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1、人教版高中选修人教版高中选修 3-3 物理第七章物理第七章分子动理论分子动理论教学设计教学设计本章概述本章概述 本章介绍分子动理论的基本观点,它的主要内容是:物体是有大量分子构成 的,分子在作永不停息的无规则运动,分子之间存在着相互作用的引力和斥力. 热学研究的内容包括两个方面,一方面是关于热现象的宏观理论,它研究热 现象的一般规律;另一方面是关于热现象的微观理论,从分子运动的角度研究热 现象的规律.分子动理论是热现象微观理论的基础. 本章分为两个单元：第一单元 第一节至第三节，讲述分子动理论的基础第二单元 第四节和第五节，介绍温度和内能 具体说明1油膜法测分子的大小，是早期测定分子大小的一种
2、方法，实验并不难做， 有条件最好给 学生演示， 并处理数据，得出实验结果利用宏观测定求出微 观量的大小，在高中物理教 学 中这是第一次， 做好这个演示，可以加深学 生对人类进入微观世界的认识，打开学生探索 微观世界的思路，这对他们今后 学习物理学是很重要的2分子的大小和阿氏常数能够定量地测出，而且用不同方法测出的结果相 符合，这不但证明物理学的理论彼此和谐一致，正确地反映了自然，而且是证 实分子存在的重要方面，进一步为分子动理论的发展打下了坚实基础希望学 生对此能有所了解3把分子看作小球，这是分子动理论中对分子的简化模型，这一点要引起 学生足够重视 可向学生说明，对分子来说，根据问题的需要，可
3、以有不同的 模型在不涉及分子内部的结构和运动时，可以用小球作为分子的模型；研究 分子内部的结构和运动时，则需要较复杂的 分子结构模型说明模型在物理学 研究中的意义，有助于使学生获得正确的思考方法4在物理学中常常用到“数量级”的概念要使学生知道，在某些问题中， 知道数量级一 般已经够用最好要求学生能够记住某些常数的数量级，这对他 们考虑问题或进行计算都会 有好处6关于布朗运动，教材引导学生多方面考虑问题，以期他们能够对布朗运 动的起因有正确 的理解教材指出为什么布朗的原因不在外界，而应在液体内 部 7关于分子间的作用力，要求学生明确地认识到分子间同时存在着引力和 斥力，知道引力 和斥力如何随距离
4、而变化，知道在什么情况下对外表现为引力 或斥力课时课时 1 2 第第 1 节节 物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的适用年级： 高 二 所需课时： 2 课时 作者姓名： 邱家斌 单 位： 枣庄三中西校高二、三部 联系电话： 13806323930 电子邮箱： 。 概述概述 分子动理论的基本内容，初中物理讲过在讲述本节时，可先复习初中 学过的内容，使学生对分子动理论的内容有概括的了解本节有关的内容，初中化学课中讲过的，应尽量联系要说明，在分子动理论中，为了 使问题简化， 把构成物质的单位(原子、离子或分子)统称为分子教学教学目目标标1 1、知识与技能、知识与技能（1）知道一般分子直径和
5、质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2 2、过程与方法：、过程与方法：通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。形成正确的唯物主义价值观。3 3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观教学重难点教学重难点（1）使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；（2）运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。教学教具教学教具（1）教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样；（2）演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：
6、20O） ，滴管，直径约 20cm 圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。教学过程教学过程一一. 热学内容简介热学内容简介 1热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣 服晾干等都是热现象。 2热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质 等。 3热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究 热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。 二二. 新课教学过程新课教学过程初中学过的有关分子运动的内容中，我们已知道物体是由大量分子组成的寻找微观量与宏观量之间的关系是我们从本节起所涉及的一个重要问题，它可 以帮助我们从宏观与微观两个不同的角
7、度去观察和了解事物，加深对问题本质 的理解在热学中由于原子、离子、或分子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分 子.1分子的大小。分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？ （1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分 子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于 测定油膜面积。如下图所示。水油酸分子油酸分子d提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多 少？ 在学生回答的基础上，还要指出： 如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=VS，根据估算得出分子直径
8、的数量级为10-10m。（2）利用离子显微镜测定分子的直径。 看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是210-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d， 如图2所示。（3）用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是410-10m，氢分子直径是2.310-10m。（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子 结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了
9、较深入的认识。 2阿伏伽德罗常数 向学生提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？明 确1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数， NA=6.021023个mol，粗略计算可用NA=61023个mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。） 再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。 如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，1mol水的质量是0.018kg，体积是1.810-5m3。每个水分子的直径是410-10m，它的体积是（41010）m3=3
10、10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。提问学生：如何算出1mol水中所含的水分子数？3微观物理量的估算 若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定 近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。 提问学生：1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？提问学生：若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8103kgm3，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子 的直径是多少来？归纳总结：以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏伽德罗常数。 因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观
11、世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、 摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。实验实验: :用油膜法估测分子大小用油膜法估测分子大小( (一一) )实验目的实验目的1.会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积;2.计算分子的大小.( (二二) )实验原理实验原理利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,测出一定 体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用 d=V/S 计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于 油酸分子的直径.（如图）（三）实验器材（三）实验器材配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或石膏粉),注射器,量筒,玻璃板,彩笔
12、, 铅笔,坐标纸.( (四四) )实验步骤实验步骤1.测一滴油酸酒精溶液中油酸的体积用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液一滴一滴地 滴入量筒,记下量筒内增加一定体积(如 x mL）时的滴数 n,算出一滴油酸酒精溶液的体积V= mL.x n再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比 ,算出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积 V=V.2.形成油膜在浅盘中倒入约 2 cm 深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将事先配制 好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜.3.测油酸薄膜的面积待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后用彩笔将油膜
13、的形状画在玻璃板上.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的面积 S(以坐标纸 上边长为 1cm 的正方形为单位,数轮廓内正方形个数时,不足半个的舍去,多于半个的算一个).4.估算出油酸分子的大小根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积 V 和油酸薄膜的面积 S,可求出油膜的 厚度 l,则 l 可看作油酸分子的直径 d.即 d=l=.V S（三）课堂练习（三）课堂练习1体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是A.102cm2B.104cm2C.106cm2D. 108cm2答案：B2已知铜的密度是8.9103kgm3，铜的摩尔质量是
14、63510-3kgmol。体积是45cm3的铜块中，含有多少原子？并估算铜分子的大小。答案：381023， 310-10m（四）课堂小结（四）课堂小结 1物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有1010m的数量级。2阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记 住。3学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一 般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏伽德罗 常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿 伏伽德罗常数NA，得到m=
15、MNA。通过物质摩尔质量 M、密度 、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径课时 1、2：物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的（共（共 2 2 课时）课时）学生年级 、班级高二 3 部（25、26、27）班学生人数 653规划项目规划项目具体内容具体内容教学环境多媒体教室，电学实验室。可上网，安装有 Office 软件。提供相关主题网站的网址 百度搜索学生知识技能要求分子动理论的基本内容，初中物理讲过在讲述本节时，可先复习初中学过的内容，使学生对分子动理论的内容有概括的了解教学条件准备1.调节好多媒体设备2.通知学生上课时间、地点及课前的准备。3.学生分组及座次安排表实施前评价要求出示活动的评价要素情境导入多媒体展示分组讨论油膜法测分子直径实验结果讨论理论探究通过实验，知道一般分子直径和质量的数量级组织交流与共享领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。指导学习通过问题进行引导指导深入学习油膜法测分子的大小练习与巩固完成当堂练习题完成当堂练习题高中新课程学生自主学习丛书物理选修3-3第一节内容第一节内容实施中各小组学习成果评价教师总评价各小组成员的学习成果。小组成员评价请各小组长根据评价要素对小组成员打分。收交各小组的各项评价打分。实施后1、通过探究过程渗透了科学方法的教
