高中物理 7.1《物体是由大量分子组成的》教案（1） 新人教版选修3-3

用心 爱心 专心 物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 要 点 理解油膜法测分子直径的方法 知道阿伏加德罗常数的数值和单位 能进行相应的计算 知道 一般分子的直径的数量级和质量数量级 教学难点 宏观到微观的思维方法的改变和适应 考试要求 高考 物质是由大量分子组成的 会考 课堂设计 鉴于学生在初中已接触分子运动的基本内容 而又有一定化学 原子 知识 不 必再对这个理论的形成进行讲述 课堂教学针对学生认为不可能 用简单方法测 到分子直径 的实验引起学生的兴趣 并详细介绍实验中的 放大 作用 体会 怎样通过宏观量来 间接 测量微观量 使得在没有实验 多媒体的配合下有一 个新奇的印象 通过对分子的具体计算和比较 抽象思维和理想化模型的处理 对看不见摸不着很微小的分子 直径数量级 质量数量级 有个初步的了解 利 用阿伏加德罗常数进行数量计算后 通过小结点明思维方法的不同 激发学习兴 趣 解决难点 学生对由宏观量表示微观量的认识并不难 但这种简 单原理应用中有极高的思维要求 尽管学生可以通过结合化学知 识 阿伏加德罗常数对微小量进行计算 但其真正体会分子小到 什么程度还需要相应的练习来理解和巩固 学生现状 学生知道分子很小 但没有建立数量级 无法表示小到什么程度 不能理解油膜法测分子直径的实验原理和意义 首次涉及测定微小量中的思维能力缺乏准备 培养能力 分析综合能力 理解推理能力 实验能力 思想教育 唯物主义世界观 爱国主义 自信和自强 课堂教具 直玻管 一端封闭 水杯 红色水 酒精 小烧杯 滴管 备 注 学生实验 用油膜法估测分子的大小 不安排在夏令营中进行 一 引入 8 从今天开始我们将学习热学 热学知识主要分为两部分 第一部分是从微观 角度研究热学问题 即从分子动理论的观点认识热现象 第二部分是从宏观角度 研究热学问题 即从能量的观点认识热现象 这一章先学第一部分 即从分子动 理论的观点来认识热现象 问 首先谈谈你们对分子的认识 你认可三大内容的理由 物质由大量分子组成 证明 微粒间有空隙 能找到这种空隙就能证明微粒的存在 演示水和酒精混合后体积减小 分子在不停地作无规则运动 气味的扩散 溶解 墨水的扩散 分子间有相互的作用力 注 物理学中把原子 分子 离子统称为分子 区别与化学中的分子 研究分子运动与原来高一知识是不同的 宏观与微观 个体与群体 实验与 想象 本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点 二 分子大小的测定 20 用心 爱心 专心 问 你们认为分子很小 小到什么程度 厘米 3的水 分子数为 3 35 1022个 若均匀分布地球表面 则 5 亿个 米2 若像拉 面一样拉成一列 长度是地球太阳间的 90 倍 若我们吸满一个口腔的空气 以 1 亿个 秒的速度吸入气体分子 达到 1 大气压需要 2200 个世纪 分子极其微小 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 现在有了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜 用它能观察到物质表面的分子 怎样才能知道分子的大小呢 思考 现在我们有一个集装箱的乒乓球 如何测得一个球的高度 请注意 微观的 球 是不能直接测得高度的 阅读课本测定分子大小的方法 油膜法 思考 这个实验中主要推荐的是一种科学的思维方式 怎样用宏观量表示微观量 思考题 1 用什么方法来测定分子的大小和直径 2 怎样才能用此方法来测分子的直径和大小 3 用此方法测分子直径的科学依据是什么 分析分析 1 粗略测定法 单分子层油膜法测分子直径 油膜法油膜法测定分子直径 对应具体的数据计算 取一滴油 测出其体积 1 厘米 3 稀释 放大 加溶剂至 200 厘米 3 取稀释液 1 滴 如 125 滴为 1 厘米 3 此时 含油为 1 200 125 厘米 3 扩展成油膜 水面尽量扩展 测油膜面积 单层划格 得 S 一般油膜能达到 1 4 1 3 米 2 以割补法求所占格的面积 设分子为球形且单层排列 理想化模型 计算厚度 直径 D 1 200 125 S 厘米 一般在 10 10m 数量级上 2 测定原理 d V s 3 科学依据 油分子看成球形 将油膜看成单分子油膜 不考虑油分子之间的间隙 注 建立理想化分子模型是物理研究的重要方法 4 分子直径的数量级 10 10m 举例 水分子直径的数量级 4 10 10m 氢气分子直径 2 3 10 10m 分子是很小的 如果把水分子跟乒乓球比就相当于乒乓球跟地球大小相比 每个物体分子的 数目都大的惊人 例如 1cm3水中约有 3 3 1022m 个分子 假如全世界的人不分男女老少都来数这些分子 每 人每秒数一个也需要大约 17 万年才能数完 例 一滴石油体积为 10 3cm3 把它滴在平静的湖面上 扩散成面积为 2 5m2的单分子层油膜 水 d 用心 爱心 专心 则石油的半径为多少 2 10 10m 三 阿伏加德罗常数 10 问 怎么理解 摩尔 物质量的单位 国际单位制中的基本单位之一 1971 年第 14 届国际计量大会决定 把 0 012 克 C12所含的结构粒子数定义为 1 摩尔 即 NA 6 02 1023mol 1 单位 个 摩尔 类似箱 打 年 光年等单位量 摩尔有两个含义 能表示一种 特定 物质的质量 能表示所含的结构粒子数 它是一个很大的数 但用在微观上 并不一定表示很多的量 如体积 质量 等 因为分子很小 所以构成一般 宏观上能测量到的 物体 需要很大的数目 NA就是起这样作用的一个单位量 这是一个极其重要的物理量 它时宏观量和微观量之间的联系桥梁 例 已知 1 摩尔的水质量 0 018 千克 求水分子质量 m 0 018 千克 NA 3 0 10 26千克 微观的极小量构成了宏观 宏观的测量证实了微观 辩证关系 无法直接测得的分子大小 分子质量跟宏观的摩尔体积 摩尔质量联系在一 起 四 小结和练习 5 分子很小 直径数量级 10 10m 分子很轻 质量数量级 10 26 10 30kg 重要常数 NA 6 02 102