高中物理 物质是由大量分子组成的教案 人教版

1、11.1 物体是由分大量子组成的 学情分析：鉴于学生在初中已经学习分子动理能的初步内容，而有一定的化学原子知识。不必再对这个理能的形成进行过多的讲述。课堂教学针对学生认为不可能通过较简单的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。体会通过宏观量怎样来测微观量。通过对分子的具体计算和比较，抽像思维和理想化模型的处理，对看不见摸不着的微小分子（直径数量级，质量数量级）有个初步的了解。利用阿佛加得罗常数进行计算后通过小结点明思维方法的不同，激发学生的兴趣。一、知识与技能1在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏加德罗常数的含义，记住这个常数的

2、数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2学生技能培养：通过本节的学习培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏加德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。1,3,5二、过程与方法通过讲授与实验渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形或立方体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。三、情感态度及价值观目标通过对物体是由大量分子组成的学习，认识并了解构成我们生活在物质的世界的微观粒子，初步了解分子的直径和质量，并会运用阿氏常数把宏观的物质世界与微观的分子联系起来。体会物质世界的奇妙。四、重点、难点分析1重点有两个，其一是使学生理

3、解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏加德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。2尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。五、教具1幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到硅表面原子分布的图样。2演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。（说明：由于课堂内时间限制，单分子油膜法测定分子直

4、径的实验不可能在课堂上完成全过程。在课堂上通过课件的演示，让学生看到油膜散开现象和油膜面积的测量方法。该实验将在学生实验时再进一步完成。）六、主要教学过程 新课教学古代人类对物质的组成的思考：我国古代的一种说法：“一尺之椎，日取其半，万世不竭” 公元前5世纪，古希腊哲学家留基波和他的学生的争论：把一块金子切成两半，接着把其中一块金子再切成两半，这样继续下去，能分割到什么程度。要么这种分割能够永远继续下去；要么有一个限度，不能进一步分割了。也就是说，物质要么是连续的，可以无限分割下去；要么物质是由不可分的粒子构成的。在他们看来，第一种说法是荒谬的，因此，他们的结论是：物质是由小得不被察觉的“a-

5、tomos”粒子（即原子）构成。古代，人们对物质组成的认识更多的是体现了一种哲学思想。而在今天，我们则更多的建立在严密的实验基础上。学生阅读教材提问：根据同学们现有的知识，你认为物质是由什么组成的呢？（原子、分子、离子），物理学中的分子与我们化学中所学的分子是否相同。教师总结：在热学中，由于这些微粒做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。利用多媒体，逐张播放一片树叶被不断放大的图片放大6倍时，可以看到清晰的叶脉；放大20000倍时，可以看到它是由细胞所组成的；放大到倍时，就可以看到他的分子结构了 (a) 一片叶子 (b) 放大 6 倍 (c) 放大 700 倍(d) 放大4000倍 (e)

6、放大20000倍 （f） 放大倍图 9-5 所示是一张在扫描隧道显微镜下看到的硅片表面原子的图像从刚才的介绍我们可以知道分子的大小可以利用扫描隧道显微镜来测量，那么我们还能不能利用其他的方法来进行测量呢？过渡上面分析知道：分子的体积是极其微小的,用肉眼和光学显微镜都不能看到;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。既然分子小得看不见，那怎样能知道分子的大小呢？怎样测量呢？（让学生设计启发性实验：试粗略测出绿豆的直径。教师在学生所设计的方法基础上，提出如下方法：应先用量筒测出一定量绿豆的体积V， 将这些绿豆平摊在水平桌面上，不要重叠，测出所占的面积S，则绿豆的直径d = v/s . 引导学生小结

7、出“测绿豆直径的办法是通过测量较大量来研究较小量”。教师先分析学生所设计的方法能不能用来测量分子的大小，然后指出利用测量较大量来研究较小量这种方法是可行的。）1分子的大小。（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法将一滴体积已知的油酸, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.介绍演示如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。当然，这个实验要做

8、些简化处理：(1)把分子看成一个个小球;(2)油分子一个紧挨一个整齐排列;(3)认为油膜厚度等于分子直径.提问已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？学生回答d=V/SFLASH课件模拟演示 油膜法测分子直径在此基础上，进一步指出 介绍数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写方便，习惯上用科学记数法写成10的乘方数，如310-10m。我们把10的乘方数叫做数量级，那么110-10m和910-10m，数量级都是10-10m。如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的

9、直径。（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是410-10m，氢分子直径是2.310-10m。（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。2阿伏加德罗常数向学生提问在化学课上学过的阿伏加德罗常数是什么意义？数值是多少？明确1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数）都相同。此数叫阿伏加德罗常数，可用符号NA表示此常数，NA=6.021023个/mol，粗略计

10、算可用NA=61023个/mol。（阿伏加德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）再问学生摩尔质量、摩尔体积的意义。例题分析 下列叙述中正确的是：（1）1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6.0210个（2）1克氧气中所含有的氧分子数为610个；（3）1升氧气中含氧分子数是610个；（4）1摩氧气中所含有的氧分子数是6103微观物理量的估算若已知阿伏加德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。例题分析 水的分子量18，水的密度为10kg/m,阿伏加德罗常数为NA=6.0210个

11、/ mol，则：（1）水的摩尔质量M=_（2）水的摩尔体积V=_（3）一个水分子的质量m =_（4）一个水分子的体积v =_（5）将水分子看作球体，分子直径d=_（6）10g水中含有的分子数目N=_归纳总结 以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏加德罗常数。因此可以说，阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。阿伏加德罗常数是自然科学的一个重要常数。现在测定它的精确值是NA=6.1023/mol。课堂练习1、已知氢气的摩尔质量是210kg/mol,水的摩尔质量是1.810kg/mol,计算1个氢分

12、子和水分子的质量。 2、若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.810kgm,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)及一个铁原子的体积.课堂小结1物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10-10米的数量级。2阿伏加德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记住。3学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏加德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿伏加德罗常数NA，得到m=M/NA