人教版 (2019)1 分子动理论的基本内容优质教案设计

这是一份人教版 (2019)1 分子动理论的基本内容优质教案设计，共10页。教案主要包含了物体是由大量分子组成的，分子热运动，分子间的作用力，分子动理论等内容，欢迎下载使用。
备课人
学科
物理
课题
1.1分子动理论的基本内容
教学内容分析
在此之前的高中物理课程中，学生主要学习了力学、电学和光学等内容，关于热学内容的学习才刚刚开始。在热学研究中最先需要接触的就是组成物体的微粒——分子。教材通过“油菜花”的香味，引入了第一章《分子动理论》。并指出，热学就是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。
第1节《分子动理论的基本内容》在课程标准中的要求为：了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。通过实验，了解扩散现象。观察并能解释布朗运动。利用显微镜观察布朗运动。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：本条目要求学生认识分子动理论的基本观点，并且知道分子动理论的实验依据。学生应该知道“物体是由大量分子组成的、分子永不停息的无规则运动、分子间存在着引力和斥力”等基本内容，知道其中的基本概念，并能用分子动理论的基本观点解释一些实验现象。
学生要知道阿伏伽德罗常数的意义。阿伏伽德罗常数是一个重要的常数，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量于分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。
学生通过实验了解扩散现象，并结合日常生活中的现象加深对扩散现象的了解。利用显微镜观察布朗运动，分析布朗运动产生的原因，能够从微观层面解释布朗运动。
教材通过“问题”栏目给出了分子尺度的模拟图例，希望学生通过对比，可以初步了解分子大小的数量级，让学生体会到分子是极其微小的。
学情分析
学生在初中已经知道物体由大量分子构成，了解阿伏伽德罗常数的意义。学生已经了解墨汁在水中的扩散，并且知道温度越高，墨汁扩散得越快。但不知道这些现象证明分子做无规则的热运动。教学设计要利用学生已有的生活经验，将生活经验作为知识生长发展的起点。微观世界大量分子运动，要利用现代信息技术模拟分子的无规则热运动和布朗运动，让学生直观看到分子的运动，建立分子热运动物理图像，加深对热运动特点认识。
教学目标
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。
教学重难点
教学重点：分子热运动及影响因素、分子间作用力变化规律、分子动理论基本内容
教学难点：布朗运动的成因
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
暮春时节，金黄的油菜花铺满了原野。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢?PPT课件展示
古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释，他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。
提问：这些“花的原子”究竟是怎么运动的?物质究竟是由什么组成的呢？
学生观看课件并思考
引入新课内容，激发学生好奇心
新课教学
一、物体是由大量分子组成的
（一）分子
提出问题：这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?
化学中的分子：研究化学性质；物质组成微粒，分子、原子、或者离子。
(1)定义:研究热学运动性质和规律:分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子。
⑵分子模型：球体
小球模型
小球模型：在计算固体和液体分子大小时，看成一个近似的物理模型，一般可把分子看成是一个小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）。则：
立方体模型
立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即：
（四）阿伏加德罗常数
⑴定义：1 ml的任何物质都含有相同的粒子数.
⑵数值：NA＝6.02×1023ml－1
⑶意义：是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．
（五）宏观量与微观量的关系

常用关系式
小试牛刀
【例题】仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ D ）
A.水的密度和水的摩尔质量
B.水分子的体积和水分子的质量
C.水的摩尔质量和水分子的体积
D.水的摩尔质量和水分子的质量
【例题】只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（ B ）
A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
思考物理中所说的分子与化学中分子的区别。
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。体会物理观念的形成过程。
加深学生对新知识点的理解，强化记忆。
二、分子热运动
（一）扩散现象
观看视频气体、液体的扩散现象
（1）定义：不同物质相互接触时能够彼此进入对方的现象叫做扩散。
引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。
提出问题：气体和液体都可以发生扩散现象，固体之间可以发生扩散现象吗？
观看固体的扩散视频
总结扩散特点：
①物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。
②温度越高，扩散现象越明显。
③浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。
扩散意义：直接证明组成物质的分子在不停地运动着。
扩散应用：在纯净半导体材料中掺入其他元素。
扩散现象可以反映分子的无规则运动，还有其他什么现象也可以反映呢？
（二）布朗运动
观看实验视频，提出问题：
（1）看到的炭粒的运动有规律吗? 无规则
（2）运动快慢与炭粒的大小有关吗? 运动快慢与颗粒大小有关
展示图片：每隔30s记下三颗微粒运动的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示
提出问题：
⑴图中折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？
⑵能否预测炭粒下一时刻的位置？
总结：
（1）概念：悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒永不停息地无规则运动。
（2）特点：
①布朗运动永不停息。
②微粒越小，布朗运动越明显。
③在任何温度下都会发生，温度越高，布朗运动越明显。
（3）原因:大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。
（4）意义:间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。
（5）布朗运动与扩散现象的区别与联系
（三）热运动
⑴定义：把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。
⑵特点：
①永不停息
②无规则
③温度越高，热运动越激烈
⑶说明
①布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质.
②布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映.
小试牛刀
【例题】关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（ C ）
A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生
B.布朗运动和扩散现象都是分子运动
C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察
【例题】下列说法正确的是（ A ）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
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。
总结布朗运动与扩散现象的区别和联系。
通过实验现象让学生更直观的感受分子的运动。培养科学思维和科学探究的核心素养。
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。培养科学思维和科学探究的核心素养。
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。培养科学态度与责任的核心素养。
更好的认识扩散现象和布朗运动
三、分子间的作用力
做一做：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。它说明了说明问题？
总体积变小，说明液体分子间存在着空隙
观看视频，得出结论：
①组成物质的分子之间存在间隙
②分子之间存在着相互作用力
观看分子间有引力和斥力视频，得出结论：
分子间引力和斥力是同时存在的！
引起分子间相互作用力的原因：分子是由原子组成的.原子内部有带正电的原子核和带负电的电子.两原子的电子与电子间，原子核与原子核间存在斥力；两原子中的电子与原子核间存在引力，故分子间作用力是电子、原子核间的库仑力（电磁力）的总体体现.
而库仑力的大小与电荷间距有关，显然，分子间作用力跟分子间的距离有关.
1、分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线
①分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更快 。
②分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。
2、分子力随分子间距的变化规律
①当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，分子处于平衡状态。
②当r＞r0时，F斥＜F引，分子力表现为引力。随r 的增加，分子力先增大后减小。
③当r＜r0时，F斥＞F引，分子力表现为斥力。随r的减小，分子力增大。
④当r＞10r0（10-9m）时，分子力等于0。
小试牛刀
【例题】有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( CD )
Ａ.分子间的斥力增大，引力变小;
Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大;
Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快;
Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，
然后又从零逐渐增大到某一数值.
【例题】当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是（ D ）
A．当分子间的距离r