13.1 分子热运动- 2024-2025学年人教版初中物理九年级全一册

第十三章 内能 第1节 分子热运动　 能简单说明物质是由分子、原子构成的。 能通过宏观现象推测物质的分子都在不停地做热运动。 能够识别扩散现象、并能用分子热运动的观点进行解释。 知道分子之间存在着作用力。 1 2 3 4 学习目标 课堂导入 食堂在做饭时，能闻到菜的味道 春天花开的时候，能闻到花香 回忆生活中的现象 课堂导入 古代道家庄子思想 1 我国古代道家代表人物庄子（约前369――前286年）曾说： “一尺之棰，日取其半，万世不竭”。 你能理解其中的含义吗？ 一尺长的棍棒，每日截取它的一半，永远截不完。 体现了物质是“无限可分” 的思想 课堂导入 一杯水 大水滴 小水滴 ? 物质真的是“无限可分” 吗？ 一、 物质的构成 2 分子、原子 我国在国际上首次拍摄到水分子内部结构 科学研究发现：物质都是由极其微小的粒子─分子、原子构成的。 2 分子、原子 电子显微镜下的铝合金表面原子 电子显微镜下的金原子 分子的体积非常小，用肉眼直接看不到，用电子隧道扫描显微镜可以帮助我们观察到分子、原子。 电子显微镜下含3个水分子的钠离子水合物 分子间存在间隙 50ml水 50ml酒精 总体积100ml 准备50ml水和50ml酒精 混合后总体积小于100ml 3 要想数完需要80年 4 分子非常小 1cm3空气中分子数大约有2.7×1019个 分子的直径大约只有10-10米，即百亿分之几米，用肉眼直接看不到。 气体的扩散 1 抽掉玻璃板后，会发生什么变化？ ②气体的扩散现象 香水的味道 桂花飘香 炒菜的味道 扩散现象 气体可以发生扩散，那么液体和固体是否可以发生扩散呢？ 2 液体的扩散 扩散现象 ①讲解水和硫酸铜溶液的扩散实验： 实验表明：液体可以发生扩散 ②你能说出一些液体间扩散的例子吗？ 扩散现象 被污水污染的河流 1 调酒师调酒 2 酱油与醋混合为调料 3 课堂导入 固体的扩散 5年后切开 ①历史实验： 把铅板和金板紧压在一起，在室温下放置5年。 铅板里会渗入一些金，金板里面会渗入一些铅，互相渗入1毫米。 3 实验表明：固体可以发生扩散 二、 分子热运动 放置5年 课堂导入 ②固体间扩散的例子 是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。该过程原子发生了扩散。使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 2 堆放煤炭的墙角，过一段时间后发现会变黑，表明煤炭分子发生了扩散。 1 渗碳 课堂导入 4 气体、液体、固体扩散快慢对比 结论 气体扩散最快、液体次之、固体最慢 下列现象是扩散现象吗？ √ 尘土飞扬 雪花飘飘 桂花飘香 想一想 分子用肉眼是看不到的，尘土、雪花都是宏观物体的运动，并不是分子的扩散现象。 5 扩散现象表明 1 2 3 结论 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 二、 分子热运动 课堂导入 在两个烧杯内盛有质量相等的热水、冷水，用滴管注入两滴红墨水，观察现象。 6 扩散快慢与温度的关系 二、 分子热运动 不同物质在接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散。 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 温度越高，分子的运动越剧烈，把分子的这种运动叫做分子的热运动。 01 02 03 既然分子在不停运动，为什么固体和液体中的分子不会分散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢? 三、分子间的作用力 固体保持一定的形状和体积 液体保持一定的体积 1 分子间的引力与斥力 想一想 将两个表面光滑、干净的铅块底面削平，然后紧紧地压在一起，在下面吊一个重物，观察现象。 实验表明：分子之间存在引力 我们知道：分子之间存在着空隙，又通过刚才的实验知道，分子间存在引力，那么为什么分子不能都吸在一起呢？这不是矛盾吗？ 分子间一定还存在排斥力！ 怎样证明分子间存在斥力？ 固体和液体很难再压缩。 想一想 三、 分子间的作用力 ①找一个注射器，桶内加入一些水（或用空气），用手指封住口，另一支手用力压缩活塞时，体验所用力的大小。 现象：会发现用力压缩时，活塞内的水会产生“抵抗”。 说明：当分子间距离变小时，分子间相互排斥，存在斥力。 三、 分子间的作用力 ②找一个注射器，桶内加入一些水，用手指封住口，另一支手用力向外拉活塞时，体验所用力的大小。 现象：会发现用力向外拉时，活塞内的水又会吸引。 说明：当分子间距离变大时，分子间相互吸引，存在引力。 三、 分子间的作用力 当筒内分子间距离变小时，分子间相互排斥； 结论 分子间同时存在引力和斥力 1 分子间的引力与斥力 当筒内分子间距离变大时，分子间又相互吸引。 分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系，就好比用弹簧连接起小球的情景。 2 用类比的方法理解分子间的引力与斥力 三、 分子间的作用力 当压缩固体或液体时，分子间的距离减小，分子间的作用力表现为斥力，阻碍分子靠近，所以固体或液体能够保持一定的体积。 当拉伸固体时，分子间的距离变大，分子间的作用力表现为引力，阻碍分子远离。 ②当两个分子的距离变大时， 分子间的作用力表现为引力。 ③当两个分子的距离变小时， 分子间的作用力表现为斥力。 3 分子间的引力和斥力跟分子间距离的关系 ①当两个分子的距离处于平衡距离时，分子间的引力等于斥力。 三、 分子间的作用力 引力与 斥力 分子间的引力和斥力跟分子间距离的关系 3 三、 分子间的作用力 ①固体分子间的情况 固体分子间距离很小，分子间的作用力很大，所以很难被压缩，具有固定的体积和形状。 就像教室中坐在凳子上听课的学生。 4 固体、液体及分子的排列及作用力情况 三、 分子间的作用力 固体 ②液体分子间的情况 液体分子间距离比固体的大，分子间的作用力比固体的小，很难被压缩，具有一定的体积，但是没有一定的形状，具有明显的流动性。 就像课间教室中的学生。 液体 三、 分子间的作用力 ③气体分子间的情况 气体分子间距离比较大，分子间没有力的作用，所以气体没有一定的体积和形状。就像操场上乱跑的学生。 气体 三、 分子间的作用力 固体分子间距离小，分子间的作用力大，很难被压缩，具有固定的体积和形状。 气体分子间距离比较大，分子间没有力的作用，气体没有一定的体积和形状。 5 固体、液体及分子的排列及作用力情况对比 液体分子间距离比固体的大，作用力比固体的小，具有一定的体积，没有一定的形状。 气体 液体 固体 三、 分子间的作用力 ①为什么破镜难以重圆？ 因为破镜分子间的距离远大于分子之间的平衡距离，分子间相互作用的引力很小，所以不能把破碎的镜子重新聚合在一起。 解释生活中的现象 6 解析 三、 分子间的作用力 课堂导入 视频欣赏《分子间的作用力》 四 课堂练习 课堂练习 1. 关于物质的构成，下列说法正确的是（ ） A .分子的直径很小，一般为10-3米3 B .可以借助光学显微镜观察到分子 C .常见物质是由分子、原子构成的 D .物体当中有些分子在运动，有些分子静止 C 3. 不同的物质在____________时，彼此___________ 的现象叫做扩散。扩散现象说明________________________________。 课堂练习 2. 分子动理论的内容是： （1）物质是由_____________组成的； （2）一切物体的分子都在____________________________； （3）分子之间存在着相互作用的________________。 分子 不停地做无规则的运动 引力和斥力 互相接触 进入对方 分子在不停地做无规则的运动 4. 夏日荷塘里荷花盛开，微风吹过，飘来阵阵花香，说明分子在       ；荷叶上的两滴露珠接触后合成一滴，这表明分子间有    力；风吹荷叶摇晃，说明力能改变物体的       。 不停地做无规则运动 引 运动状态 课堂练习 5．下列选项中不能用分子动理论解释的是（ ） A．环境恶化尘土满天飞 B．炒菜时放盐使菜变咸 C．酒香不怕巷子深 D．教室喷清新剂，香气四溢 A 课堂练习 课堂练习 6. 小明闻到烟味，对爸爸说：“你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟．”小明这样说的科学依据是（ ） A. 一切物体都是由分子组成的 B. 分子在不停地做无规则的运动 C. 分子之间存在相互作用力 D. 有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力 B 课堂练习 7. 将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，这时两块铅就会结合起来，甚至下面可以吊一个重物都不能将它们拉开（如图）这一现象说明（ ） A .分子在做无规则运动 B .分子间存在扩散现象 C .分子间存在斥力来 D .分子间存在引力 D 8. 把两块光滑的玻璃贴紧，它们不能吸引在一起， 原因是（     ） A. 两块玻璃的分子间只存在斥力 B. 两块玻璃的分子间距离太大，作用力太小 C. 玻璃的分子间隔太小，不能形成扩散 D. 玻璃分子运动缓慢 B 课堂练习 课堂练习 9. 烧菜时，在很远我们就能闻到菜的浓浓香味，当菜凉下来后，所闻到的香味就逐渐变淡，其中蕴含的物理知识是： _____________________。 分子永不停地做无规则运动，温度越高，热运动越剧烈。 (或分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关)。 解析 正方形的边长：a=1cm=1×10-2m； 正方形的面积：S=a2=（1×10-2m）2=1×10-4m2； 正方形中分子个数：n= =1×1016 个； 10. 把分子看成球体，一个挨着一个紧密平铺成一层（像每个围棋格子中放一个棋子一样），组成一个单层分子的正方形，边长为1cm。该正方形中约有多少个分子？这些分子数目大约是全球人口数目的多少倍？ 课堂练习 答案：约1016个，世界人口按74亿算，约为1.35×106倍。 1×10−4m2 (10−10m)2 解析 11. 扩散现象跟人们的生活密切相关，它有时对人们有用，例如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中；它有时又对人们有害，如人造木板粘接剂中的甲醛扩散在空气中造成环境污染。请你分别列举一个扩散现象有用和有害的实例。 有益的扩散现象：花香四溢；酒香不怕巷子深。 有害的扩散现象：煤气泄漏；房间有人吸烟；臭气熏天等。 课堂练习 解析 12. 两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向其中分别放入同样的糖块，经过一段相同的时间（两杯中的糖块都还没有全部溶解），品尝杯中的水，哪一杯更甜？为什么？ 热水更甜一些。 因为分子的热运动跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散也越快。 课堂练习 解析 13. 把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面（例如用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板），读测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的示数有什么变化？解释产生这个现象的原因。 弹簧测力计的示数变大。 因为水分子和玻璃分子间存在引力作用。 课堂练习 解析 物态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积 固态 很大 液态 较大 较大 气态 很大 14．下表归纳了固、液、气三态物质宏观和微观的特性，请完成这个表格。 很小 很小 有 有 有 无 无 无 课堂练习 课堂小结 ①物质是由大量的分子、原子构成的。 温度越高，分子运动越剧烈，分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。 ③分子间存在引力和斥力。 不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散。扩散现象说明分子在不停地做热运动。 ②物质内的分子在 不停地做热运动。 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$