分子热运动-教学简案

分子热运动 教学简案 课程导入 信息1 对“物质是怎样构成的”这一古老的课题，很早就有过种种猜测，有人主张万物之源是“气”，有人主张万物之源是“火”直到17世纪末，人们才认识到物质是由分子组成的分子是极小的微粒，如果把分子看做球形，它的直径约为10-10m，这是一个极小的长度，肉眼看不到 信息2 “墙角数枝梅，凌寒独自开遥知不是雪，为有暗香来”王安石的咏梅 根据以上信息，你能提出两个你感兴趣的问题吗？ _ 探索新知 1 扩散现象 实验探究 扩散现象 实验1 在装着红棕色的二氧化碳气体的瓶子上面，倒扣一个“空”瓶子，使两瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开抽掉玻璃板后，发现上面瓶子里空气颜色越来越红，如图15-1-1所示 实验2 在量筒里装一半清水，水下面注入蓝色的硫酸铜溶液，硫酸铜溶液与水界限分明过了几天后，发现两者之间的界面已模糊不清，如图15-1-2所示 实验3 在墙角堆一堆煤，过一段时间再去看，发现地面和墙角都有厚厚的一层变黑了 问题研讨 问题1 以上实验现象有什么共同特征？ 答：_. 问题2 以上实验说明了什么？ 答：_. 知识归纳 扩散现象 1不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散现象 扩散现象是由分子无规则运动所导致的，一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象 2一切物质的分子都在不停地做无规则的运动 友情提示 扩散现象不仅表明分子在不停地做无规则运动，还说明分子间存在间隙 例1 下列现象中不能表明分子在不停地做无规则运动的是（ ）A墙内开花，墙外香B阳光下灰尘在飞舞C蔬菜内放入盐，蔬菜变成腌菜D闻到从厨房里飘出阵阵香味 解析 肉眼无法直接观察分子的无规则运动，只能通过其宏观表现扩散现象来判断分子是否在无规则运动选项A、C、D都是扩散现象，是分子不停地做无规则运动的结果选项B是细小的物体在不停的做无规则运动，而非分子在做无规则运动 答案 B 解后反思 扩散现象是由分子无规则运动引起的，细小物体无规则运动现象不能叫扩散现象 2 扩散快慢的主要影响因素 实验探究 影响扩散快慢的主要因素 实验1 在一个烧杯中装入半杯热水，另一个完全相同的烧杯中装入质量相同的冷水，用滴管分别在两个杯底注入一滴墨水发现装热水的杯中水变黑的速度更快，如图15-1-3所示 实验2 在一个茶杯中装入半杯热水，另一个完全相同的烧杯中装入质量相同的冷水，用汤匙分别在两个杯底放入质量相同的糖过一段时间用小勺取表面的水品尝，发现装热水的杯中水更甜一些 问题研讨 问题1 通过以上实验探究，你能得出扩散快慢与什么因素有关吗？ 答：_ 问题2 你能举例证明自己的结论吗？ 答：_ 知识归纳 扩散现象与温度的关系 1扩散现象与温度有关 温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快 2由于分子的运动跟温度有关，所以把分子无规则运动叫做热运动 友情提示 分子热运动不是指单个分子的运动，而是指物体内部大量的分子无规则的运动 例2 钢铁厂在制造钢铁零件时，为了增加零件表面的硬度，常把零件放入含碳的渗碳剂中，并适当加热，这样碳分子就可以较快的渗入零件的表面层试用所用的物理知识解释其中的道理 解析 碳分子渗入零件的表面层，是一种扩散现象，是由于分子热运动引起的加热，提高了温度，扩散就进行得更快 答案 对渗碳剂和零件加热，提高了它们的温度，使分子热运动加快，扩散更快，渗碳剂很快就会进入零件表面层 解后反思 温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快 3 分子间的作用力 信息处理 仔细阅读下面的内容，看看你有什么收获？ 信息1 扩散现象表明，分子在不停地做无规则运动，分子间有间隙那为什么固体和液体的分子不会飞散开呢？原来分子间存在引力，正是分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积和形状而不致散开 信息2 既然分子间存在间隙，可为什么压缩液体和固体很困难呢？原来分子间存在斥力，使得固体和液体很难被压缩 实验探究 分子间的作用力 实验1 将两个铅柱的底面削平、刮干净，压紧在一起，两块铅就会结合在一起，甚至一面吊一个重物都不能把它们拉开，如图15-1-4 问题研讨 问题1 固体和液体不散开，难压缩的原因是什么？ 答：_ 问题2 你能举例证明分子间存在引力吗？ 答：_ 知识归纳 分子间的作用力 1分子间存在相互作用的引力和斥力 当分子间的距离为某一距离r时，引力与斥力相等；当分子间的距离为小于r时，作用力表现为斥力；当分子间的距离大于r时，作用力表现为引力；如果分子间的距离相距很远时，作用力就变得十分微弱，可以忽略 友情提示 分子间的引力和斥力同时存在，相互作用，就好像被弹簧连着的小球 例3 下列现象利用了分子间的引力的是（ ）A用粉笔在黑板上写字B将透明胶带按在写错的字上，用力把错字把“揭”下来C钉子钉在墙上，钉子掉不下来D靠得很近的两滴水银自动结合成一滴 解析 用力按粉笔，使粉笔分子与黑板分子间的距离达到分子引力能起作用的范围，在黑板上留下字迹，可见选项A是正确的；选项B与A如出一辙；选项D中，两滴水银分子间的距离很小，分子引力使它们自动结合成一滴；选项C中，钉子掉不下来，是摩擦力在起作用 答案 ABD 解后反思 分子间引力起作用的距离很小 拓广延伸 知识延伸 分子热运动与物态变化 物态变化使我们的世界变得美丽多姿，那物态变化的本质是什么呢？在17世纪和18世纪期间，人们开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的下面我们以蒸发为例，讲述分子热运动与物态变化的关系 液体分子在平衡位置不停的振动，然后换个位置振动，这样总有少量的分子摆脱了液体分子间的引力，运动到空气中，这就是蒸发如果液体的温度越高，分子热运动加快，由液体中运动到空气中的分子将更多，如果液体的表面积越大，由液体中运动到空气中的分子也将会更多，蒸发更快由于空气中的液体分子也在不停地运动，又会有少量的液体分子运动到液体中，如果此时液面上方空气流动速度大，就减少了分子重回液体内部的机会，蒸发的相对速度就快些 探究设计 利用“转换法”设计实验证明分子间存在引力 例4 分子间存在相互作用的引力和斥力，你能不能设计一个实验显示分子间的引力呢？写出你的办法及预测到的实验现象 解析 分子很小，分子间的作用力也非常小，这是我们无法直接感知两个分子间引力的原因，可以采用测力计测量大量分子间的引力 答案 办法：用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，记下测力计的读数为F1然后使玻璃板接触水面，稍稍用力向上拉玻璃板，记下测力计的读数为F2，如图15-1-5所示 现象：测力计的读数F2大于F1 点评 “转换法”是科学研究中常用的方法，我们并不陌生比如通过可以直接感知的“扩散现象”，推测无法直接感知的“分子在不停的运动”这一事实，就是利用“转换法” 课时作业 教材习题 “动手动脑学物理”14题 补充习题 1（1）“能堆起来的水”拿一个小杯子，慢慢地往里面加入水，当水面平了杯口时，不要停下来，继续慢慢地加水，你会发现“水堆起来了”，这是因为_；（2）“不沉入水的硬币”将一枚硬币轻轻的放入一只盛满水的杯中的水面上（动作要轻，最好用一角的硬币），你会看到硬币“浮”在水面上，这里包含的物理道理是_ 2“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游村居书喜中的两句诗，对于前一句，从物理学的角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子_加快，说明当时周边的气温突然_ 3请根据图15-1-6所示的情景，提出一个与物理知识有关的问题，并针对所提出的问题做出解答 问题：_； 答：_ 4把萝卜腌成咸菜需要相当长的一段时间，而把萝卜炒熟使之具有相同的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的主要原因是（ ）A盐分子减小了，很容易进入萝卜B盐分子间有相互作用的引力C萝卜分子间有空隙，易扩散D炒菜时温度高，分子热运动加快 5当盛油的厚壁钢瓶内的压强很大，相当于大气压的1万到2万倍，虽然钢瓶壁无裂痕，瓶内的油依然能从里面渗出，这是因为（ ）A油分子被压小了B油分子在不停地做无规则运动C钢瓶的质量太差D金属原子间有间隙 6如图15-1-7所示，图甲是一个铁丝圈，中间较松地系一根棉线；图乙是浸过肥皂液的铁丝圈；丙表示用手指轻碰一下棉线的左侧 （1）请猜想一下手指碰后会出现什么现象？ （2）请动手做一做，说出或画出你观察到的现象 （3）运用所学的知识解释你观察到的现象 答案点拨课程导入问题示例：整个宇宙都在运动，分子在运动吗？站在远处的人为什么能闻到梅花香呢？问题研讨问题1 这些实验中，一种物质进入了另一种物质中问题2 说明物质的分子在不停运动，物质的分子间存在间隙问题研讨问题1 扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，温度越低，扩散越慢问题2 炒菜只需几分钟菜就变咸了，而腌菜却要相当长的时间菜变咸问题研讨问题1 分子间存在引力和斥力问题2 如从水中捞出的物体上总沾有许多水，就是因为分子间存在引力课时作业教材习题P106“动手动脑学物理”12题提示与解答第1题路过面包房，闻到从里面飘出的阵阵香味；拧开酒瓶的盖子，闻到酒香；水中放盐，水变咸第2题热水杯中的水更甜，因为热水温度高，分子热运动快，扩散快第3题答案：弹簧测力计示数不断增大，大于玻璃板重原因是水分子与玻璃板分子间存在引力第4题D补充习题1（1）分子间存在相互作用的引力 （点拨：如果没有分子间的相互作用力，水会由于重力作用而流出杯外）（2）分子间存在相互作用的引力（提示：如果没有分子间的相互作用力，硬币会由于重力而沉入水底）2无规则运动，升高 （点拨：温度高，分子热运动快，扩散现象将更明显，更容易被人们所察觉）3示例：问题1：为什么会闻到香味呢？答：这是由于