人教版高中物理选修3-3第七章第二节分子热运动

分子的热运动 高二备课组谈马平 一 引入 我们已经知道了物质是由大量的极其微小的分子组成的观点 那么 这些大量分子都处于一个什么样的状态呢 本节课我们就借助发生在身边的事实 通过逻辑推理来探究这个问题 实验 思考1 上述两个实验属于什么物理现象 实验要求 1 认真观察实验的现象归纳现象特点深入思考现象背后隐藏的本质规律2 在学案上 记录观察到的实验现象 二 扩散现象 1 定义 不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散 扩散在气体 液体 固体间都能 气 液 固体三种物态的扩散速度依次减慢 2 扩散现象的几个特点 若没空间限制 永远进行 扩散现象的趋势 两种物质均匀混合 温度越高 扩散现象越快 两物质确定的前提下 扩散速度还与什么因素有关 发生 实验 思考2 扩散现象 3 扩散现象揭示 组成物质的分子在做永不停息的无规则运动 温度越高 分子运动越激烈 4 扩散现象的应用 生活中 腌制咸菜 喷洒香水等 在科学技术中 半导体器件的制作 透析等 是不是外界因素造成的 比方说 对流 重力等 说明了什么问题 一 填空题1 墙内开花墙外香 主要涉及的物理知识是 2 扩散现象既可以在间发生 也可以在中发生 还能够在中发生 3 当红墨水分别滴入热水和冷水中时 可以发现热水变色比冷水快 这说明温度越高 水中大量分子的热运动 扩散现象 气体 液体 固体 越剧烈 二 选择题1 下列现象中能说明 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 的是 A 在房间里喷洒一些香水 整个房间会闻到香味B 长期堆放媒的墙角 墙壁内较深的地方也会发黑C 早晨扫地时 常常看到室内阳光下尘土飞扬D 开水中放一块糖 整杯水都会变甜2 物体中大量分子做热运动的速度 跟下列因素有关的是 A 物体温度的高低B 物体运动速度的大小C 物体密度的大小D 物体机械能的大小 A ABD 3 下列现象不能说明分子做无规则运动的是A 在一杯静止的热水中滴入两滴红墨水 过一会儿整杯水都变红了B 向教室地面喷洒消毒药注液 在教室内能闻到药味C 腌咸菜时 菜的内部变咸了D 狂风卷起地上的尘土 D 4 下列现象中能用 分子的无规则运动 观点加以解释的是A 春天 柳絮飞舞B 夏天 玉兰飘香C 秋天 落叶纷飞D 冬天 瑞雪飘飘 B 19世纪初 一些人观察到 悬浮在液体中的固体小颗粒总在不停的运动 1827年英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动 下面我们做一个类似的实验 三 布朗运动 实验 1 现象 三 布朗运动 2 定义 后人把悬浮颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动 悬浮颗粒在不停的做无规则运动 3 布朗运动的特点 无规则永不停息性颗粒越小 运动越明显液体温度越高 运动越明显 疑问1 这种运动最早是由英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的 那么 布朗运动是不是生命现象 思考3 布朗运动是怎样产生的 只要颗粒足够小 任何颗粒都能发生 疑问2 布朗运动是不是由外界因素影响产生的 如对流 振动等 为什么 右图是物理学家佩兰描绘的三颗微粒同时运动位置每隔30s的连线 根据这个事实 你能否定布朗运动是由外界因素造成的吗 比如对流 振动等 液体存在对流或振动时 悬浮颗粒将随液体发生定向移动 产生布朗运动的原因 只能是液体内部造成的 布朗运动是怎样产生的 试着从力和运动关系的角度解释 颗粒运动无规则 受力无规则 受力来自颗粒外 颗粒和液体接触 液体对颗粒施加了无规则的力 液体分子运动不规则 对颗粒撞击不规则 4 布朗运动产生的原因 三 布朗运动 颗粒足够小时 大量做不停息无规则运动的液体分子对颗粒各个方向撞击的不平衡造成的 5 布朗运动的意义 布朗运动本身不是分子的运动 但微粒运动的无规则性 间接反映了液体分子运动的无规则性 如果悬浮颗粒越小 布朗运动的现象会越明显还是越不明显 试用分子的运动做出微观解释 颗粒越小 某一瞬间跟它相撞的液体分子数目越少 撞击的不平衡性越明显 颗粒越大 同时跟它撞击的分子数多 各个方向的撞击作用接近平衡 质量大 惯性大 运动状态难改变 质量小 惯性小 运动状态易改变 思考4 思考5 为什么液体温度越高 布朗运动越激烈 试用分子的运动做出微观解释 液体温度越高 分子无规则运动的越剧烈 对悬浮颗粒撞击的频率和强度越高 微粒无规则运动的越剧烈 布朗运动与扩散现象的区别与联系 1 不同点 发生扩散的对象是分子 进行布朗运动的对象是悬浮在液体中固体颗粒 2 相同点 都反映了分子在做永不停息的无规则运动 扩散与布朗运动的明显程度都与温度有关系 归纳与总结 1 定义 分子的无规则运动与温度有关 温度越高 分子无规则运动越激烈 所以把分子永不停息的无规则运动叫做热运动 2 分子热运动的特点 1 永不停息 分子的运动无条件的永远地进行 2 无规则 因为分子间的碰撞频繁 分子热运动的速度大小和方向都在不断变化 3 温度越高 分子运动越激烈 四 热运动 1 请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明 温度越高 分子运动越激烈 五 问题与练习 2 以下关于布朗运动的说法是否正确 说明道理 1 布朗运动就是分子的无规则运动 2 布朗运动证明 组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 3 一锅水中撒一点胡椒粉 加热时发现水中的胡椒粉在翻滚 这说明温度越高布朗运动越激烈 4 在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动 这说明煤油分子在做无规则运动 五 问题与练习 3 小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动 他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上 如图 于是得出结论 固体小颗粒的无规则运动证明水分子的运动是无规则的 小李不同意小张的结论 他认为 小颗粒沿着笔直的折线运动 说明水分子在短时间内的运动是规则的 否则小颗粒怎么会沿直线运动 对此 请说说你的看法 五 问题与练习 六 小结 一 扩散现象是分子无规则运动的直接结果 是分子无规则运动的直接反映 应用 半导体器件的制作 二 布朗运动定义 悬浮颗粒的永不停息的无规则运动产生条件和原因 足够小的悬浮颗粒 液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不平衡性造成的 特点 永不停息地无规则运动 颗粒越小 布朗运动越明显 温度越高 布朗运动越明显 意义 间接地证实了液体分子的无规则运动 三 热运动定义 分子永不停息的无规则运动宏观表现 布朗运动 扩散现象特点 温度越高 分子运动越激烈 七 作业 1 课下完成资料上的练习题 2 课外延伸 布朗运动的应用摘要 布朗运动原理及其扩展形式已经广泛应用到数学 生物学甚至金融学中 比如近些年来 分数型布朗运动作为布朗运动的扩展形式已经引起越来越多人们的关注 它的应用也涉及到各个方面 特别是应用到海河的污染物的扩散和传播 摘要 布朗运动原理及其扩展形式已经广泛应用到数学 生物学甚至金融学中 比如近些年来 分数型布朗运动作为布朗运动的扩展形式已经引起越来越多人们的关注 它的应用也涉及到各个方面 特别是应用到海河的污染物的扩散和传播 5 布朗运动的应用 课外延伸 练习1 关于布朗运动 如下说法正确的是 A 布朗运动是花粉分子无规则运动