泰州市姜堰区罗塘高级中学高中物理《7.2分子的热运动》教学设计 新人教版选修.doc

泰州市姜堰区罗塘高级中学高中物理7.2分子的热运动教学设计 新人教版选修3-3设计思路1.本节课是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。但由于分子的运动无法直接观察，所以本节课主要采用实验演示扩散现象，学生借助显微镜动手观察布朗运动，用电子目镜展示显微镜中的景象，以计算机模拟的方法为辅组织教学。2为加深学生对扩散这个常见现象的探究兴趣，设计了学生熟悉的香水扩散、二氧化氮气体和空气的扩散、红墨水在水中扩散以及比较红墨水在冷、热水中扩散快慢的演示实验。同时为实现物理源于生活，服务于生活，了解和分子热运动有关的现代科技，让学生列举扩散现象在生活中的有关实例，进一步体会分子的运动。3本节需要考察的知识与技能内容比较抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生分析、讨论为主，在教师引导的基础上，以“提出问题实验探究分析归纳得出结论”为主线的思维过程进行教学，培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。4本节课为了使学生在学习过程中，对于布朗运动及扩散现象有更具体、清晰的了解，在相关部分设计了一些视频展示，帮助学生理解。教学目标1知识与技能：（1）观察扩散现象，理解推断扩散现象是由于分子运动造成的；（2）观察布朗运动，能够叙述布朗运动的特点；（3）能够用分子运动理论解释布朗运动成因，推测宏观表现的微观成因，体会大量分子不断撞击微粒的情景，能够解释布朗运动；能够区分布朗运动与分子运动；（4）认识到科学观察要细致，推断要有充分依据。体会分子运动的“无规则性”。2过程与方法：（1）学生自主学习、合作探究和实例分析，教师适当点拨、引导，使学生能真正理解该节内容；（2）培养学生的分析综合能力，理解推理能力，实验能力。3情感、态度与价值观：（1）在体会宏观物质的性质由微观结构决定的同时认识客观事物之间的普遍联系；（2）体验自主学习过程，养成仔细观察、勤于思考和合作交流的能力和学习习惯；（3）注重学生人文精神的培养。重点难点重点：布朗运动。难点：布朗运动产生的原因，布朗运动与分子无规则运动的关系。教学方法实验法、自学探究法、问题引领法。教具准备1气体和液体的扩散演示实验：装有香水的香水瓶，分别装有二氧化氮气体和空气的玻璃广口瓶、毛玻璃片，烧杯内盛有净水、红墨水和胶头滴管；2比较红墨水在冷、热水中扩散速度的演示实验：分别装有冷、热水的烧杯、红墨水和胶头滴管；3观察布朗运动的分组实验：显微镜、制备好的水粉颜料悬浊液、带凹坑的载玻片、显微镜的电子目镜。教学过程新课引入自我介绍引入“布朗运动”。布朗运动是什么运动呢？这就是我们这节课所要研究的主要内容之一，本节课我们一起来学习课本的第二节 分子的热运动。（打开香水瓶）新课讲解通过前面的学习，我们已经知道分子大小的数量级仅为10-10m，很小的物体中都含有大量的分子，如1 cm3水中含有的分子数约为 3. 31022个，还要像研究宏观物体做机械运动的方法来研究每一个分子的运动，显然是不可能的。但我们可以通过对一些宏观现象进行分析来研究分子的运动，比如我们初中已经学过的扩散现象。（一）扩散现象 请问前排的学生有没有闻到什么特殊的气味。（学生闻到香水味，香水发生了扩散现象，香水分子运动了。）【演示实验】红棕色二氧化氮气体和空气的扩散。大家看到什么现象？两种气体谁的密度大？是由于重力的作用而发生的吗？（是由于二氧化氮气体分子和空气分子在运动，彼此进入了对方。这就是我们学过的气体扩散现象。）1、我们把不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散气体与气体之间可以发生扩散现象，液体和液体之间呢？【演示实验】向装有水的烧杯中滴入几滴红墨水，观察水的颜色变化。水慢慢全变红了，红墨水已扩散到整个水中，液体也同样发生了扩散现象。说明了液体分子在运动。你们猜猜看，固体间能发生扩散现象吗？（能）由于固体间的扩散速度相对较慢一些，想观察到他们间的扩散过程要花很长的时间，有的甚至几年，今天无法在课堂上演示，前几天我请我们学校电视台的工作人员，一起去锅炉房堆积煤炭的地方拍了一段视频，我们一起来看一下。【视频】学校锅炉房堆放煤炭的地方，去除煤炭后，把墙壁表层铲去后，墙的内部仍然是黑色的。这说明了什么？（说明碳分子进入了墙壁，固体间也发生了扩散现象。固体分子在运动。）2、扩散现象在气体、液体、固体中都能发生。只不过固体间扩散发生慢，气体、液体相对扩散发生快。扩散的快慢除了和物体的状态有关，还和什么因素有关呢？（温度）【演示实验】分别向相同质量的冷水和热水中同时滴入几滴红墨水。（注意比较扩散的快慢。） 3、特点：温度越高，扩散现象越明显。扩散现象在我们的生活中是比较常见的，请举出你生活中的与扩散有关的一些现象。（如酒好不怕巷子深、腌制食品、炒菜等。）介绍扩散现象在生活、科学研究和生产技术中的应用。回头再看一下气体和液体的扩散现象，说明扩散总的趋势是浓度趋于一致，浓度一致后此时分子仍在运动。4、扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明。分子的永不停息运动是建立在实验事实的基础上的，但我们能直接看到分子在运动吗？（不能）我们肉眼只能区分10-4m的物体，大家想不想看到小于10-4m物体的运动呢？（想）怎么办呢？接下来我们就一起来研究一种我们仅凭肉眼看不到的也与分子运动有关的现象，也是刚开始我所介绍的布朗运动。（二）布朗运动介绍布朗。1、悬浮微粒所做的无规则运动叫布朗运动。大家想看到布朗运动吗？问题：怎样来观察布朗运动呢？（可借助于显微镜来观察。）今天我们就一起借助于显微镜来观察颜料微粒在水中的布朗运动。我已经帮每小组准备好了颜料悬浊液，已经装在滴瓶里和带有凹坑的载玻片。在使用显微镜观察前，请同学们先回忆生物课上显微镜的使用方法（对光、观察、低倍到高倍、左眼观察右手记录等），但今天我们使用显微镜观察布朗运动和生物课上的要求略有不同，请看大屏幕。（注意：我们用显微镜观察布朗运动时，物镜直接使用40倍的，目镜使用的是16倍。）（投影显微镜的使用方法。）接下来请各小组进行调试观察。【分组探究观察】用显微镜观察布朗运动。问题：你观察到什么现象？（分析：什么都看不到-这个实验对显微镜的调节要求高，观察要仔细；看见微粒但不动或运动不明显-显微镜中要仔细观察，我们所看到的布朗运动一般不可能是大幅度的运动。）怎样才能更明显的看到颜料微粒的布朗运动呢？（放大）今天我带来了一个显微镜的电子目镜，它可以放大显微镜目镜中的景象，并可以通过电脑把图像转投到大屏幕上，下面我们就一起来更清楚的观察布朗运动。【电子目镜视频】这些运动的小黑点就是悬浮在水中的颜料小微粒。问题：请问你看到这些小微粒在干什么？（运动） 问题：你猜猜看会不会停下来？小颗粒的运动有规则吗？（没有规则） 问题：再仔细观察一下，这些悬浮在水中的颜料小微粒大小一样吗？（不一样） 问题：它们同样明显吗？（小的的更明显） 刚刚在扩散现象中大家知道温度越高，扩散越快，你猜猜看布朗运动呢？如果给颜料溶液加热后，观察到布朗运动也越明显。（板书，投影出布朗运动的特点）2、布朗运动的特点： 永不停息、无规则，微粒越小、温度越高布朗运动越明显。投影出每隔30S观察的三个微粒的折线图；思考：这些折线是不是微粒运动的轨迹？（类比今天在常州，明天到泰州，后天去南京了）实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是微粒的运动轨迹。（三）布朗运动的解释了解了布朗运动后，想想布朗运动中的小微粒为什么会运动呢？请同学们阅读课本第6页的第1段到第3段。各小组成员间交流你自己的理解。液体分子对小微粒的碰撞是现行物理学家们对布朗运动的最确切的解释。分析单个微粒，受到大量的做无规则运动水分子的碰撞不平衡而产生的。为了便于理解，我们一起来观看一段模拟视频。【视频】我们一起看一下布朗运动产生的模拟视频。1、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。产生布朗运动的根本原因就是液体分子永不停息的无规则运动造成的。 2、【分组讨论】为什么悬浮微粒越小，布朗运动越明显？ 一般能做明显布朗运动的微粒大小的数量级为10-6m，肉眼看不到。 3、【思考讨论】布朗运动是分子的运动吗？（不是，为什么？各组互相补充。）（从布朗运动产生的原因、数量级上都可以说明布朗运动不是分子的运动。）布朗运动既不是液体分子的运动，也不是悬浮小微粒分子的运动，而是悬浮小微粒的运动。但它是液体分子运动的反映。布朗运动与扩散现象的区别：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 ；布朗运动间接反映了液体分子在做永不停息的无规则运动。其实在满足一定的条件下，布朗运动在气体中也能观察到。（四）热运动扩散现象和布朗运动都表明分子在永不停息地作无规则的运动，而且温度越高，分子的无规则运动就越剧烈。这说明物体的温度高低是与内部分子无规则运动的剧烈程度直接相关的。物体内部大量分子的永不停的无规则运动与温度有关，被称为分子的热运