1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小（导学案）-【鼎力课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第三册）

第2节　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 【知识梳理与方法突破】 一、实验思路 为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。 二、实验器材 用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、量筒、坐标纸。 三、实验步骤 1．配制油酸酒精溶液，取1mL的油酸滴入酒精中配制成500mL的油酸酒精溶液。 2．用滴管或注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积（例如1mL）时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积。 3．实验时先向边长为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜。 4．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 5．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位。数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。 6．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。根据一滴纯油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的大小。 四、数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格： 实验次数 量筒内增加1mL 溶液时的滴数 一滴纯油酸 的体积V 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 分子的直径（m） 平均值 1 2 五、注意事项 1．油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%。 2．痱子粉的用量不要太多，否则不易成功。 3．测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小。 4．浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓。 6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个。 7．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。 六、误差分析 用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面： 1．形成单分子油膜 只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即d＝V/S。要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜。 2．油滴的体积V 用累积法测油滴的体积。先测出1mL的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积。 3．油膜的面积S 用坐标纸测出形状不规则油膜的面积。数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确。 【例】在“用油膜法估测分子的大小”实验中： （1）该实验中的理想化假设是______ ； A．将油膜看成单分子层油膜    B．不考虑各油酸分子间的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力    D．将油酸分子看成球形 （2）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于________ ； A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴 （3）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是8.0×10-3m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml，则油酸分子直径为______m。（结果保留两位有效数字） 【针对训练】在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中： （1）与“将油酸分子看成球形”采用的方法相同的是___________。 A．引入质点的概念 B．平均速度的定义 C．引入重心的概念 D．研究加速度与力或质量关系的实验 （2）有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后