内容正文:
第2节 分子动理论的初步知识
1.物理观念:能简单地说明物质是由分子、原子等构成的;知道分子之间存在着相互作用力。
2.科学思维:通过识别扩散现象,建立简单的物理模型,并解释有关现象和解决简单的实际问题。
3.科学探究:从生活和自然现象中发现与分子动理论相关的问题,通过实验观察、记录现象、收集证据并对其进行分析、归纳、总结,利用逻辑推理得出相关结论,体验科学探究过程。
4.科学态度与责任:在实验观察和数据分析中,培养实事求是、尊重自然的科学态度和敢于探索的科学精神。
1.教学重点:分子热运动以及分子间的相互作用力。
2.教学难点:用物质的微观特性解释其宏观表现。
星期天,小明在爷爷家的食品柜里发现有一瓶醋泡蛋,蛋壳已经泡没了,只剩一层蛋膜包着鸡蛋,爷爷说这是一种保健食品。调皮的小明趁爷爷不注意,将“软蛋”冲洗干净后放在了清水中。奇怪!“软蛋”竟一点点地长“胖”了。
[提问]这其中的奥妙,你能解释吗?
任务一 物质的构成
教师活动
学生活动
[视频展示]物质的尺度。
[引导提问]一张纸从中间撕开,会变成两个小纸片,然后把纸片不断从中间撕开,纸片不断变小,有没有一个限度?最终会是什么呢?
[小结]
(1)保持物质原来性质不变的最小微粒叫作分子或者原子。
(2)常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子等构成的。
(3)如果把分子看成球形的,一般分子的直径很小,通常以10-10m为单位来量度分子。
[过渡提问]那我们现在知道了无论是醋还是鸡蛋抑或是水都是由分子或原子构成,那为什么鸡蛋会长“胖”呢?
小组之间交流讨论物质的变化情况以及将物质无限度地分下去时可能出现的情景。
[提出猜想]有水进入了鸡蛋。
任务二 分子热运动
教师活动
学生活动
[互动引导]打开一盛有香水的香水瓶,让附近的学生闻一下。
[提问]大家闻到了什么?你是怎么闻到这个味道的?
[播放视频]我们将一个空瓶子,倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开(如图)。抽掉玻璃板。(强调二氧化氮气体密度大于空气密度)
[提问]你观察到了什么?这说明什么?
[小结]说明二氧化氮分子在运动而且不是在重力的作用下运动的。
[追问]将空瓶与装着红棕色二氧化氮气体的瓶子颠倒放置,重做这个实验能否得出相同的结论?
[小结]不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫作扩散。
[过渡提问]气体之间可以发生扩散,那么液体之间和固体之间是否可以发生扩散呢?
[播放视频]硫酸铜溶液扩散实验和铅片与金片的扩散实验。
[提问]在做硫酸铜溶液扩散实验时,如果将水注入硫酸铜溶液下方,会影响实验效果吗?
[演示实验]在两个相同规格的烧杯中装入等量的冷水和热水,用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴红墨水,观察烧杯中的现象。这个现象说明了什么?
[演示实验]用量筒分别量取50mL的酒精和50mL的水,往装有水的量筒中缓慢注入酒精。水与酒精混合后,总体积是100 mL吗?观察实验,你发现了什么?
[提问]为什么相互接触的气体、液体、固体能彼此进入对方?这说明了什么?
[过渡提问]固体、液体的分子都在不停地做无规则运动,且分子间又有间隙,但为什么分子不会飞散开,反而聚合在一起呢?
[互动回答]闻到了香味。
[观察回答]两个瓶子内的气体混合在一起,最后颜色变得均匀。说明有二氧化氮进入上方的瓶子。
[思考交流]颠倒放置时不能得出相同的结论,因为二氧化氮密度大,在重力作用下会向下运动,无法证明分子是运动的。
[回答]液体、固体之间也可以发生扩散现象。
[交流回答]硫酸铜溶液密度大于水的密度,所以若将水注入硫酸铜溶液下方,则实验无法说明是由于分子在不停运动造成的扩散还是在重力的作用下硫酸铜溶液下沉。
[回答]冷水和热水滴入红墨水后最终都会变成浅红色,不过热水全变红耗时更短。扩散的快慢与温度有关。
[回答]混合后的液体总体积小于100mL,说明分子之间存在间隙。
[归纳]
(1)说明了气体、液体、固体在相互接触后,都能彼此进入对方,这种现象叫扩散现象。
(2)扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散得越快。
(3)扩散现象说明了分子都在不停地做无规则运动;分子之间存在间隙。
任务三 分子间的作用力
教师活动
学生活动
[演示实验]将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合起来,在下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开。这是为什么?
[演示实验]拿出准备好的注射器,拧下针头,拉开活塞,用食指堵住针头的一端,用力压活塞,有什么感觉?
[提问]将活塞中的空气换成水,再做一做,有什么感觉?
[小结]分子之间存在相互作用的引力和斥力。
[演示实验]让学生取一根弹簧,感受拉和压时作用于手的力。然后教师拿两个乒乓球,中间放一根弹簧,用这个模型来类比两个连着的分子。
[小结]
(1)分子之间既有引力又有斥力,它们同时存在,同时消失。
(2)不同情况下分子间作用力的特点:若d指“分子间的距离”,r指“分子间的平衡距离”,则有:
①当d=r时,F引=F斥,处于平衡状态。
②当d<r时,F引<F斥,斥力起主要作用。
③当d>r时,F引>F斥,引力起主要作用。
④当d>10r时,分子间作用力十分微弱,可以忽略不计。
[追问]你觉得气体、液体、固体的分子有什么不同呢?分子间的相互作用力大小一样吗?展示物质三态分子模型图,结合演示实验结论进行讨论交流,用表格的形式比较三种物态分子排列的不同特点。
[典例剖析]从分子作用力的角度说一说“破镜重圆”能否真的发生。
[点拨]分子间的作用力与分子间的距离有关,当分子间的距离大到一定程度时,分子间的作用力就变得十分微弱。
[回答]因为铅柱之间存在力的作用。
[回答]感觉一开始推动活塞较轻松,随后阻力持续增大,能明显感到气体对食指有向外的压力,随着活塞推进,压力渐强,推到一定程度后,活塞就很难再被推动了。
[回答]换成水,感觉一开始推活塞就很费力,且几乎推不动。
[交流讨论]当弹簧拉长,分子间的距离增大,作用力表现为引力;当弹簧压缩,分子间的距离缩小,作用力表现为斥力;当弹簧不用力时,引力等于斥力。
[翻阅课本交流讨论完成表格]
物态
微观特性
宏观特性
分子间距离
分子间作用力
有无固定
形状
有无固定
体积
固态
较小
很大
有
有
液态
较大
较大
无
有
气态
很大
很弱
无
无
[分析解答]不能,因为裂隙之间的分子距离太大,分子间作用力十分微弱。
教师活动
学生活动
[任务]现在请大家来解释:“为什么‘软蛋’会长胖?”
[总结]通过本节课我们了解到物质是由分子、原子等构成;构成任何物质的分子都在不停地做无规则运动。
[回答]“软蛋”长“胖”原因:水分子会向“软蛋”内部扩散,随着进入“软蛋”内水分子的增多,“软蛋”就一点点地长“胖”了。
第2节 分子动理论的初步知识
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