2024-2025学年高中物理 第7章 分子动理论 3 分子间的作用力教学设计3 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第7章分子动理论3分子间的作用力教学设计3新人教版选修3-3课题课时课程基本信息1.课程名称：分子间的作用力

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024年10月26日

4.教学时数：1课时核心素养目标培养学生科学探究精神，通过实验探究分子间作用力的规律，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。增强学生对物理学科的理解，激发学生对微观世界的兴趣，培养严谨的科学态度和批判性思维能力。同时，引导学生运用物理知识解释生活中的现象，提升学生的科学素养和跨学科应用能力。教学难点与重点1.教学重点

-重点一：分子间作用力的性质。通过实验和理论分析，使学生理解分子间作用力既有引力也有斥力，且它们随分子间距离的变化而变化。

-重点二：分子间作用力与分子势能的关系。引导学生理解当分子间距离等于平衡距离时，分子势能最小，此时引力与斥力相等。

-重点三：分子间作用力在宏观现象中的应用。通过实例分析，如固体和液体的弹性形变、表面张力等现象，使学生认识到分子间作用力在日常生活中的应用。

2.教学难点

-难点一：分子间作用力的微观解释。学生难以从微观角度理解分子间作用力的本质，需要通过模型和类比来帮助学生建立概念。

-难点二：分子间作用力与分子势能的定量关系。学生可能难以理解分子势能如何随距离变化，需要通过数学推导和图象分析来加深理解。

-难点三：分子间作用力在不同状态下的表现。学生需要区分固体、液体和气体中分子间作用力的不同表现，以及这些表现对宏观现象的影响。教学资源-软硬件资源：物理实验室（包括显微镜、分子力计、压强计等）、多媒体教学设备（电脑、投影仪、白板）。

-课程平台：学校教学资源库、物理学科网络教学平台。

-信息化资源：分子间作用力动画模拟软件、在线实验操作视频、相关物理现象的图片和视频资料。

-教学手段：实验演示、课堂讨论、小组合作探究、多媒体辅助教学。教学过程（一）导入新课

同学们，我们上一节课学习了分子动理论的基本知识，了解了分子运动的性质。今天，我们将继续探索分子动理论的精彩内容——分子间的作用力。请同学们思考：为什么固体具有弹性？液体表面为什么会有张力？这些问题都与分子间的作用力有关。让我们一起揭开这个神秘的面纱。

（二）新课导入

1.揭示课题

师：同学们，今天我们要学习的课题是“分子间的作用力”。（板书课题）

2.回顾知识

师：请大家回顾一下上节课学过的分子动理论基本知识，包括分子运动的性质和规律。这些知识对我们今天的学习有很大的帮助。

3.导入新课

师：接下来，我们将通过实验和理论分析，探讨分子间作用力的性质，揭示它与物质状态变化、表面张力等现象之间的关系。

（三）新课讲解

1.分子间作用力的性质

师：同学们，我们先来探究分子间作用力的性质。请看大屏幕，这是分子间作用力的示意图，其中引力和斥力是如何变化的呢？

生：当分子间距离较大时，引力占主导；当分子间距离较小时，斥力占主导。

师：很好，那么当分子间距离等于什么距离时，引力和斥力相等呢？

生：当分子间距离等于平衡距离时。

师：非常好！这就是分子间作用力的一个重要特性。下面我们通过实验来验证一下这个性质。

（四）实验演示

1.实验目的

师：今天我们的实验目的是验证分子间作用力与分子间距离的关系。

2.实验步骤

（1）将两个带有电荷的金属球放在分子力计的两端，调节分子力计，使两个金属球之间的距离为一定值。

（2）记录下此时的分子力大小。

（3）逐渐增加或减小两个金属球之间的距离，重复步骤（2）。

（4）将实验数据绘制成图表。

3.实验现象与分析

（1）观察实验数据，可以发现，当两个金属球之间的距离增大时，分子力减小；当距离减小时，分子力增大。

（2）结合分子间作用力的性质，我们可以得出结论：分子间作用力与分子间距离成反比关系。

（五）小组合作探究

1.探究题目

师：接下来，我们以小组为单位进行合作探究，探究以下问题：

（1）分子间作用力在不同状态下的表现有哪些？

（2）分子间作用力如何影响物质的表面张力？

（3）分子间作用力在固体和液体中的表现形式有何异同？

2.小组讨论与交流

师：请各小组进行讨论，并在规定时间内完成探究任务。讨论过程中，要注意收集实验数据和理论依据。

（六）成果展示与分享

1.成果展示

师：现在，请各小组派代表上台展示你们的探究成果。

2.成果分享

（1）分子间作用力在不同状态下的表现：

生：固体中，分子间作用力表现为弹性形变；液体中，分子间作用力表现为表面张力。

（2）分子间作用力对物质表面张力的影响：

生：分子间作用力越强，物质的表面张力越大。

（3）固体和液体中分子间作用力的表现形式异同：

生：相同点：都有引力和斥力。不同点：固体中，引力和斥力相等；液体中，引力大于斥力。

（七）课堂小结

1.总结今天所学内容

师：今天我们学习了分子间作用力的性质，探讨了它在不同状态下的表现以及影响表面张力的原因。希望大家通过今天的学习，能够更好地理解分子动理论的奥秘。

2.布置作业

师：请同学们课后完成以下作业：

（1）回顾今天所学的知识，整理笔记。

（2）思考分子间作用力在生活中的应用，下节课与同学们分享。

（八）课后反思

师：通过今天的课堂学习，我深感分子间作用力的奥秘。在教学过程中，我要注重引导学生观察、思考、实验和探究，培养学生的科学素养和创新能力。同时，关注学生的学习差异，使每位学生都能在课堂中有所收获。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握

2.实验操作能力

学生在实验环节中，通过亲自动手操作分子力计，记录数据，分析结果，提高了实验操作能力和数据分析能力。这有助于学生将理论知识与实际操作相结合，培养科学探究精神。

3.科学思维能力

4.应用能力

学生能够将分子间作用力的知识应用于解释生活中的现象，如为什么肥皂泡能够保持圆形、为什么水能够产生表面张力等。这种应用能力的提升有助于学生将物理知识转化为实际生活中的技能。

5.学习兴趣

本节课通过实验演示、小组合作和课堂讨论等多种教学手段，激发了学生对微观世界的兴趣，增强了学生对物理学科的好奇心和求知欲。

6.团队合作能力

在小组合作探究环节，学生学会了如何与他人沟通、协作，共同完成任务。这有助于培养学生的团队精神和合作能力，为未来的学习和工作打下基础。

7.严谨的科学态度

8.跨学科知识应用

本节课将物理知识与化学、生物学等其他学科知识相结合，如分子间作用力与化学反应、生物体内分子间作用等。这有助于学生形成跨学科的知识体系，提高综合运用知识的能力。课后作业为了巩固学生对分子间作用力这一知识点的理解，以下是一些课后作业题目，旨在帮助学生深化对概念的理解和应用：

1.**计算题**：已知两个分子之间的距离为r0，当它们之间的距离从r0增加到2r0时，分子间的引力变为原来的多少倍？

-解答：根据分子间作用力的公式F=-k(r0^2/r^2)，当r从r0增加到2r0时，引力变为F'=-k((r0^2)/(2r0)^2)=-k(r0^2/4r0^2)=-1/4F。因此，引力变为原来的1/4倍。

2.**分析题**：解释为什么固体在受到外力作用时，其形变较小，而液体则容易发生形变。

-解答：固体中的分子间作用力较大，当受到外力时，分子间的距离变化较小，因此形变较小。而液体中的分子间作用力较小，分子间的距离可以更容易地改变，导致液体形变较大。

3.**应用题**：一个肥皂泡的直径为10cm，假设肥皂泡内外表面张力相同，计算肥皂泡内外表面张力对肥皂泡内气体压力的影响。

-解答：肥皂泡内外表面张力对内气体压力的影响可以通过表面张力公式计算，假设表面张力为σ，肥皂泡的表面积为A（A=4πr^2），则压力差ΔP=2σ/A。将直径代入计算表面积，得到ΔP。

4.**设计题**：设计一个实验来验证分子间斥力的存在。

-解答：实验设计可以包括将两个带相同电荷的轻质小球靠近，记录它们之间的排斥力。可以通过弹簧测力计测量小球之间的力，或者使用电磁力传感器。

5.**讨论题**：讨论分子间作用力在生物体内的作用，以及它如何影响生物体的结构和功能。

-解答：分子间作用力在生物体内起着至关重要的作用，如蛋白质的折叠、细胞膜的稳定性、细胞间的粘附等。这些作用力确保了生物体的正常结构和功能。板书设计①分子间作用力概述

-分子间作用力的性质：引力和斥力

-分子间作用力与分子间距离的关系

-分子间作用力与分子势能的关系

②分子间作用力的实验验证

-实验目的：验证分子间作用力与分子间距离的关系

-实验步骤：设置不同距离的分子，测量分子力

-实验结果：绘制分子力与分子间距离的图表

③分子间作用