1 分子动理论 （表格式教学设计）物理教科版2024 九年级上册

1.1 分子动理论（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 1.1 分子动理论 教学 目标 物理观念 了解分子动理论的内容，理解扩散现象的本质，明确分子间的相互作用力特点。 科学思维 根据分子动理论知识，用微观解释宏观现象，运用控制变量法分析问题。 科学探究 通过扩散等实验观察现象，设计实验验证分子特性及分子间作用力关系。 科学态度 与责任 通过设计实验、进行实验，体会控制变量法在科学探究中的应用，激发探究兴趣，用物理原理解释生活现象。。 教材 分析 本节是九年级物理开篇章节，从宏观热现象转向微观粒子行为，为后续内能、比热容等概念奠定理论基础。教材通过生活现象（如扩散、气味传播）引入分子运动，体现"从生活走向物理"的理念，引导学生思考，认知规律。 内容围绕分子动理论的三大要点展开系统建构：一是物质由大量分子/原子构成，二是分子永不停息地做无规则运动（通过红墨水扩散等实验验证），三是分子间同时存在引力和斥力（借助铅柱粘合实验等直观展示）。在教学过程中，需要重点把握"观察现象→提出假说→实验验证→理论应用"的科学探究逻辑，其中分子无规则运动的实验论证和分子间作用力的动态平衡理解既是教学重点也是难点。针对初中生的认知特点，建议采用类比法和数字化模拟手段（如PhET仿真动画）化解微观尺度下的想象困难，通过设计对比实验培养科学探究能力。在概念建构环节可采取"现象→问题→猜想→论证"四步教学法，例如通过分析"破镜不能重圆"的微观机理，引导学生建立宏观现象与微观理论之间的本质联系，最终实现从感性认识到理性思维的升华。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已掌握物质三态变化基础，初步认识物质组成，但分子运动的微观理解不深，需通过实验建立系统认知。 2. 思维能力分析：具备实验观察能力，能定性分析现象，但分子无规则运动、相互作用力等抽象概念需借助模拟动画等直观手段辅助理解。 3. 学习兴趣与态度分析：对微观现象兴趣浓厚，实验探究能有效激发学习动机，但部分学生对抽象模型（如分子作用力的平衡位置）的理解存在困难，可能因无法直接观察而产生认知冲突，需通过生活实例和分层练习突破认知难点。 教学重点 1. 物质的组成；2. 分子的无规则运动（扩散现象）；3.分子间的相互作用。 教学难点 分子间作用力的理解与应用。 教学 器材 量筒2个、烧杯2个、水、酒精、天平、玻璃板、注射器、铅块、钩码、广口瓶、二氧化氮气体、多媒体课件等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 （1）一杯水平均分成两份，再分为四份、八份，是否能够无限分下去? （2）在户外玩耍时，经常可以闻到各种各样的气味，这些味道是怎么传播到我们的鼻子中从而被闻到的? 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、物质的构成 1. 分子、原子 春秋战国时期，墨子提出物体不断分割到最小的一点，称为“端”。 古希腊学者德谟克利特认为“物质是由很多很小的微粒构成的”。 19世纪，科学家已确定，常见的物质由大量的分子、原子构成。分子有不同的种类，分子的种类不同，分子的性质就不同。 分子的直径很小，一般只有10-10m，相当于0.1nm，人的肉眼无法直接观测。通过隧道扫描显微镜，不仅可以清晰地看到物质的分子，还能看到分子的更微小结构。 【播放视频】——《隧道扫描显微镜下物质表面的分子结构》 2. 探究实验——分子间存在间隙 【提问】物质由分子组成，那组成物质的分子间是紧密挨在一起还是存在间隙？ 【设计并进行实验】 （1）用量筒准确量取100mL染红的水，倒入烧杯中。 （2）用量筒准确量取100mL酒精，倒入另一个烧杯中。 （3）将酒精缓慢倒入盛有水的烧杯中，用玻璃棒轻轻搅拌至混合均匀。 （4）将混合后的液体全部倒入量筒中，静置1分钟，观察并记录总体积V总。 （5）实验记录表格。 液体 体积v/ml 混合后的理论体积v/ml 混合后的实际体积v/ml 水 100 200 190 酒精 100 【分析与论证】 （1）实验发现：混合后液体的实际总体积（约190mL）小于理论总体积（200mL），说明分子间存在间隙，水和酒精分子相互进入对方的间隙中，导致总体积减小。 （2）换用其他液体（如酒精和煤油）重复实验，会得到类似结果，表明分子间存在间隙是普遍现象。 【实验结论】 组成物质的分子间存在间隙。 【例题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 。 【答案】 水 小于 间隙 知道物质由分子、原子组成， 并了解分子直径的大小，知道分子不能通过肉眼直接观测。 设计实验，明确实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。 观看演示实验并收集数据。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论： 组成物质的分子间存在间隙。 做例题1，熟悉分子间存在间隙的规律及应用。 学习新课 二、分子的运动 【思考】组成物质的分子是静止的还是运动的?肉眼不能直接看到分子的，我们能不能通过某些宏观的现象来推断分子的情况? 1. 气体的扩散 【演示实验】在装有二氧化氮气体（红棕色，密度比空气大）的瓶子上面，倒扣一个装满空气的瓶子，使两个瓶口对齐，中间用玻璃板隔开。抽掉玻璃板后，会发生什么情况? 【实验现象】上方的瓶子内慢慢由无色到有色。 【实验结论】下方密度更大的二氧化氮气体运动到上面的瓶子中。 认识扩散： ①扩散的定义：由于分子运动，不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象就做扩散。 ②列举气体扩散的实例：闻到花香、饭菜香味等都是气体分子的扩散，强调分子的大小，所有肉眼可见的运动不算扩散。 2. 液体的扩散 【讲解实验】水和硫酸铜溶液的扩散。 【实验与现象】将一个细长玻璃管底部注入蓝色硫酸铜溶液（密度大于水的密度），上部缓慢注入清水（避免混合），形成清晰分层，静置观察，几天后，蓝色硫酸铜溶液与清水的分层界面逐渐模糊，蓝色缓慢向上扩散，最终整管溶液呈均匀的淡蓝色。 【实验结论】密度更大的硫酸铜溶液能够与清水混合，说明液体间能够发生扩散现象。 列举液体扩散的实例：将一滴墨水轻轻滴入静止的清水中，一段时间后整杯水会均匀变色，将白糖放入水中，糖粒逐渐消失，水变甜，工厂排放的污水污染河流等。 3. 固体的扩散 【讲解历史实验】将表面打磨光滑的金板和铅板紧密压合在一起（接触面完全贴合），用夹具固定后静置，数年后，金板和铅板的接触面处出现明显的相互渗透现象：铅中渗入金原子，金中渗入铅原子，形成一层均匀的合金层，且扩散深度随时间延长而增加（如放置5年后，扩散深度可达约1mm）。 【实验结论】固体间可以发生扩散。 列举固体扩散的实例：将煤炭堆放在墙角一段时间后，墙壁内部也会变黑，煤炭的分子发生了扩散。 【总结扩散规律】 ①气体、液体和固体中都会发生扩散现象。 ②一般情况下，气体扩散最快，固体扩散最慢。 ③扩散现象说明一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，组成物质的分子间存在间隙。 【例题2】如图所示的装置，当抽去玻璃板后，无色的空气瓶中会出现红棕色的现象。 (1)实验表明气体分子在做 运动及分子间存在着 ； (2)小峰在整理器材时发现，实验桌上有灰尘，这 （选填“是”或“不是”）由分子的运动引起的。 【答案】 (1) 无规则 间隙 (2)不是 思考问题，引出扩散的概念。 演示气体扩散实验，引导学生思考，理解气体分子运动规律。 通过讲解实验和播放视频，了解液体和固体分子也可以扩散。明确分子运动本质，一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动。 完成例题2，分析并交流扩散现象的有关知识，并应用解释生活中的相关现象。 学习新课 三、分子间的作用力 1. 分子间存在引力 【提问】组成物质的分子在永不停息地做无规则运动，那为什么固体和液体有着固定的体积，组成它们的分子为什么不会散开？ 【演示实验】取两块表面打磨光滑的铅块，将接触面擦拭干净后紧紧贴合，用手向中间挤压，观察铅块是否会粘在一起？在下方铅块挂钩处悬挂一个重物会发生什么现象？这个现象说明什么？ 【实验现象】铅块会紧紧结合在一起，即使在下面吊一个重物也不能将它们分开。 【实验结论】分子间存在引力。 证明分子间存在引力的实例：用弹簧测力计竖直提升玻璃板，当玻璃板将要离开水面时，弹簧测力计示数会变大。滴在桌子上靠近的两滴墨水会自行合并到一起等。 2. 分子间存在斥力 【提问】既然分子间存在引力，那么为什么组成物质的分子不会紧紧靠在一起，而是分子间存在间隙？ 【演示实验】取一支10mL注射器，拔掉针头后吸入5mL水，用手指堵住针孔，用力向里推活塞，观察能否将水压缩？将注射器中的水换成空气，重复实验。 【实验现象】用力压缩水时，活塞极难被推动，有力在抗拒分子靠近。压缩空气时，活塞一开始可以轻松被推动，气体体积越小越难推动。 【实验结论】分子间存在斥力。 证明分子间存在斥力的实例：固体和液体难以被压缩。 3. 分子间同时存在引力和斥力 【提问】分子间既有引力又有斥力，这是不是相互矛盾？分子间的引力和斥力具有什么规律？ 【结论】分子间的引力和斥力是同时存在的，类似于弹簧，当弹簧处于原长时，引力和斥力相等，合力为零；当弹簧被压缩（分子间距离减小）时，表现为斥力；当弹簧被拉长（分子间距离增大）时，表现为引力。 【补充说明】分子间引力和斥力总是同时存在的，随着分子间距离的变化而变化。分子距离减小时，引力和斥力会同时增大，但斥力增加得更多，斥力大于引力，故表现为斥力；当分子距离增大时，引力和斥力会同时减小，但引力减小得较少，引力大于斥力，故表现为引力；但如果分子分子距离太大的话，引力和斥力几乎都等于零，分子间作用力可忽略不计，比如“破镜难圆”就是因为分子间距离太大，超出了分子间表现为引力的范围。 【例题3】如图甲所示，清晨，绿叶上的小水珠互相靠近时会自动汇聚在一起变成一颗大水珠，这说明水分子间存在 ；晓君同学先让注射器吸入适量的水，推动活塞排除筒内空气后，用手指堵住注射器嘴，再用力推活塞，如图乙所示，结果发现筒内水的体积几乎不改变，这一现象表明分子之间存在着相互作用的 。 【答案】 引力 斥力 4. 物质三种常见状态的分子模型 【讲解】 ①固体分子的微观特征与宏观表现：固体分子间距比较小，分子间作用力很大，分子只能在各自的平衡位置附近振动，固体有固定的形状和体积； ②液体分子的微观特征与宏观表现：液体分子间距比固体大，分子间作用力相对小一些，分子的活动范围变大，液体具有流动性，有固定的体积但没有固定的形状： ③气体分子的微观特征与宏观表现：气体分子间距非常大，分子间作用力几乎为零，气体分子可以在空间中到处移动，气体具有流动性，既没固定的形状也没固定的体积。 【例题4】某物质在三种物态下的分子模型如图，最难被压缩的是 图中所示状态，此时分子距离较小，分子间的作用力表现为 力；丙图所示状态中分子相距较远，彼此之间作用力几乎为 ，因此具有流动性。 【答案】 乙 斥 零 提问引导学生思考分子间作用力的规律。 演示实验，归纳分子间存在引力。 列举分子间存在引力的实例。 演示实验，归纳分子间存在斥力。 列举分子间存在引力的实例。 明确分子间引力和斥力是同时存在的，掌握它们之间的大小及表现规律。 完成例题3，强化分子间作用力的认识。 结合分子动理论知识，掌握物质三态下的分子模型。 完成例题4，加深物质三态下分子模型的认识。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．同学们在劳动课上制作蛋糕，教室内弥漫着蛋糕的香气，下列现象的原理与其相同的是（　　） A．腊山河边炊烟袅袅 B．济西湿地荷花飘香 C．园博园里枫叶飘落 D．齐鲁大道杨絮飞舞 【答案】B 【详解】劳动课上同学们正在制作蛋糕，教室内弥漫着蛋糕的香气，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 ACD．腊山河边炊烟袅袅、齐鲁大道杨絮飞舞、园博园里枫叶飘落都用眼睛能直接看到，它们不是分子运动，是机械运动，故ACD不符合题意； B．济西湿地荷花飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B符合题意。 故选B。 2．分子很小，看不见摸不着，但我们可以通过一些现象来认识分子，对于分子的认识，下列说法正确的是（    ） A．破镜很难重圆，说明分子间有斥力 B．固体很难被压缩，说明固体分子间无空隙 C．闻到远处的花香，说明分子在不停地做无规则运动 D．塑料吸盘能“吸”在墙壁上，说明分子间存在吸引力 【答案】C 【详解】A．破镜很难重圆，是宏观现象，破碎的镜子的碎片之间的间距已经非常大，超过了分子力作用范围，所以不能直接说明分子之间有斥力，故A错误； B．固体很难被压缩，说明固体分子间存在相互作用的斥力，故B错误； C．闻到远处的花香，说明花的芳香分子扩散到空气中，扩散表明分子在不停地做无规则运动，故C正确； D．塑料吸盘能“吸”在墙壁上，是因为排出了吸盘与墙之间的空气，大气压将吸盘压在了墙上，是大气压作用结果，故D错误。 故选C。 3．如图所示的甲、乙、丙三幅图中，能形象地描述气态物质分子排列方式的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．乙和丙 【答案】C 【详解】甲中同学之间的距离很小，约束力很大，每个同学的位置固定，和固态分子的特点相似；乙中同学间的距离略大，约束力较小，每个同学的位置不固定，和液态分子的特点相似；丙中同学间的距离很大，约束力几乎没有，每个同学的位置极度散乱，和气态分子特点相似，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图所示，将装着红棕色二氧化氮气体的瓶子和一个空瓶子倒扣在一起，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开（二氧化氮的密度大于空气的密度）。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是 （填“A”或“B”）瓶。抽掉玻璃板，几分钟后两个瓶子的颜色变得均匀了，这一现象说明 。 【答案】 B 构成物质的分子都在不停地做无规则运动 【详解】[1]二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把密度大的二氧化氮放在下方B瓶中。 [2]抽掉玻璃板，几分钟后两个瓶子的颜色变得均匀了，这一现象说明空气分子与二氧化氮分子相互扩散，说明构成物质的分子都在不停地做无规则运动。 5．如图所示，两铅块压紧后粘在了一起，说明两铅块的分子之间存在 。若在下方铅块的 挂钩上挂上钩码，两铅块未被拉开，与没挂铅块时相比，此时两铅块接触面分子间的作用力 （选填“变大” “变小”或“不变”）。 【答案】 引力 变大 【详解】[1][2]分子之间存在引力和斥力，两铅块压紧后粘在了一起，说明两铅块的分子之间存在引力。 在下方铅块的挂钩上挂上钩码后，两铅块未被拉开，此时两铅块接触面分子间的作用力与之前相比，由于外力的增加，需要更大的引力来抵抗外力，因此可以推断此时的分子间作用力变大。 6．如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验： 图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了； 图b：玻璃板的下表面接触水面，发现弹簧测力计示数___________玻璃板的重力； 图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积； 图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来； 图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 (1)题目中，图b后横线处应填：弹簧测力计示数 （选填“大于”、“小于”、“等于”） 玻璃板的重力； (2)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在 ； (3)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在 力。 【答案】(1)大于 (2) d 不停地做无规则运动 (3) e 引 【详解】（1）图b：玻璃板的下表面接触水面，由于分子间存在引力，此时玻璃板受到竖直向下的重力、引力与竖直向上的弹簧测力计拉力的作用处于平衡状态，弹簧测力计示数等于重力与引力大小之和，则弹簧测力计示数大于玻璃板的重力。 （2）[1][2]图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在不停地做无规则运动；图a中几天后，两种液体混合均匀，是因为浓硫酸铜溶液与清水分子相互扩散，两者的分子均不停地做无规则运动；将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来，说明红墨水扩散到水分子中，说明分子不停地做无规则运动。 （3）[1][2]图b和图e两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在引力；图b中玻璃板的下表面接触水面时，由于分子引力的作用，测力计的示数变大；图e中铅块在重物的作用下，也没有分开，说明分子间存在引力。 板 书 设 计 第1节 分子动理论 一、常见的物质由大量分子组成，分子的直径很小，大约10-10m。 二、分子的运动 ①扩散现象：不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。 ②固体、液体和气体分子都可以扩散。 ③组成物质的分子在永不停息地做无规则运动。 二、分子间同时存在引力和斥力 课 堂 小 结 1.1 分子动理论 作 业 1. 完成课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$