入 分子十分微小。以水为例，一个直径为 10-3mm 左右的水珠，它的大小与细菌差 不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数 还多上好几倍！ 思考：通过什么途径可以知道分子的大小呢？ 问题 1：曹冲怎么称象？ 化整为零 出示一堆绿豆。 问题 2：怎样估测绿豆的直径？ 化零为整 学生思考发言，教师总结方法。 方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。则 = 方法二：测出总体积，数出个数。则，再由球体体积公式计算出直径。 0= 方法三：量出单层铺开的面积，测出总体积。则 = 继续发问：问题 3：怎么估算鞋底的大小？ 教师展示方格纸，将鞋底印在方格纸上，数出格数即可得知鞋底的大小。 能否用同样的方法测算分子的直径呢？有什么困难？ 同学们思考并发言，师生一起总结测算的方法。 二、新课教学二、新课教学 （一）实验思路 为了估测油酸分子的大小，我们把 1 滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。 尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时， 可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度 d，它就相当于分 子的直径。 教师提醒：为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精 中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快 挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 （二）实验器材 用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、量筒、坐标纸。 教师讲解一下实验步骤，学生进行分组实验。 （三）实验步骤 1配制油酸酒精溶液，取 1mL 的油酸滴入酒精中配制成 500mL 的油酸酒精溶液。 2用滴管或注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量 筒内增加一定体积（例如 1mL）时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积。 3实验时先向边长为 3040cm 的浅盘里倒入约 2cm 深的水，然后将痱子粉或石 膏粉均匀地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开， 形成一块薄膜。 4待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔 画在玻璃板上。 5将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积 S。求面积时 以坐标纸上边长为 1cm 的正方形为单位。数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去， 多于半个的算一个。 6根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V。根据一滴 纯油酸的体积 V 和薄膜的面积 S 即可算出油酸薄膜的厚度 dV/S，即油酸分子的大小。 （四）数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格： 实验 次数 量筒内增加 1mL 溶液时的滴数 一滴纯油酸 的体积 V 轮廓内的 小格子数 轮廓面积 S 分子的直径 （m） 平均值 1 2 实验完成后，各组对实验过程及实验结果做汇报，成功的小组分享成功的经验， 失败的小组分析失败的原因。 教师根据各小组的分享总结实验的注意事项。 （五）注意事项 1油酸酒精溶液的浓度应小于 0.1%。 2痱子粉的用量不要太多，否则不易成功。 3测 1 滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升 数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小。 4浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状， 画线时视线应与板面垂直。 5要待油膜形状稳定后，再画轮廓。 6利用坐标纸求油膜面积时，以边长 1cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形 的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个。 7做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦 去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。 各小组根据实验注意事项再次进行实验。 师生在实验过后一起分析误差来源。 （六）误差分析 用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面： 1形成单分子油膜 只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即 dV/S。要求使用 的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜。 2油滴的体积 V 用累积法测油滴的体积。先测出 1mL 的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油 酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积。 3油膜的面积 S 用坐标纸测出形状不规则油膜的面积。数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计 算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法 求出的面积越精确。 根据本次实验，师生一起对实验进行反思，如何可以