10.2 分子动理论的初步知识（教学课件）物理新教材沪粤版八年级下册

我们已经知道一切物质的分子都在不停的做无规则的运动。这种无规则的运动叫做分子的热运动，分子之间同时存在引力和斥力。那么来看下面的判断题，第一题将粉饼捏碎变成了粉笔墨，这是物质由分子组成的证据，对不对？错，分子尺度非常小，是肉眼无法看到的。我们看到的粉笔末是固体小颗粒，不是分子。第二题，点蚊香时烟雾缭绕，说明烟雾分子在做永不停息的无规则运动，对不对？还是做蚊香烟雾是肉眼可见的小颗粒，因此是固体小颗粒的运动，不是分子运动。第三题，打开酒精瓶子可以闻到酒精的气味，这说明分子在做永不停息的无规则运动，对不对？对，我们闻到酒精的气味是酒精分子热运动的结果。其实我们能闻到一切的气味，都说明分子在做无规则的运动。第四题用力拉住西玻璃上的马桶栓，用了很大的发现也无法分开他俩，这说明分子之间存在引力，对不对？依然错，马桶栓之所以吸在玻璃上是大气压的作用，与分子引力无关。那玻璃板刚好和水面接触，慢慢提起弹簧测力计，测力计的示数大，玻璃本身的重力，这说明分子之间存在引力，对不对？对，因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子之间的距离在引力作用的范围之内，所以水分子和玻璃分子之间存在相互作用力，因此慢慢提升弹簧测力计，测力计的示数会大于玻璃本身的重力。好了，总结一下，分子是肉眼不可见的能看见的小颗粒的运动，不是分子运动，气味是分子热运动造成的。记得区分气压和分子引力，你明白了吗？呵呵。 nullnull固体之间也能发生扩散，打磨的很光滑的铅片和芯片紧压在一起。在室温下放置五年后，再将它们切开。可以看到，他们互相渗入约1毫米深。 null小胖子放学回家一开门好香啊，他随着香味飘进厨房，原来大胖子在做红烧排骨。不过你有没有纳闷过，这些香当然还有臭的东西，怎么就飘香四溢或者遗臭万年了呢？别急，先来看个实验，现在有一瓶二氧化氮气体和一瓶空气二氧化碳，密度大，这个密度小。那我们这样将两个瓶子扣在一起，要是撤掉玻璃片会怎么样呢？小胖子说密度大的在下面，密度小的在上面挺合适，不会变化？看看真实情况会怎么样呢？不是这样，下面棕色的气体居然逐渐飘上去了，可它不是密度大吗？为什么还会上去呢？其实这就和我们之前学的分子热运动有关了，所有的分子都在做永不停息的无规则运动，其中气体分子的运动能力最强，液体分子次之，固体的最弱。退回来看看，即便本身密度比较大，二氧化氮还是在朝各个方向乱窜，有一部分当然就义无反顾的冲上去了。我们管这种现象叫做扩散。扩散是由于分子的热运动而产生的，分子热运动能力越强，扩散现象越明显。另外，气体分子之间的间隙较大，扩散也最容易。我们平常闻到的香和臭都是相应的气味分子飘到我们鼻子里面的结果，液体分子也会扩散，能看出来吗？当然可以这样子在水里面滴一滴红墨水，这杯水会怎么样呢？这滴红墨水当然不会停在这里不动，总会慢慢散开，最后整杯水都会红了。这正是因为红墨水液体分子扩散了。那想一想，同时在这样两杯水中滴一滴红墨水，哪杯水变红的更快呢？回忆一下，扩散和分子的热运动有关，越热越运动，所以热水中的水分子运动的快，里面的扩散现象也就越明显。那固体分子会扩散吗？把小胖子和小瘦子贴在一起放一会儿难道能粘起来？答案是yes。不过这个一会儿可长的很。虽然固体分子热运动能力很弱，但是固体也是在扩散的。科学家们曾经把天块和晶块打磨光滑之后，使劲的压在一起。五年之后人们发现这两个固体块果然粘起来了，切开后能看到两者已经有1毫米的部分融在一起了。总结一下，由于任何分子都在永不停息的做无规则运动，宏观上就出现了扩散现象，气体扩散能力最强，这些都是气体的扩散现象，液体扩散能力其次，这是液体的扩散现象，固体很难扩散，但是也是有扩散能力的，你记住了吗？呵呵。 第十章 从粒子到宇宙 第2节 分子动理论的初步知识 2025 春季新教材版 八年级下册沪粤版 教学 目标 新课 导入 课堂小结 认识分子动理论 课堂 练习 固、液、气三态中的分子 目录 强调对物质微观结构的系统性认知，注重知识体系的逻辑关联（如分子→原子→原子核→夸克）。 突出模型建构、实验反推、类比迁移等思维方法，体现从现象到本质的理性分析过程。 聚焦具体探究方法（猜想、间接测量、实验验证），强调科学方法的实践性与创新性。 通过科学史渗透求真精神与科学伦理，引导学生关注科学探索的社会价值。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 新课导入 生活再体验 “酒香不怕巷子深”的意思就是说如果酒酿得好，即使是在很深的巷子里，也会有人闻到香味，慕名前来品尝。你知道人们为什么能闻到酒的香味吗? 认识分子动理论 观察与思考 我们已经知道，物体是由分子组成的。那么，在物体内的分子是怎样排列的呢？它们是否会发生运动？ 如果物体内的分子会运动的话，其运动情况又跟什么因素有关呢？分子与分子间有作用力吗？……像谜一样一连串饶有趣味的问题，正等待着我们去研究。 认识分子动理论 活动1 体会分子的运动 实验 气体分子运动​（图10-2-1） 液体分子运动​（图10-2-2） ​固体分子运动​（铅金渗透实验） 现象 打开香水瓶盖，香味迅速扩散 红墨水滴入清水，整杯水逐渐变红 铅片与金片紧压5年后，相互渗透约1mm 结论 气体分子在不停地运动 液体分子在不停地运动 固体分子在不停地运动。实验现象与结论 问题：“你还能举出哪些事实说明分子是在运动的？” 分子运动论：物质由微粒构成，微粒（分子）处于永不停息的无规则运动中。 ​宏观现象与微观本质的关联：扩散现象（宏观可见）→分子运动（微观本质）。 认识分子动理论 扩散现象的定义 ​概念：不同物质（气体、液体、固体）相互接触时，彼此进入对方的现象。 ​无规则性：扩散过程没有固定方向或路径，表现为随机性。 扩散的普遍性 所有物态均发生： ​气体扩散：如香水分子在空气中散布； ​液体扩散：如墨水滴入水中逐渐混合； ​固体扩散：如铅片与金片长期紧压后相互渗透。 分子运动理论：扩散现象直接证明分子在永不停息地做无规则运动。 认识分子动理论 活动2 观察温度对水分子运动的影响 实验目的 观察温度对分子运动速率的影响，验证分子动理论的核心观点。 ​实验设计 ​对照组设置：冷水组：5℃水中滴入一滴墨水；热水组：75℃水中滴入一滴墨水。 ​观测指标：墨水扩散范围大小（宏观现象反映微观分子运动速率）。 ​实验现象 组别 ​温度 ​墨水扩散范围 ​现象描述 （a） 5℃冷水 范围小且扩散慢 墨水局部聚集，边界清晰 （b） 75℃热水 范围大且扩散快 墨水迅速晕染，边界模糊 实验结论 ​温度与分子运动速率的关系：温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散速度越快。 ​微观本质：温度升高增加分子动能，而非改变分子大小或数量。 认识分子动理论 活动3 分子间有间隙 实验目的 验证分子间存在空隙，理解物质微观结构的非连续性。 ​实验步骤 ​步骤1：向长玻璃管中注入一半体积的水（透明液体）。 ​步骤2：缓慢注满酒精（蓝色液体），液面达到玻璃管顶部。 ​步骤3：用塞子封闭管口，上下颠倒摇晃玻璃管数次（混合液体）。 ​步骤4：竖直静置玻璃管，观察混合后液面高度变化。 ​实验现象:混合后液面高度低于初始总液面​（水+酒精体积之和减少）。 ​实验结论:分子间存在空隙：不同分子互相填补空隙，导致总体积减少。 宏观现象→微观本质：液体混合体积减少并非分子被压缩，而是分子间空隙的互补填充。 ​物质结构特性：分子间存在间隙，且不同分子间隙大小与形状不同（水分子极性大，排列紧密；酒精分子结构松散）。 认识分子动理论 活动4 探究分子间的相互作用力 现象观察： 完整的肥皂膜在铁丝圈上形成一层均匀液膜（图b）。 当触碰棉线一侧的膜时，该侧膜破裂（图c→d），而另一侧膜仍然完整。 破裂后，棉线被迅速拉向仍有膜的一侧（图d）。 核心物理原理： ​表面张力：液体表面分子间存在相互吸引的力（分子间作用力），使得液膜具有收缩趋势，尽可能减小表面积（类似绷紧的弹性膜）。 ​力的平衡与变化： ​完整液膜：表面张力均匀作用于棉线两侧，棉线静止。 ​一侧膜破裂：仅剩一侧有膜，表面张力使该侧液膜收缩，产生拉力将棉线拉向有膜方向。 认识分子动理论 活动4 探究分子间的相互作用力 实验现象分析 ​实验操作：将两铅柱断面磨平、压紧后，铅柱能吊起一串钩码。 ​关键现象：铅柱未用胶水或机械固定，仅靠压紧即可承受钩码重力。 ​微观原理推导 ​分子间作用力：铅柱断面磨平后，分子间的距离极小（接近分子直径 10 -10m），此时分子间引力显著。压紧操作使更多分子进入彼此作用范围，引力叠加，宏观表现为铅柱“粘合”并承受拉力。 ​表面清洁的重要性 断面干净可避免杂质阻碍分子接触，确保分子引力有效作用。 ​实验结论验证 若分子间无引力，仅靠压紧无法抵抗钩码重力，铅柱会分离。 分子引力的其他实例：胶水粘合物体（分子间引力渗透至材料表面）；水黾在水面行走（水的表面张力本质是分子间引力）。 ​分子引力的局限性：分子间距过大时（如气体分子），引力可忽略；温度升高时，分子热运动加剧，可能破坏引力作用（如高温下铅柱易分离）。 认识分子动理论 活动4 探究分子间的相互作用力 实验现象分析 ​实验操作：注射器吸入水后封口，用力推活塞试图压缩水的体积。 ​关键现象：水体积几乎无法被压缩（活塞难以推进）。 ​微观原理推导： ​分子间作用力规律 分子间同时存在引力和斥力，作用力的大小与分子间距有关；斥力主导：当分子间距减小到一定程度（接近分子直径 10 -10m），分子间斥力显著增强，阻止分子进一步靠近。 ​水的特性：液态水分子间距已很小（处于斥力作用范围），因此极难压缩。 ​实验结论验证 若分子间仅存在引力，水应能被轻松压缩（如气体可压缩），但实际现象与斥力的存在直接相关。 分子作用力的宏观表现 ​引力主导：当分子间距较大时（如拉伸橡皮筋），引力使物体恢复原状； ​斥力主导：当分子间距过小时（如压缩固体或液体），斥力抵抗形变。 ​对比实验 若用气体（如空气）代替水，活塞可轻松推进，说明气体分子间距大，斥力可忽略。 认识分子动理论 分子动理论的基本内容： 分子之间存在着相互的作用力. 物质是由分子组成的; 分子在不停的做无规则运动； 分子之间有间隙； 固、液、气三态中的分子 物质有固体、液体、气体三种形态。固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动 。所以，固体既有一定的体积，又有一定的形状。 液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过 。所以，液体有一定的体积，但有流动性，其形状随容器而变化。 固、液、气三态中的分子 气体中分子间的距离很大，相互作用力很小，可以认为气体分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞以外，都不受其他力的作用。每一个分子几乎都可以自由运动，可以充满它能够达到的整个空间 。所以，气体既没有固定的体积，也没有固定的形状。 固、液、气三态中的分子 用分子运动论解释热胀冷缩的原理。 课堂小结 课堂练习 考点一：认识分子动理论 【典型例题1】 【答案】C 2023深圳首届食博会会场美食飘香，这说明（　　） A．分子间存在引力 B．分子间存在斥力 C．分子在不停地运动 D．分子可以再分 课堂练习 【迁移训练1】 【答案】小于 分子间有间隙 如图甲所示，在一端开口的玻璃管中倒入一半水，然后再注入一半的酒精，将管口密封后翻转让水和酒精充分混合，可以观察到混合液的体积 （选填“大于”“小于”或“等于”）水和酒精的总体积，这一现象说明了 。 课堂练习 考点二：固、液、气三态中的分子 【典型例题2】 【答案】A 如图示意了某种物体常见三种状态的微观模型。 以下说法正确的是（　　） A．从乙状态到甲状态，分子间的引力变大 B．甲状态时，物体的流动性最明显 C．甲状态时，物体最容易被压缩 D．甲状态时，分子的位置固定，不会运动 课堂练习 【迁移训练2】 【答案】小 大 引力 汽化 吸热 天然气液化后，其分子间的距离变 ，分子间的作用力变 。液体和空气接触的表面存在一个薄层——表面层，如图所示，由于液体分子做无规则运动，表面层就存在一些具有较大能量的分子，它们可以克服分子间相互作用的 ，脱离液体跑到空气中去，其宏观表现就是液体的 （选填物态变化名称），此过程 （选填“吸热”或“放热”）。 ENDING! 2024 Thank you for watching! 谢谢观看 @物理怪怪怪 $$看小胖子在玩魔方，这是个普通的三阶魔方，有好多个小块组合成旁边大胖子玩的更高级，虽然一样大不过是个好高阶的魔方，全是小块。小胖子不禁在想，我们生活中的东西是不是也能拆成N多个大块，竟然拆成很多小块呢？答案是可以的。我们所生活的物质世界其实都是由很小的东西组成，这个东西就叫做分子。那有多小呢？它们的直径都在十的负10次方米左右，这是多大？来看看这是一立方厘米的水，里面都是水分子。如果把每一个水分子都当成一个汉堡，够小胖子吃多长时间呢？要是一秒吃一个，不停的吃也要吃80年，这才一立方厘米，果然好小。不过我们还是可以用显微镜来看，但是可不是我们平常的显微镜，平常的叫光学显微镜，他们看不到这么小的分子和原子，所以我们要用另一种显微镜电子显微镜。在电子显微镜下，物质长得各式各样，因为它们都是由各式各样分子或原子构成的。仔细观察这个，你会发现这些小圆粒儿并不老实，还在不停的动。其实在这么小的微观尺度东西和我们平常的宏观情况就不同了。就像平常我们拿一个小球，想让它向左运动，向左扔就行了，向右就向右扔。但是你跟分子说向左走，向右动，他才不听你的，他只会在那里一直无规则的运动。这运动还有个特点，和温度有关，温度越高的话，这些家伙就冻得更起劲儿。事实上，这两个现象一个是宏观的，能直接感觉到。另一个则是微观的，是温度变化的原因。所以这些分子的无规则运动也叫做分子热运动，热运动是永不停息的。回来再看看这张图，这一个一个的小圆粒儿都紧紧地连接在一起。没错，固体就会这样，而液体气体则大致长成这个样子。三种平时常见的物态正对应着不同的分子排的样式。那这些挨得这么紧密的分子有什么特性吗？当然有。想一想现在有一个铁块，能把它徒手捏成绝世好剑吗？显然不行。小胖子连挤带拉累的满头大汗，可铁块还是铁块，这是为什么？我们再放大到这种程度看看，其实每当小胖子去挤铁块就用了力，这些铁原子之间也会受到挤压。不过我们在这里看到形变并不明显，说明当我们挤压的时候，中间的铁原子会给两侧的一个力，阻碍两侧的铁原子向中间移动，也就阻碍了铁块的形变，这个阻碍的力就是斥力，而当小胖子拉伸这个铁块时，同样有利于阻碍形变，这时候的力是向向回拉的力，叫做引力，看到了吧？其实分子很不好伺候，他们之间总有斥力和引力，如果离得很远的话，可以忽略这些力，但距离很近的时候，就必须要斥力和引力平衡，他们才能好好的聚在一起。如果你挤压它，他们之间斥力就变大，抵抗你的挤压。如果你拉伸它，他们之间的引力就变大，抵抗你的拉伸。总结一下，我们的世界由大量的分子构成，这些分子并不老实，他们无时无刻不在做无规则运动，运动的越快物体温度越高，简称为分子热运动。分子之间同时有斥力和引力，你学会了吗？不。 我们已经知道不同的物质在互相接触时，自己彼此进入对方的现象叫做扩散。扩散现象可以发生在固体、液体和气体之间。来看下面几道题，第一题，扫地时尘土飞扬是一种扩散现象，对不对？错，扩散现象背后实际是分子的热运动，而尘土飞扬是固体颗粒在气流的作用下的运动。固体颗粒已然不是分子级别，所以不是扩散。第二题，将一杯冷水倒入热水之中变成了一杯温水，这是一种扩散现象，对不对？错扩散必须发生在不同的物质之间，而冷水和热水是同种物质，所以不是扩散现象。第三题，在实验室我们常用空气和二氧化氮来观察气体的扩散。已知二氧化氮的密度要大于空气的密度，将一瓶二氧化氮与一瓶空气瓶口相对，当撤掉两瓶中间的玻璃板，两种气体就会逐渐混合在一起，最后颜色变得均匀。那在观察时应该选择哪幅图？如果选择甲图的装置，抽走玻璃板后，因为二氧化氮的密度大于空气的密度，重的往下走，轻的往上走，最后颜色变得均匀。而扩散现象是两种物质靠自己进入对方的现象。在此实验中，重力的作用在其中产生了干扰，因此要观察扩散现象，不要选择甲图而选择乙图的装置。抽去玻璃板后，二氧化氮的密度大于空气密度，轻的在上面待着重的就在下面待着，而最后两种气体逐渐混合在一起，颜色变得均匀，正是扩散现象。来最后一题，一个烧杯中装热水，一个同样的烧杯中装等量的凉水，将等体积的墨水滴入其中，装热水的烧杯中，墨水扩散的快，这说明什么？两个烧杯中唯一的差别就是水的温度，这说明扩散快慢与温度有关，温度越高扩散越快。总结一下，不同的物质在互相接触时，自己彼此进入对方的现象叫做扩散，记住是不同的物质必须是自发地进入对方。扩散还和温度有关，温度越高扩散越快，你明白了吗？呵呵。