高中物理第七章分子动理论第二节分子的热运动名师导航学案新人教选修.docx

第二节 分子的热运动名师导航知识梳理1.布朗运动(1)定义：悬浮在液体(或气体)中的_的无规则运动.(2)规律：微粒在永不停息地做_运动，微粒越小，布朗运动越_，温度越高，布朗运动越_.(3)产生原因：各个方向液体分子对微粒冲力_性和_性引起.(4)布朗运动说明了分子运动是在永不停息地做_运动.分子的无规则运动叫做_运动.2.布朗运动是分子_运动的宏观表现.3.能够证明分子在做无规则运动的实验有_、_等，其中_直接证明了物体分子的热运动，_间接地证明了物体分子的热运动.疑难突破1.关于布朗运动示意图的正确理解.剖析：(1)布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，不是单个分子的运动，但是布朗运动证实了周围液体分子的无规则运动.(2)固体微粒的运动是极不规则的，布朗运动示意图并非固体分子运动轨迹，而是每隔30 s微粒位置的连线.(3)任何固体微粒悬浮在液体内，只要微粒足够小，在任何温度下都会做布朗运动.2.关于分子热运动无规律性的正确理解.剖析：(1)分子的无规则运动，称为热运动.(2)所谓分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化.标准状况下，一个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞达到65亿次之多，所以大量分子的运动是十分混乱的.(3)在任一时刻，物体内既具有速率大的分子，也具有速率小的分子，速率很大和速率很小的分子的个数所占的比例相对较少，大多数分子的速率和某一平均速率相差很小，通常所说分子运动的速率，均指它们的平均速率而言.分子的平均速率是很大的，且和物体的温度以及分子的种类有关，通常情况下，分子热运动的平均速率为105 m/s.问题探究问题1:通过对布朗运动的理解，探究布朗运动是否为分子运动？探究：(1)布朗运动：原指悬浮在水中的花粉颗粒所做的不停的无规则运动，泛指悬浮在液体中的固体微粒所做的不停的无规则运动.(2)布朗运动不是一个单一分子的运动单个分子是看不见的，悬浮微粒是由千万个分子组成的.(3)悬浮微粒受到周围液体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，便不停地做无规则运动.(4)布朗运动间接证明了周围液体分子在永不停息地做无规则运动.探究结论：布朗运动不是分子运动.问题2:布朗运动与扩散现象反映的分子热运动的本质有什么区别？探究：(1)产生的条件布朗运动：固体微粒(足够小)悬浮在液体中，也可在气体中发生.扩散现象：两物质相互接触，在气体、液体、固体中都可发生.(2)影响快慢的因素布朗运动：温度的高低和微粒的大小.扩散现象：温度的高低.(3)现象的本质布朗运动：是固体微粒的运动，是液体分子无规则运动的反映.扩散现象：是分子的运动.(4)共同点和不同点共同点：它们都(间接或直接)证实了分子在永不停息地做无规则运动.不同的是：布朗运动永不停止；扩散现象会停止(动态平衡).探究结论：扩散现象是分子热运动的直接表现，布朗运动是分子热运动的间接表现.典题精讲【例1】 图7-2-1是关于布朗运动的实验，下列说法正确的是( )图7-2-1A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到微粒越大，布朗运动越明显D.实验中可以看到温度越高，布朗运动越激烈思路解析：布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是大量液体分子无规则热运动时与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无规则运动，即布朗运动的反映，温度越高，分子运动越剧烈，布朗运动也越剧烈，可见A错误，D正确.微粒越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越显著，故C错.图中每个拐点记录的是微粒每隔30 s的位置，而在30 s内微粒做的也是无规则运动，而不是直线运动，故B错.答案：D【例2】 在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒飞舞，这是布朗运动吗？思路解析：这不是布朗运动，能在液体或气体中做布朗运动的颗粒都是很小的，一般数量级在10-6 m，这种颗粒肉眼是看不到的，必须借助显微镜，悬浮在空气里的可见微粒，以及灰尘都是能用肉眼看到的较大的颗粒，这些肉眼看到的微粒，从微观角度看是相当大的，由于微粒较大，空气分子热运动时对它各个方面的碰撞几乎相互抵消，平衡性强，所以这些微粒的运动不是由于空气分子碰撞它引起的，而是由于受气流的流动、空气浮力、重力的作用等外部的原因引起的，不属于布朗运动.答案：不是【例3】 关于布朗运动、扩散现象和对流，下列说法中正确的是( )A.布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体分子的无规则运动B.布朗运动和扩散现象及对流都需要在重力作用下才能进行C.布朗运动和扩散现象在没有重力作用下也能进行D.对流在完全失重情况下不能发生思路解析：扩散现象是物质分子的迁移，而布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，液体分子对小颗粒的撞击不平衡，导致小颗粒运动，由此可见扩散现象和布朗运动不需要附加条件；而对流则需要在有重力的条件下才能进行.答案：ACD知识导学 学好本节知识的关键在于及时归纳和总结课本上的有关概念：(1)物体是由大量分子组成的，组成物质的分子在永不停息地做无规则运动.(2)反映出分子在做无规则运动的实验事实是扩散现象和布朗运动.由以上两个例子我们可以看出本节中的概念是一环扣一环，相互之间联系十分紧密，如果某一概念理解得不够准确就会直接影响到全节的理解，故学习本节的重点是对分子热运动概念的准确理解和分析运用.疑难导析1.布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如30 s)的位置，可采用闪光照相的办法记录，两位置所画直线是人为画的.在30 s内，微粒仍做无规则运动，由此不能将示意图中的折线当作粒子的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹，其实在这段时间内运动还是很复杂的.2.分子热运动的无规则性是布朗运动间接地反映出的，要正确理解这一问题就要从对布朗运动作进一步的理解，从布朗运动的实质和现象入手进行思考对这一问题的理解会有很大帮助.比如说从影响布朗运动的条件去思考，温度越高布朗运动越显著，固体微粒直径越小布朗运动越显著，再思考一下出现这些现象的原因.问题导思1.要想知道布朗运动是否是分子运动，可以从分子入手.我们知道分子的直径很小，其数量级大约为10-10 m，而布朗运动中的研究对象花粉颗粒只用放大倍率并不是很大的显微镜就可以观察到，单一从大小上看它就不是分子，而是大量分子的集合，故我们可以初步确定布朗运动不是分子运动.但这只是我们的初步判断，要真正理解布朗运动，还得好好地学习本节的内容.2.想要区分扩散现象和布朗运动就必须先从其产生的条件入手，比较两者的产生条件，再从影响因素进行进一步的分析，其现象的本质分别是：布朗运动是固体或液体分子的无规则运动；扩散现象是分子的运动.但它们也有共同反映出的东西，它们都证明了物质是由分子组成的，组成物质的分子间存在间隙，组成物质的分子都在永不停息地做无规则运动等等.可见它们即有同性又有异性，我们要认真地分析和判断，才能做出正确的结果.典题导考绿色通道：此类题主要考查对布朗运动的理解，要求同学们能从布朗运动产生的原因及其与颗粒大小、温度高低的关系以及运动的轨迹记录等方面去全面认识布朗运动，启示我们对物理应该从产生的原因出发，通过观察、分析及正确的记录和描述等方面去整体把握.【典题变式1】 关于布朗运动的下列说法正确的是( )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，布朗运动越显著绿色通道：此类题将我们学过的知识应用于司空见惯的现象，可谓创新，但要注意仅由流体分子撞击而引起的微粒运动才属于布朗运动.要解此类题关键是要准确理解有关布朗运动的定义，从定义的各个方面进行分析.【典题变式2】 下面这种情况关于布朗运动的说法是错误的，试分析它错在哪里.大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动.【典题变式3】 下列现象，哪些可以用分子热运动来解释( )A.长期存放煤的地方，地面1 cm深处的泥土变黑B.炒菜时满屋子都可以闻到香味C.大风吹起地面上的尘土到处飞扬D.食盐颗粒沉在杯底，水也会变咸典题变式答案