1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 壹 素养目标 (1) 知道用分子的球形建立水面上油膜的单分子油膜的模型，并理解用单分子油膜测量油酸分子直径的方法。 (2) 能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积。 (3) 通过油膜法测量油酸分子直径的实验过程，得到油酸分子直径的数量级。 (4) 体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。 conclusion 课堂导入 ONE 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！ 课堂导入 通过什么途径可以知道分子的大小呢？ 怎样估测绿豆的直径？ 课堂导入 测出总体积。 量出单层铺开的面积 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 TWO 知识点讲解 一、实验思路 油酸分子 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 水 油酸分子 d 油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。 ①模型化 ②理想化 ③估算 知识点讲解 二、物理量的测量 d-----单分子油酸的直径 V-----一滴油酸分子的体积 S-----一滴油酸分子的面积 求油酸分子的直径 知识点讲解 ⑴配制油酸溶液： ⑵测量一滴油酸溶液的体积： ⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V，则一滴油酸酒精溶液的体积为𝑉/𝑛。 用2ml注射器抽取1.5ml油酸，将其中1.0ml油酸注入500ml的量筒中，加入无水酒精至500ml刻度线，充分搅匀后得到体积比为1:500的油酸酒精溶液。 所以油酸溶液的体积为𝑉/500𝑛。 1、测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 知识点讲解 2、测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S ⑷待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。 ⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。 ⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。 ⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。 知识点讲解 2、测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S= s0 N 。 不足半个的舍去 （5）根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。 多于半个的算一个 知识点讲解 三、数据分析 d-----单分子油酸的直径 V-----一滴油酸分子的体积 S-----一滴油酸分子的面积 大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10-10 m。 知识点讲解 四、误差分析 让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态再进行测量。要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等。 3.纯油酸体积的计算误差 要用累积法测油滴的体积。先测出1mL的酒精油酸溶液的滴数，从而计算出一滴酒精油酸溶液的体积。再由油酸的浓度算出油酸的体积。 溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变。 2.形成的油膜不是单分子油膜 1、油酸酒精溶液浓度改变 知识点讲解 四、误差分析 4.油膜的面积S测算产生的误差 （1）油膜形状画线误差： 用浅盘使玻璃尽量靠近液面，画线尽量和油膜边缘对应。 （2）数格子法，带来的误差 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，用这种方法求出的面积越精确。 知识点讲解 课堂检测 例1．在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（ ） A.等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 累积法 C 课堂检测 例2：(2019·全国卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_____________ ____________________________________________。 实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以_______ _______________________________________________。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是____________________。  课堂检测 【解析】稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜;为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,就能得到一滴溶液中纯油酸的体积。为得到油酸分子的直径,我们还需测量出单分子层油膜的面积。 conclusion 课堂检测 THREE 课堂检测 1. 把一片很薄的均匀塑料薄膜放在盐水中，调节盐水的密度，使薄膜能在盐水中悬浮，此时盐水的密度为1.2×103  kg/m3 。用天平测出尺寸为 10 cm×20 cm 的这种塑料薄膜的质量是36 g ，请计算薄膜的厚度。 课堂检测 2. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验，有两个非常巧妙的设计，请你借鉴这两个设计思路，完成以下实验 ： （1）现需要在一个烧杯中倒入 0.01 g食盐供以后做实验用，但现有的电子秤最小只能称1 g 的质量，怎么办？请定量地具体说明操作的步骤。 （2）有一小捆粗细均匀的细铁丝，要较精确地测量细铁丝的横截面积，你认为应该怎样测量？说出所需的器材和测量方法。 课堂检测 3. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每 103 mL 油酸酒精溶液中有纯油酸 1 mL。用注射器测得 58 滴这样的溶液为 1 mL 。把1 滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为 1 cm。 （1）1 滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的 体积是多少？ （2）油膜的面积是多少？ （3）按以上数据，估算油酸分子的大小。 conclusion 总结与归纳 THREE 总结与归纳 一、实验思路 ①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 ②油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子看成球形 ③计算原理： 二、物理量的测量 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 三、数据分析 ：一般分子直径的数量级是10-10m。 conclusion 课后作业 FOUR 课后作业 添加分层作业链接 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $$