人教版(新教材)高中物理选择性必修3教学设计1：1 1第2课时分子热运动和分子间的作用力教案

人教版(新教材)高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE21.1第2课时分子热运动和分子间的作用力课题分子动理论的基本内容单元1学科物理年级高二学习目标物理观念：知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点和相关的实验证据。科学思维：理解物体是由大量分子组成的，理解扩散现象与布朗运动的成因；培养学生分析问题和解决问题的能力；能用F­r图像解释分子力。科学探究：通过对布朗运动的探究，学会通过观察物理现象，揭示其本质，得出结论。科学态度与责任：学会坚持实事求是的态度，用实验方法探究问题，培养探索科学的兴趣。重点分子动理论的基本内容难点扩散、布朗运动、热运动的区别教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课如果我们把地球的大小与一个苹果相比，那就相当于将直径1cm的球与分子相比。可见，分子是及其微小的。我们曾经研究过物体的运动，那么，构成物体的微小分子是怎么运动的呢？阅读课本引入新课内容，让学生更好的了解分子的大小讲授新课一、分子热运动演示实验1：打开香水瓶演示实验2：将红墨水滴在冷水和热水里。问题1：什么是扩散现象？不同的物质能够彼此进入对方的现象问题2：扩散现象产生的原因？物质分子的永不停息的无规则运动问题3：影响扩散快慢的因素是什么？温度。生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这就是在高温条件下通过分子的扩散来完成的演示实验3：用显微镜追踪炭粒的运动。问题1：什么是布朗运动？悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。问题2：布朗运动是怎样产生的？大量液体分子不停地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用不平衡。问题3：布朗运动反映了谁的运动？布朗运动本身不是液体分子的无规则运动，但它间接地反映了液体分子永不停息地做无规则运动。问题4：追踪一粒炭粒，每隔一段时间记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？均不是。问题5：布朗运动的快慢与哪些因素有关？布朗运动的快慢与温度、颗粒大小有关。总结：在扩散现象中,温度越高，扩散得越快。观察布朗运动，温度越高，悬浮微粒的运动就越明显。可见,分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越剧烈。因此，我们把分子这种永不停息的无规则运动叫作热运动(thermalmotion)。温度是分子热运动剧烈程度的标志。课堂练习1、(多选)关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是()A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动B．扩散现象和布朗运动没有本质的区别C．扩散现象宏观上可以停止，但微观上分子无规则运动依然存在D．扩散现象和布朗运动都与温度有关〖解析〗扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移，当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时，这种宏观的迁移现象就结束了，但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子对悬浮微粒的不均匀撞击所致，它不会停止，这两种现象都与温度有关，温度越高，现象越明显；布朗运动是液体分子无规则运动的反映。〖答案〗CD知识归纳：布朗运动和扩散现象的比较二、分子间的作用力演示：向A、B两个量筒中分别倒入50mL的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积。它说明了什么问题?分子间存在着空隙水和酒精混合后的总体积变小不。这表明液体分子间存在着空隙。再如，压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，这表明固体分子之间也存在着空隙。分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明分子之间存在着相互作用力。当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产胜反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。当用力压缩物体时，物体各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。思考：分子之间的引力或斥力都跟分子间距离有关,那么,它们之间有怎样的关系呢?1、当r<r0时，F引<F斥，分子力表现为斥力．2、当r=r0时，F引＝F斥，分子力F＝0，处于平衡状态.3、当r>r0时，F引>F斥，分子力表现为引力．4、分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小。斥力变化的更快一些。课堂练习2、分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成，则（）Ａ．F引和F斥同时存在；Ｂ．F引和F斥都随分子间距增大而减小；Ｃ．F引和F斥都随分子间距增大而增大；Ｄ．随分子间距增大，F斥减小，F引增大。〖解析〗分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小。斥力变化的更快一些。〖答案〗AB三、分子动理论分子动理论的基本内容:1.物体是由大量分子组成的；2.分子在做永不停息的无规则运动；3.分子之间存在着相互作用力。在热学研究中常常以这样的基本内容为出发点,把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论。课堂练习3、(多选)关于分子动理论，下述说法正确的是()A．物体是由大量分子组成的B．分子永不停息地做无规则运动C．分子间有相互作用的引力或斥力D．分子动理论没有实验基础〖答案〗D思考物理中所说的分子与化学中分子的区别。观察所出现的现象并回答以下问题。阅读教材、回答问题。观察所出现的现象并回答以下问题。加深学生对新知识点的理解，强化记忆。总结布朗运动与扩散现象的区别和联系。观察实验现象，总结结论。思考分子间作用力与分子间距离的关系。根据分子间作用力与分子间距离的关系图像，分析当分子间距离当r<r0时、当r=r0时、当r>r0时，分子间的作用力分别是那种类型。加强对前面的知识点的理解。理解物理中只研究分子的运动和力的性质，有别于化学中的分子。通过实验现象让学生更直观的感受分子的运动。提高学生的课堂参与度。通过实验让学生体会布朗运动指的并不是分子的运动，而是液体中悬浮的微粒的运动。对学生的回答进行点评总结，帮助学生更好的理解本节课的重难点。更好的认识扩散现象和布朗运动更直观的展示分子间有空隙。引出分子间的作用力。提高学生对问题的分析能力，锻炼学生的科学思维。拓展提高课堂练习4、当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能D．两种气体分子热运动的总动能不相等〖解析〗温度相同，两种气体分子的平均动能相等。因两种气体分子的质量不同，而分子的平均动能相等，所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小。由于两种气体的摩尔质量不同，物质的量不同(质量相同)，分子数目就不等，故总动能不相等。〖答案〗ABD课堂练习5、下列关于热运动的说法正确的是()A．热运动是物体受热后所做的运动B．0℃的物体中的分子不做无规则运动C．热运动是单个分子的永不停息的无规则运动D．热运动是大量分子的永不停息的无规则运动〖解析〗分子的热运动永不停息，因此0℃的物体中的分子仍在做无规则运动。热运动是大量分子所做的无规则运动，不是单个分子的无规则运动。〖答案〗D课堂练习6、(多选)如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图，以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，关于小颗粒在75s末时的位置，以下叙述中正确的是()A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点C．可能在CD连线靠近C的位置D．可能在CD连线上，但不一定是CD连线的中点〖解析〗记下颗粒的一个位置，其连线并不是小颗粒运动的轨迹，所以粒子的具体位置无法确定。〖答案〗CD课堂练习7、如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于正x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15mB．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10mC．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10mD．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15m〖解析〗分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快，所以图中曲线ab表示斥力，cd表示引力，e点引力和斥力平衡，分子间距为r0，数量级为10－10m。〖答案〗B完成拓展提高练习。巩固知识点，加强理解和记忆。课堂小结一、分子在做永不停息的无规则运动扩散现象：不同的物质能够彼此进入对方的现象布朗运动：悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。热运动：分子这种永不停息的无规则运动叫作热运动。二、分子之间存在着相互作用力学生总结本节课知识点帮助学生形成知识框架，便于理解记忆。板书分子动理论的基本内容一、分子在做永不停息的无规则运动二、分子之间存在着相互作用力1.1第2课时分子热运动和分子间的作用力课题分子动理论的基本内容单元1学科物理年级高二学习目标物理观念：知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点和相关的实验证据。科学思维：理解物体是由大量分子组成的，理解扩散现象与布朗运动的成因；培养学生分析问题和解决问题的能力；能用F­r图像解释分子力。科学探究：通过对布朗运动的探究，学会通过观察物理现象，揭示其本质，得出结论。科学态度与责任：学会坚持实事求是的态度，用实验方法探究问题，培养探索科学的兴趣。重点分子动理论的基本内容难点扩散、布朗运动、热运动的区别教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课如果我们把地球的大小与一个苹果相比，那就相当于将直径1cm的球与分子相比。可见，分子是及其微小的。我们曾经研究过物体的运动，那么，构成物体的微小分子是怎么运动的呢？阅读课本引入新课内容，让学生更好的了解分子的大小讲授新课一、分子热运动演示实验1：打开香水瓶演示实验2：将红墨水滴在冷水和热水里。问题1：什么是扩散现象？不同的物质能够彼此进入对方的现象问题2：扩散现象产生的原因？物质分子的永不停息的无规则运动问题3：影响扩散快慢的因素是什么？温度。生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这就是在高温条件下通过分子的扩散来完成的演示实验3：用显微镜追踪炭粒的运动。问题1：什么是布朗运动？悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。问题2：布朗运动是怎样产生的？大量液体分子不停地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用不平衡。问题3：布朗运动反映了谁的运动？布朗运动本身不是液体分子的无规则运动，但它间接地反映了液体分子永不停息地做无规则运动。问题4：追踪一粒炭粒，每隔一段时间记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？均不是。问题5：布朗运动的快慢与哪些因素有关？布朗运动的快慢与温度、颗粒大小有关。总结：在扩散现象中,温度越高，扩散得越快。观察布朗运动，温度越高，悬浮微粒的运动就越明显。可见,分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越剧烈。因此，我们把分子这种永不停息的无规则运动叫作热运动(thermalmotion)。温度是分子热运动剧烈程度的标志。课堂练习1、(多选)关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是()A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动B．扩散现象和布朗运动没有本质的区别C．扩散现象宏观上可以停止，但微观上分子无规则运动依然存在D．扩散现象和布朗运动都与温度有关〖解析〗扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移，当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时，这种宏观的迁移现象就结束了，但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子对悬浮微粒的不均匀撞击所致，它不会停止，这两种现象都与温度有关，温度越高，现象越明显；布朗运动是液体分子无规则运动的反映。〖答案〗CD知识归纳：布朗运动和扩散现象的比较二、分子间的作用力演示：向A、B两个量筒中分别倒入50mL的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积。它说明了什么问题?分子间存在着空隙水和酒精混合后的总体积变小不。这表明液体分子间存在着空隙。再如，压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，这表明固体分子之间也存在着空隙。分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明分子之间存在着相互作用力。当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产胜反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。当用力压缩物体时，物体各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。思考：分子之间的引力或斥力都跟分子间距离有关,那么,它们之间有怎样的关系呢?1、当r<r0时，F引<F斥，分子力表现为斥力．2、当r=r0时，F引＝F斥，分子力F＝0，处于平衡状态.3、当r>r0时，F引>F斥，分子力表现为引力．4、分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小。斥力变化的更快一些。课堂练习2、分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成，则（）Ａ．F引和F斥同时存在；Ｂ．F引和F斥都随分子间距增大而减小；Ｃ．F引和F斥都随分子间距增大而增大；Ｄ．随分子间距增大，F斥减小，F引增大。〖解析〗分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小。斥力变化的更快一些。〖答案〗AB三、分子动理论分子动理论的基本内容:1.物体是由大量分子组成的；2.分子在做永不停息的无规则运动；3.分子之间存在着相互作用力。在热学研究中常常以这样的基本内容为出发点,把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论。课堂练习3、(多选)关于分子动理论，下述说法正确的是()A．物体是由大量分子组成的B．分子永不停息地做无规则运动C．分子间有相互作用的引力或斥力D．分子动理论没有实验基础〖答案〗D思考物理中所说的分子与化学中分子的区别。观察所出现的现象并回答以下问题。阅读教材、回答问题。观察所出现的现象并回答以下问题。加深学生对新知识点的理解，强化记忆。总结布朗运动与扩散现象的区别和联系。观察实验现象，总结结论。思考分子间作用力与分子间距离的关系。根据分子间作用力与分子间距离的关系图像，分析当分子间距离当r<r0时、当r=r0时、当r>r0时，分子间的作用力分别是那种类型。加强对前面的知识点的理解。理解物理中只研究分子的运动和力的性质，有别于化学中的分子。通过实验现象让学生更直观的感受分子的运动。提高学生的课堂参与度。通过实验让学生体会布朗运动指的并不是分子的运动，而是液体中悬浮的微粒的运动。对学生的回答进行点评总结，帮助学生更好的理解本节课的重难点。更好的认识扩散现象和布朗运动更直观的展示分子间有空隙。引出分子间的作用力。提高学生对问题的分析能力，锻炼学生的科学思维。拓展提高课堂练习4、当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能D．两种气体分子热运动的总动能不相等〖解析〗温度相同，两种气体分子的平均动能相等。因两种气体分子的质量不同，而分子的平均动能相等，所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小。由于两种气体的摩尔质量不同，物质的量不同(质量相同)，分子数目就不等，故总动能不相等。〖答案〗ABD课堂练习5、下列关于热运动的说法正确的是()A．热运动是物体受热后所做的运动B．0℃的物体中的分子不做无规则运动C．热运动是单个分子的永不停息的无规则运动D．热运动是大量分子的永不停息的无规则运动〖解析〗分子的热运动永不停息，因此0℃的物体中的分子仍在做无规则运动。热运动是大量分子所做的无规则运动，不是单个分子的无规则运动。〖答案〗D课堂练习6、(多选)如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动