第1章 第2节 分子热运动与分子力（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

第二节　分子热运动与分子力 课程内容要求 核心素养提炼 1.通过实验，了解扩散现象，观察并能解释布朗运动． 2．利用显微镜观察布朗运动． 3．知道分子间的作用力和分子距离之间的关系，掌握分子力的特点． 1.物理观念：扩散现象、布朗运动、分子力、分子热运动． 2．科学思维：通过对布朗运动的实验现象及成因的分析，体会并归纳其中的科学的研究方法． 3．科学探究：用显微镜观察微粒的运动． 4．科学态度与责任：通过科学家们对布朗运动成因的研究历程的介绍，培养相应的科学精神． [对应学生用书P6] (一)扩散现象 1．定义：由于分子不停地运动而产生的物质迁移现象． 2．产生原因：扩散现象不是外界作用，也不是化学反应，而是物质分子的无规则运动产生的． 3．意义：反映分子在做永不停息的无规则运动． 4．应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散在纯净半导体材料中掺入其他元素． (二)布朗运动 1．定义：悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动，是英国植物学家布朗在显微镜下观察到的． 2．产生布朗运动的原因：液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击作用的不平衡性． 3．影响布朗运动的因素： (1)微粒越小，布朗运动越明显． (2)温度越高，布朗运动越激烈． 4．意义：间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性． (三)热运动 1．定义：物质内部大量分子的无规则运动叫作热运动． 2．温度是分子热运动剧烈程度的标志．温度越高，扩散得就越快；温度越高，悬浮颗粒的布朗运动就越明显． [判断] (1)扩散现象在固体、液体、气体中都能发生．(√) (2)布朗运动就是液体分子的无规则运动．(×) (3)悬浮微粒越大，布朗运动越明显．(×) (4)布朗运动的剧烈程度与温度有关．(√) (5)物体运动的速度越大，其内部分子热运动越激烈．(×) (6)扩散现象和布朗运动都是分子的运动．(×) 1．分子间存在着相互作用力 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着引力；用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的作用力，说明分子间存在着斥力． 2．分子力与分子间距离变化的关系 (1)r0的意义：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置叫平衡位置． (2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快． 3．分子间存在引力和斥力的原因：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．分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的． [思考] 如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是什么？ 提示　两个铅柱压紧后，接触面上分子之间的作用力为引力，引力大于下面铅柱的重力，故不脱落． 物质是由大量分子组成的；分子总在不停地做无规则运动，运动的剧烈程度与物质的温度有关；分子间存在相互作用的引力和斥力． [对应学生用书P7] 探究点一　扩散现象和布朗运动的理解 在显微镜下追踪一个小炭粒的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，把位置按时间连接起来，如图所示，这说明小炭粒轨迹是折线正确吗？ 提示　不正确，在每段时间内炭粒做的是无规则运动，不是直线运动． 热运动和布朗运动的区别与联系 热运动 布朗运动 不同点 研究对象 分子 悬浮于液体中的微粒 观察难易程度 一般显微镜下看不到 可以在显微镜下看到，肉眼看不到 相同点 ①无规则；②永不停息；③温度越高越激烈 联系 周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动间接反映了分子的热运动 如图是某液体中布朗运动的示意图(每隔30 s记录一次微粒的位置)，下列说法中正确的是(　　) A.图中记录的是液体分子无规则运动的情况 B．图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹 C．粒子越大，布朗运动越明显 D．反映了液体分子运动的无规则性 D　[布朗运动不是固体分子的无规则运动，而是大量液体分子做无规则运动时与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无规则运动，即布朗运动是固体颗粒的运动，温度越高，分子运动越激烈，布朗运动也越激烈，A错误；粒子越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越显著，故C错误；图中每个拐点记录的是粒子每隔30 s的位置，而在30 s内粒子做的也是无规则运动，而不是直线运动，故B错误；布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，D正确．] 如图所示，描绘了一个微粒受到它周围液体分子撞击的情景，每个液体分子撞击时都给微粒一定的冲力，试解释： (1)体积很小的微粒做无规则运动； (2)较大的悬浮微粒不做布朗运动． 解析　(1)由于微粒的体积很小，在某一瞬间和它相撞的