第十三章第2节分子动理论的初步知识 课件 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十三章 内 能 课时学习目标 3.知道扩散现象，能用分子动理论知识解释扩散现象。 2.能通过宏观现象推测物质的分子都在不停地做热运动；并且知道分子热运动快慢与温度的关系。 1.知道常见的物质是由分子、原子构成的。了解人类探索微观世界的大致历程，了解物质世界的大致尺度 。 4.知道分子间存在相互作用的引力和斥力。 一切物质的分子都不停的做无规则运动。 学习重点 学习难点 分子间存在作用力。 学习重点、难点 导入新课 “墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境。你知道花香是怎么传播到远处的吗? 绽放的梅花 新课学习 古希腊思想家德谟克利特 万物都是由极小的、不可分割的微粒——“原子”组成的，人可以闻到不同的气味是因为这些气味的“原子”飘到了人的鼻子里。 物质是由什么组成的? 新课学习 知识点一 物质的构成 现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子等构成的。 在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以不必区分，都看作分子。 分子是保持物质化学性质的最小微粒。 分子非常小，质量小、体积小。 把分子看成球体，分子的直径只有百亿分之几米，约10-10m(0.1nm)。通常以10-10m为单位来量度分子尺度大小。 1cm3空气中分子数大约有2.7×1019个 现代大型计算机每秒可计算100亿（1010）次，如果人们计数的速度也这么快，一个人要把1 cm3空气中的分子数完，需要多长时间？ 数完需要80年 常见的物质是由大量分子、原子构成的 知识点一 物质的构成 电子显微镜下的铝合金表面原子 分子的体积非常小，用肉眼、光学显微镜都分辨不出它们，用电子隧道扫描显微镜可以帮助我们观察到这些分子、原子。 常见的物质是由大量分子、原子构成的 组成物质的分子并不是紧挨在一起，分子间存在间隙。 电子显微镜下的金原子 【例题1】把分子看成小球，将它们一个挨一个地紧密平铺成一层，组成一个单层分子的正方形，边长为1cm. 这个正方形中约有多少个分子? 【解析】正方形面积S=a2=（1cm）2=1cm2=10-4m2； 分子直径10-10m， 一个分子所占面积S1=d2=（10-10m）2=10-20m2； n = = =1×1016 S S1 1×10﹣4 m2 1×10﹣20 m2 正方形中约有分子个数 知识点一 物质的构成 构成物质的分子是静止的还是运动的?相互之间有没有作用力? 虽然用肉眼不能直接观察到分子，但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成它们的分子的情况。 知识点二 分子热运动 春暖花开，满园飘香。 糖块放入水中，整杯水变甜。 煤炭堆在石灰墙角，石灰墙变黑。 【事例】 推测：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动 转换法 知识点二 分子热运动 气体的扩散 将一个空玻璃瓶子倒扣在一个装着棕色二氧化氮气体的瓶子上面，中间用玻璃板隔开。 已知二氧化氮的密度大于空气的密度，当抽去玻璃板后，会看到什么现象？ 说明下方的二氧化氮分子运动到空气瓶中. 现象:两瓶中的气体混合在一起，最后颜色变得均匀。 二、分子热运动 不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。 气体的分子在不停地做无规则运动，气体分子间存在间隙。 知识点二 分子热运动 气体的扩散现象 闻到香水味 桂花飘香 炒菜时闻到菜味 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？ 知识点二 分子热运动 知识点二 分子热运动 液体的扩散 在量筒里装一半清水，用细管在水的下面注入蓝色的硫酸铜溶液（开始时，因为硫酸铜溶液的密度比水的大，会沉在下部）。 液体扩散实验 界面清晰 界面变得模糊不清 水和硫酸铜溶液混合在一起，最后颜色变得均匀 扩散现象 实验表明：液体可以发生扩散 液体的分子在不停地做无规则运动，液体分子间存在间隙。 知识点二 分子热运动 知识点二 分子热运动 液体间扩散的例子 被污水污染的河流 调酒师调酒 酱油与醋混合为调料 固体的扩散 实验表明： 固体之间可以发生扩散 固体的分子在不停地做无规则运动，固体分子间存在间隙。 知识点二 分子热运动 课堂导入 固体间扩散的例子 是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。该过程固体发生了扩散。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。 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。 渗碳 知识点二 分子热运动 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 分子用肉眼是分辨不出来的，尘土、雪花都是由大量分子构成的微小物体，它们的运动是机械运动，并不是分子的运动，也不是扩散现象。 知识点二 分子热运动 扩散现象表明 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 分子间存在间隙 知识点二 分子热运动 【例题2】扩散现象跟人们的生活密切相关。它有时有用，如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中的，它有时又有害，如人造木板黏结剂中的甲醛扩散到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。 【解答】 扩散对人们有用的实例： ①在室内喷洒空气清新剂净化空气； ②花香四溢； ③酒香不怕巷子深等。 扩散对人们有害的实例： ① 在公共场所吸烟； ②煤气泄漏； ③ 臭气熏天等。 知识点二 分子热运动 墨水扩散快慢与温度的关系 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。 温度低，扩散慢，分子运动慢； 温度高，扩散快，分子运动快。 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动 影响物质扩散快慢、分子运动快慢的因素 温度 知识点二 分子热运动 扩散现象等大量事实表明： 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 大量分子的无规则的运动叫作分子的热运动。 分子运动越剧烈，物体的温度越高。 【例题3】(2025年四川自贡中考题）以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是【 】 A.菡萏香清画舸浮 B.满架蔷薇一院香 C.一行白鹭上青天 D.醒茶摇香叶初醒 【解析】“一行白鹭上青天”描述的是白鹭相对地面所做的机械运动，不涉及组成物质的分子的热运动。 菡萏香清、蔷薇一院香、醒茶摇香等都是物质扩散现象，都是由于分子不停地做无规则运动引起的。 知识点二 分子热运动 C 【例题4】两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向其中放入同样的糖块，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？ 【解答】热水杯中的水更甜。 热水温度高，分子热运动剧烈，糖块在水中溶解（扩散）快 。 知识点二 分子热运动 既然分子在不停地运动，那么为什么固体和液体中的分子通常不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢? 铅柱间的作用力 将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，在下面吊一个重物，观察现象。 两铅柱底面削平 现象：两个铅柱会结合起来，在下面吊一个重物都不能把它们拉开。 两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为两个铅柱的分子之间存在引力。 实验表明：分子之间存在引力 在铅柱下面吊起一个重物 知识点三 分子间的作用力 三、分子间的作用力 【例题5】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），读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板（如图所示）。弹簧测力计的示数有什么变化？解释产生这个现象的原因。 【解答】弹簧测力计的示数变大。 这是因为玻璃板与水的接触面之间存在分子引力作用，从而使弹簧测力计受到向下的拉力增大。 从微观角度分析：玻璃板下表面上的玻璃分子受到水面上的水分子的吸引力； 从宏观角度分析：玻璃板受到水对它向下的吸引力。 知识点三 分子间的作用力 知识点三 分子间的作用力 从扩散现象还可以看出，物体的分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存在间隙。既然如此，那么为什么压缩固体和液体很困难，气体压缩到一定程度也很难再被压缩呢?这是因为分子之间除了存在引力外，还存在斥力。 在注射器的针筒内加入一些水（或空气），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：用力压缩时，活塞内的水会对活塞产生很大的“抵抗”力。 原因：分子间存在斥力。 分子之间即有引力又有斥力，引力和斥力同时存在。 知识点三 分子间的作用力 知识点三 分子间的作用力 【例题6】在图甲中的注射器里封有空气， 图乙中的注射器里封有相同体积的水。用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说说为什么。 【解答】用手推动活塞可以压缩空气,说明分子之间存在间隙;很难压缩水,说明分子间存在斥力。 固体分子间距 当固体被压缩时，分子间的距离变小，分子间的斥力大于引力，作用力（斥力和引力的合力）表现为斥力； 当固体被拉伸时，分子间的距离变大，分子间的斥力小于引力，作用力（斥力和引力的合力）表现为引力； 当固体即没有被压缩，也没有被拉伸时，分子间的距离等于分子直径（10-10m），分子间的斥力等于引力，（斥力和引力的合力为零）对外表现为没有相互作用力。 固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的形状和体积，不能流动。 知识点三 分子间的作用力 r=r0时，引力 等于 斥力（r0=10-10m） r>r0时， 引力大于 斥力 r<r0 时， 引力小于 斥力 r>10r0 时， 作用力很小，可认为没有力作用 f f ' 当r>r0时，分子间作用力表现为引力。 f f ' 当r<r0时，分子间作用力表现为斥力。 r > 10r0 当r>10r0时，分子间作用力很小，可忽略不计。 r0 f1 f1' f2 f2' f1和f1'为分子间引力， f2和f2'为分子间斥力。当分子间距离为r0时，分子受到的引力和斥力相互平衡。 f1'(引力） f2'（斥力） f1' f2' f1'（引力） f2'（斥力） 知识点三 分子间的作用力 气体分子间距 当分子间距离很大（r >10r0 ）时，作用力很微弱，可以忽略。 气体分子间的距离很大，彼此之间几乎没有作用力，因此，气体具有流动性，容易被压缩，没有固定的形状和体积。 知识点三 分子间的作用力 为什么破镜不能重圆？ 因为破镜断面处分子间的距离远大于分子之间的平衡距离（r>10r0)，分子间相互作用的引力很小，所以不能把破碎的镜子重新结合在一起。  解释生活中的现象 解析 知识点三 分子间的作用力 液体分子间距 通常液体分子间的距离比气体的小，比固体的大； 液体分子间的作用力比固体的小，分子没有固定的位置，运动比较自由。 液体不容易被压缩，具有一定体积，没有确定的形状，具有流动性。 知识点三 分子间的作用力 固体、液体和气体分子的排列及作用力情况对比 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。 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。 固态模型 液态模型 气态模型 知识点三 分子间的作用力 固体分子间距 液体分子间距 气体分子间距 分子间距离(r)决定了分子间的作用力(f)，从而决定了固体、液体和气体的宏观性质。微观结构决定宏观性质。 知识点三 分子间的作用力 通过以上分析及相关研究发现： 常见的物质是由大量分子构成的， 物质内的分子在不停地做热运动， 分子之间存在引力和斥力。 这就是人们用来解释热现象的分子动理论的初步知识。 【例题7】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 有 有 无 有 无 无 很小 知识点三 分子间的作用力 课时知识总结 分子热运动 分子运动越剧烈，物体的温度越高。 不同物质互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散； 分子热运动 分子间的作用力:分子之间既有引力又有斥力 物质的构成: 物质是由大量的分子、原子构成的； 通常以10-10m为单位来量度分子。 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动（热运动）； C 课堂练习 1.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是【 】 A．秋天树叶纷纷落下 B．沸腾时水中气泡的运动 C．端午节闻到煮粽子的香味 D．扫地时看见灰尘在空中飞舞 【解析】A.秋天树叶纷纷落下，是物体的机械运动，树叶是由大量分子组成的物体，树叶纷纷落下不是分子的无规则运动； B.沸腾时水中气泡的运动是物体的机械运动，不是分子的无规则运动； C.闻到煮粽子的香味是分子在空气中做无规则运动所致，属于扩散现象，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动； D.扫地时看见灰尘在空中飞舞，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动。 课堂练习 2.如图所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数。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　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是 　          　　          　。 【解析】因为玻璃和水面接触，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的示数（测力计对玻璃板的拉力）将变大。 变大 分子间存在引力 3.打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是________现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分子的运动越 _________（选填“剧烈”或“缓慢”）。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在________（选填“引力”或“斥力”）。 【解析】打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是分子在不停地做无规则运动，即扩散现象；温度越高，分子运动越剧烈；分子间存在相互作用的引力，在分子间引力作用下，捆扎药包的细绳很难被拉断。 课堂练习 扩散 剧烈 引力 课堂练习 【解析】挤出两个正对的吸盘内的空气后很难拉开，是因为吸盘受到大气压力的作用，该实验可说明大气压的存在； 用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，是因为分子间存在着斥力。 4.亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气，很难拉开它们，可体验到 __________ 的存在。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在 。 大气压 斥力 练习与应用： 1、2、3、4、5、6题 布置作业 $$