13.1 分子热运动

教材分析

按照教学大纲的要求，本课时的教学内容是属于“知道”这种较低层次的。但是分子动理论是分子物理学和热学的基础，学生能真正了解分子动理论的基本要点，无疑对进一步学习高中物理和了解有关物体的内能是有好处的。所以，努力创造演示实验的条件，准备丰富的带有趣味性的材料，以提高学生的学习兴趣，真正了解分子动理论的内容。

教学目标

【知识与能力】

1.知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

2.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。

3.知道分子热运动的快慢与温度的关系。

4.知道分子之间存在相互作用力。

【过程与方法】

1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

2.通过演示实验使学生知道物体温度越高，分子热运动越剧烈。

3.通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力。

【情感态度价值观】

用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解可以认识直接感知的现象，也可以认识无法直接感知的事实。

教学重难点

【教学重点】

1.通过扩散现象说明分子在不停地运动。

2.分子运动和温度有关。

【教学难点】

指导学生对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。 

课前准备

香皂，香水，用化学方法制取的二氧化氮气体，广口瓶两个，小玻璃板一块，十天、二十天、三十天的硫酸铜溶液与清水之间扩散的实验样本，红墨水，烧杯，胶头滴管，热水，弹簧测力计，真空贴钩，小刀，铅柱，钩码，铁架台，自制分子作用力与分子间距演示器。

教学过程

创设情景、引入新课

我们生活的物质世界中，充满着各种各样的物质。在远古时代，人们就猜想物质是由很多很小的微粒组成的。现代的科学技术已证实古人的猜想，表面上看起来连成一片的水，其实是由一个个的水分子组成。但是用我们肉眼是看不到的，分子体积很小。

那我们怎么能知道分子是运动的还是静止的？我们可以用高倍的显微镜来观察，这确实是个方法。有没有其他方法呢，想一想，我们打开桌子上放的那瓶香水或打开那盒香皂，有什么感觉?我们很快就可以闻到香味。为什么我们能够能闻到香水或香皂的香味?是不是因为香水和香皂的气味跑到鼻子里。

◆探究活动1：

在教室内喷洒香水，请同学们讨论香味是如何传播的？

盛夏时节，百花绽放。四溢的花香引来了长喙天蛾，它们悬浮在空中吸食花蜜。花香是如何传播的呢？

其实不是气味跑到了我们的鼻子里，而是一些带有香味的分子，进入空气中，向各个方向散布开来。当它们到达我们的鼻子里时，我们就会闻到香味。

新课进行时

一、物质的构成

1．常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。

2．分子的大小：直径约为10-10m。

3．分子间有空隙。

二、分子热运动

1．扩散现象：不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象。

◆探究活动2：扩散现象

(1)气体扩散实验（盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片）：在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，如图所示。抽掉玻璃板后，观察有什么变化发生？

实验现象：一段时间后，两瓶气体彼此进入对方，颜色混合均匀，变为浅红棕色。

实验结论：气体分子在不停运动。

(2)液体扩散实验（烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗）：在烧杯里装一半清水，将CuSO4溶液注入清水中，放置30天后。观察现象。

实验现象：一段时间后，硫酸铜溶液和水混合均匀。

实验结论：液体分子在不停运动。

(3)固体扩散实验

实验现象：几年后电子显微镜下观察到的合金。

实验结论：固体分子在不停运动。

2．气体、液体、固体都能发生扩散现象。一般情况下，固体之间的扩散最慢，气体之间的扩散最快。

3．扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子间有间隙。

◆探究活动3：

影响扩散快慢的因素（烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管）：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯底注入红墨水。

实验现象：热水杯的颜色先变得均匀。

实验结论：温度越高、分子无规则运动越剧烈，扩散得越快。

4．影响扩散快慢的因素：温度。

5．分子无规则的运动叫分子的热运动。

三、分子间的作用力

◆探究活动4：分子间的作用力

（1）分子间有引力：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开。

实验现象：磨光的两铅柱紧压对接在一起，下面挂很重的物体也不能将它们分开。

实验结论：分子间有引力。

（2）分子间有斥力

实验现象：针管里的气体压缩到一定程度后，很难再被压缩。

实验结论：分子间有斥力。

1．分子间存在引力

宏观表现：固体、液体能保持一定体积，不致散开。

2．分子间存在斥力

宏观表现：固体、液体很难被压缩。

类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球，分析分子间作用力。分子间存在引力和斥力，如图所示。

3．引力和斥力之间的关系

（1）分子间作用力与分子间距离(r)有关：

r ＜平衡距离时，表现为斥力；

r ＞平衡距离时，表现为引力；

r ＞10倍平衡距离时，作用力很微弱，可以忽略。

（2）引力和斥力的变化过程

引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但在变化过程中，始终是斥力变化得快。      

四、分子动理论及应用

1．内容：

(1)物质由分子组成；

(2)分子在永不停息地做无规则运动；

(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。

2．应用：

例：用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素。

五、固态、液态、气态的微观模型

1．固态物质：分子排列紧密，分子间作用力强，分子虽然做无规则运动，但位置相对稳定。

2．液态物质：分子间作用力比固体小，分子没有固定位置，运动比较自由。

3．气态物质：分子间距很大，高速向周围运动，分子间作用力很小。

六、课堂练习

1.下列现象中，属于扩散现象的是（  ）

A．春天刮起沙尘暴，飞沙漫天      B．三九寒天下雪时，雪花飞舞

C．煮稀饭时，看到锅中米粒翻滚    D．槐树开花时，周围香气弥漫

2.关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（  ）

A．扩散现象只发生在气体之间      B．液体分子间只存在吸引力

C．固体的分子间没有空隙          D．宇宙天体、分子都在不停息地运动

3.常见物质是由大量分子组成的。扩散现象是由于分子______形成的；一定量的水和酒精混合，总体积变小，是由于分子之间存在_______；固体和液体很难被压缩，是由于分子之间存在_________。

4.如图所示，是由微颗粒（1-50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”。在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾。与此现象有关的判断正确的是（   ）

A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙

B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力

C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动

D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠

5.公共场所禁止吸烟。这主要是考虑到在空气不流通的房间里，即使只有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味，这是因为（  ）

A．分子很小                      B．分子间有引力

C．分子间有斥力                  D．分子在不停地做无规则运动

点拨：1.D   2.D   3.无规则运动   间隙   斥力   4.D   5.D 

七、板书设计

分子热运动

1．常见的物质是由分子、原子构成的。

2．扩散

(1)扩散现象：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。

(2)影响扩散快慢的主要因素：温度。

(3)扩散现象表明：

组成物质的分子是不停地做无规则运动的；

组成物质的分子间是有间隙的。

3．分子间同时存在相互作用的引力和斥力。