第2节 分子动理论的初步知识（大单元教学课件）物理人教版2024九年级全一册

第十三章 内能 物理九年级全一册 •人教版2024 第2节 分子动理论的初步知识 学习目标 01 02 03 04 物理观念 理解物质由分子、原子构成，掌握分子动理论核心内容（分子永不停息做无规则运动、分子间存在引力和斥力），能用理论解释扩散、物质三态等现象。 科学思维 通过扩散现象推理分子运动规律，运用模型法理解分子间作用力，学会用归纳法总结温度与分子热运动的关系。 科学探究 设计并完成扩散对比实验，验证分子间作用力，掌握控制变量法，提升实验设计与数据分析能力。 科学态度与责任 从生活现象激发探究兴趣，实验中秉持严谨态度，了解理论在科技中的应用，增强科学服务意识。 重点难点 教学重点 教学重点 掌握分子动理论的基本内容，通过实验验证分子热运动和分子间作用力，能用理论解释常见热现象。 理解分子热运动的微观本质，区分分子运动与机械运动；从微观角度分析分子间引力和斥力的动态平衡关系。 课堂导入 墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。 绽放的梅花 这首诗描绘了梅花不畏严寒、傲然独放的情境，你知道花香是怎么传到远方的吗？ 课堂导入 分子动理论的初步知识 墨水为什么会自动扩散？微观层面发生了什么？ 一段时间后 探究新知 一块完整的铁可以用来制造机器，具有坚硬的特性；当它被粉碎成铁粉后，依然是铁，本质没有改变。那么，如果我们继续无限细分这些铁粉，最终会得到什么？是还能保持铁性质的最小粒子，还是会变成其他物质？ 不仅是铁，世间万物，无论是天上的云朵、海里的水，还是我们自身，是否都存在这样一种最小的、保持物质特性的基本单元呢？带着这个疑问，我们一起走进物质构成的微观世界。 一、物质的构成 探究新知 1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 2.一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来量度分子。分子的体积也非常小，用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们，只能靠电子显微镜才能观察到。 探究新知 3.分子之间存在间隙。不同状态下分子的间隙不同，一般情况下固体分子的间隙较小，液体次之，气体分子的间隙最大。如一定体积的水和酒精混合后总体积减小，能证明分子间存在间隙。 等体积的水和酒精混合 探究新知 例1．某实验小组在进行酒精和水混合实验中，应向如图所示的一端 封闭的玻璃管中先注入一半体积的 （选填“水”或“酒精”）， 然后将另外一种液体注满玻璃管，封闭管口，将容器反复翻转，使水 和酒精充分混合，观察到玻璃管中的液面降低了，这说明混合后水 和酒精总体积 （选填“大于”、“小于”或“等于”）混合前水 和酒精的总体积。这个现象说明分子间存在 。 水 解：[1]某实验小组在进行酒精和水混合实验中，由于水的密度较大，则应向如图所示的一端封闭的玻璃管中先注入一半体积的水，然后将另外一种液体注满玻璃管，封闭管口，使密度较大的水在下方。 [2]水和酒精充分混合，观察到玻璃管中的液面降低了，即液体的深度减小，由得，混合后水和酒精总体积小于混合前水和酒精的总体积。 [3]混合后液体的总体积减小，是由于水分子与酒精分子分别进入对方的分子间隙中，这个现象说明分子间存在间隙。 小于 间隙 二、分子热运动 探究新知 演示1.抽掉装有二氧化氮（红棕色）和空气的玻璃片，观察气体混合过程。 演示2.同时向盛有等量冷水和热水的烧杯中滴入一滴红墨水，热水中墨水 10 秒扩散均匀，冷水中需 30 秒。 演示3.铅块和金块叠放在一起，五年后彼此扩散1毫米。 （1）概念：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。 1.扩散 探究新知 二、分子热运动 (2）扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动；物质的分子间存在间隙。 (3）对扩散现象概念的解释 ①“互相接触”：这是发生扩散现象的前提条件。 ②“彼此进入”：发生扩散现象时，是两种物质的分子同时彼此进入对方的现象。 ③扩散现象的微观本质：不同物质的分子做无规则运动时进入到对方分子间空隙的结果。即扩散现象是分子运动的结果，分子间存在间隙。 探究新知 2．分子热运动 (1）概念：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子运动的快慢与这种无规则运动叫作分子的热运动。 （2）温度越高，分子运动越剧烈。 3.分子热运动和机械运动的比较 探究新知 比较项 机械运动 分子热运动 研究对象 宏观物体 微观分子 运动规律 有规律可循 单个分子的运动无规律可循 运动情况 静止或运动 运动永不停息 是否肉眼可见 一般肉眼可直接观察 肉眼不能直接观察 探究新知 例2．王安石《梅花》中“遥知不是雪，为有暗香来”，描述闻到梅花香气的原因是（　　） A．分子间有引力 B．分子是运动的 C．分子间有斥力 D．分子间有空隙 解：“暗香来”属于扩散现象，说明花香分子在永不停息地做无规则运动，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 B 探究新知 解：AB．用力把活塞缓慢推到图乙的位置时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，封闭空气温度保持不变，筒内气体分子运动剧烈程度也不变，故A不符合题意，B符合题意； CD．按压活塞，气体的质量不变，体积变小，由得到气体的密度变大，故CD不符合题意。故选B。 例3．在导热性能良好的注射器内封闭一定质量的空气如图甲，当用力把活塞缓慢推到图乙的位置时，封闭空气温度保持不变，则此过程中，封闭空气（　　） A．分子运动剧烈程度变缓慢 B．分子运动剧烈程度不变 C．气体密度变小 D．气体密度不变 B 探究新知 三、分子间的作用力 演示1： 操作：将两个表面光滑的铅块用力压紧，悬挂钩码（逐步增加数量），观察铅块是否分离。 现象：铅块能承受多个钩码重量，说明分子间存在引力。 探究新知 三、分子间的作用力 演示2： 操作：用注射器装满水，堵住出口后用力推活塞。 现象：现象：活塞难以推动，说明分子间存在斥力。 1.分子间存在相互作用的引力和斥力。 2．对分子间作用力的理解 探究新知 (1)“同时存在”：分子间的引力和斥力同时存在，斥力使分子彼此分离，使分子间有间隙；引力使分子凝聚，使分子在某些区域内维持平衡状态。 (2)“不同物质分子间的作用力不一样”：气体容易被压缩，液体和固体很难被压缩，是因为气体分子之间的斥力远小于固体和液体分子间的斥力。 探究新知 (3）我们可以用弹簧连着的小球类比分析分子间的作用力： ①分子间的距离等于平衡距离(约10－10m)：分子在平衡位置附近振动，相当于弹簧的自然伸长状 态，引力等于斥力，分子间作用力为零； ②分子间的距离小于平衡距离：相当于弹簧被压缩，引力小于斥力，分子间作用力表现为斥力； ③分子间的距离大于平衡距离：相当于弹簧被拉伸，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力； 探究新知 ④分子间的距离远大于平衡距离（大于分子直径的10倍,约10－9m）：相当于弹簧被拉断，分子间作用力十分微弱，可以忽略。 3.物质三态的微观特性和宏观特性 （1）固态：分子间距离很小，分子间作用力很大，分子只能在平衡位置附近做无规则振动，物体有一定的体积和形状，无流动性； 探究新知 （2）液态：分子间距离比固态稍大，分子间作用力较大，分子既可以在一个位置附近振动，又可以移动位置，物体有一定的体积，无固定形状，有流动性； （3）气态：分子间距离很大，分子间作用力十分微弱，可以忽略，分子做无规则运动，物体无固定的体积和形状，有流动性。 探究新知 1.物质是由大量的分子、原子构成的； 2.物质内的分子在永不停息地做无规则运动； 四、分子动理论的内容 3.分子之间存在相互作用的引力和斥力。 探究新知 例4．下列现象中能够说明分子间存在引力的是（    ） A．墨水在水中扩散 B．铅板和金板长时间压紧在一起会相互渗透 C．抽去玻璃板后，两瓶中的气体相互混合 D．表面磨平的铅块压紧后能结合在一起 解：A．墨水在水中扩散，说明液体分子不停地做无规则运动，故A不符合题意；B．铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透，是扩散现象，说明固体分子不停地做无规则运动，故B不符合题意；C．抽取玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明气体分子在不停地做无规则运动，故C不符合题意；D．端面磨平的铅块压紧后能吊住钩码，说明由于分子引力两个铅块粘在了一起，故D符合题意。故选D。 D 课堂练习 1.下列说法正确的是（　　） A．诗句“人在桥上走，桥流水不流”，前半句所选择的参照物是人 B．物体的温度越高，分子运动越快，分子的动能越大 C．脱离树枝的苹果总是落向地面，是因为苹果具有惯性 D．组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力，斥力存在时就没有引力 解：A．“人在桥上走”描述的是人在运动，判断物体的运动情况时不能选研究物体本身作为参照物，因此判断人在运动不能选人作为参照物，故A错误； B．物体的温度越高，分子无规则运动越快，分子的动能越大，故B正确； C．脱离树枝的苹果总是落向地面，是因为苹果受重力的作用，故C错误； D．组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力是同时存在的，故D错误。 故选B。 B 课堂练习 2.关于蒸包子的情景，下列说法正确的是（    ） A．水沸腾后冒出大量的“白气”，是汽化形成的水蒸气 B．关火后水仍能继续沸腾一会儿，说明水沸腾不需要吸热 C．蒸包子时闻到包子的香味，是由于分子不停地做无规则运动 D．松软的包子皮里有孔隙，说明分子间有空隙 解：A．水沸腾后冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，并非汽化现象，故A错误； B．关火后水仍能沸腾一会儿，是因为炉具和锅的余热仍在向水传递热量，并非说明沸腾不需要吸热，故B错误；C．蒸包子时闻到香味，是由于包子中的香味分子扩散到空气中，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；D．包子皮的孔隙是面团发酵时二氧化碳气体受热膨胀形成的宏观现象，不能说明分子间存在空隙，故D错误。故选C。 C 课堂练习 3．四中可爱唯春日，一生少年是今朝。如图是春日的郑州四初，繁花似锦，校园里花香四溢，是因为分子在不停地做 ，这种现象会随气温的 （选填“升高”或“降低”）而更显著；中午，花瓣表面露珠逐渐消散 现象（填物态变化名称）。当花瓣匀速直线下落时，受到 的空气阻力 花瓣受到的重力（选填“大于”“小于”或“等于”）。 解：[1][2]校园里花香四溢是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动，且温度越高，分子运动越剧烈，这种现象会随气温的升高而更显著。 [3]花瓣表面露珠逐渐消散，物质状态由液态变为气态，物态变化为汽化。 [4]当花瓣匀速直线下落时，花瓣处于平衡状态，受到的空气阻力与重力大小相等。 无规则运动 升高 汽化 等于 课堂练习 4．沈阳抻面是东北地区的传统美食，以独特的制作工艺和口感，赢得了无数食客的喜爱。沈阳抻面以“抻”为特色，师傅通过不同手法反复拉伸，将面团抻成粗细、宽窄不同的面条，这说明力可以改变物体的 ，煮熟的面条洒上汤汁，发出诱人的香味，这是 现象。 解：[1]将面团抻成粗细、宽窄不同的面条。在力的作用下，面团的形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状。 [2]发出诱人的香味，是因为带有香味的分子在空气中不停地做无规则运动，这是扩散现象。 形状 扩散 课堂小结 布置作业 1.基础性作业：教材P12 ①-⑥题 2.拓展性作业： （1）设计实验验证分子间存在斥力，写出实验方案、预期现象和结论（可利用注射器压缩空气等方法）。 （2）查阅资料，撰写200字短文，介绍分子动理论在纳米材料制备中的应用。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$