第一章 分子动理论（复习课件）物理人教版选择性必修第三册

该高中物理单元复习课件系统梳理了分子动理论的核心内容，涵盖分子组成、热运动、分子作用力三大基本观点，以及油膜法估测分子大小实验、分子速率分布规律、分子动能势能与内能等知识。通过本章思维导图和各节知识清单，将微观量估算、布朗运动分析等知识点逻辑串联，帮助学生构建完整的分子动理论知识网络。 其亮点在于聚焦科学思维与科学探究素养，通过“题型剖析+针对训练”模式，如设计布朗运动与分子热运动对比表格培养模型建构能力，结合油膜法实验步骤与误差分析强化实验探究能力。课堂巩固分层设计，从基础辨析到综合应用，帮助学生深化物理观念，教师可直接用于复习教学，提升复习效率。

第一章 分子动理论 人教版（2019）必修 第二册 单元复习 单元学习目标 掌握分子动理论的三大基本观点，能结合宏观现象解释分子的微观行为。 理解油膜法估测分子大小的实验原理，能独立完成实验操作并准确计算分子直径。 理解分子运动速率的统计分布规律，能分析不同温度下分子速率分布的变化特点。 明确分子动能、分子势能的影响因素，能阐述二者与物体内能的关系。 能运用分子动理论的知识，分析常见热现象的微观本质。 1. 本章思维导图 2. 各节知识清单 3. 题型剖析及针对训练 4. 课堂巩固 5. 课堂总结 学习内容 一、本章思维导图 第一章 分子动理论 本章思维导图 第五章 抛体运动 二、各节知识清单 第一章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本内容 1.物体是由大量分子组成的。 (1)研究对象：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的分子、原子或者离子统称为热学上的 。 (2)分子大小：多数分子直径的数量级为 m。 2.阿伏加德罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有 的粒子数。这个数量可以用阿伏加德罗常数表示。 (2)数值：NA= mol-1。 分子 10-10 6.02×1023 相同 第1节 分子动理论的基本内容 2.阿伏加德罗常数 (3)意义：阿伏加德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的桥梁。 3.两种分子模型 固体和液体 气体 第1节 分子动理论的基本内容 4.计算：宏观量与微观量的关系 物体所含分子数： 气体分子间距离（立方体模型）： 固体或液体分子的直径（球体模型）： 第1节 分子动理论的基本内容 5.分子热运动 定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象。 产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的 产生的。 意义：扩散现象是物质分子 的证据之一。 应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的 ，在纯净半导体材料中掺入其他元素。 无规则运动 永不停息地做无规则运动 扩散 （1）扩散现象 第1节 分子动理论的基本内容 5.分子热运动 （2）布朗运动 ①定义： 的无规则运动。 ②产生原因：布朗运动是由微粒在液体中受到 的撞击引起的。液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。 悬浮微粒 液体分子 第1节 分子动理论的基本内容 5.分子热运动 （2）布朗运动 3.影响因素 (1)微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越 ，撞击作用的 表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越 。 (2)温度的高低：温度越高，布朗运动越 。 4.意义：悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接地反映 运动的无规则性。 少 不平衡性 明显 剧烈 液体分子 第1节 分子动理论的基本内容 6.热运动 （1）定义：分子 运动。 （2）特点：(1)永不停息；(2)运动无规则；(3)温度越 ，分子的热运动越剧烈。 永不停息的无规则 高 7.分子间的作用力 （1）分子间有空隙 ①气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的 。 ②水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子之间存在着 。 ③压在一起的金块和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着 。 空隙 空隙 空隙 第1节 分子动理论的基本内容 7.分子间的作用力 (2)分子间的作用力 当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为 。当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为 。 引力 斥力 第1节 分子动理论的基本内容 7.分子间的作用力 (3)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 ①当r<r0时，分子间的作用力F表现为 力。 ②当r=r0时，分子间的作用力F为 ，这个位置称 为 位置。 ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为 力。 （4）分子间作用力的产生原因：由原子内部 的相互作用引起的。 斥 0 平衡 引 带电粒子 第1节 分子动理论的基本内容 8.分子间作用力的变化规律 分子间距离 f引力与f斥力的关系(填“>”“=”或“<”) 作用力F表现为 r=r0 f引力　　f斥力 F=0 r<r0 f引力　　f斥力 F为　　　，随距离增大，F______ r>r0 f引力　　f斥力 F为　　　，从r=r0开始随距离增大，F　　　 　　　  r≥10r0(气体) 分子引力和斥力都很微弱，分子力可忽略不计 = < 斥力 减小 > 引力 先增大后减小 第1节 分子动理论的基本内容 9.分子动理论 （1）分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子 的宏观表现而建立的理论。 （2）基本内容 ①物体是由 分子组成的； ②分子在做 的 运动； ③分子之间存在着 。 热运动 大量 永不停息 无规则 相互作用力 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验思路 把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成的。 把分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，测出油膜的 ，它就相当于分子的直径，实验中需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的 与它在水面上摊开的 之比，如图所示。 厚度d 体积V 面积S 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 二、实验器材 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉、注射器、烧杯、带坐标方格的玻璃板、彩笔。 三、实验步骤 1.用注射器吸取一定体积(如1 mL)事先配制好的油酸酒精溶液，再均匀地滴入烧杯中，记下滴出的总滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积 V0=。 2.在边长30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上，再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开。 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 3.当油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上。 4.根据画有油酸薄膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，算出油膜的面积S。 5.根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。 6.用公式d=(d为油酸分子直径)，计算得到油酸分子的大小。 三、实验步骤 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 四、数据分析 1.用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度， 即油酸分子的直径d=。 2.除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为 m。 10-10 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 五、注意事项 1.油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差。 2.实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉应均匀撒在水面上。 3.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。 4.待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓。 第3节 分子运动速率分布规律 一、统计规律　气体分子运动的特点 1.随机性与统计规律 (1)必然事件：在一定条件下必然出现的事件。 (2)不可能事件：在一定条件下不可能出现的事件。 (3)随机事件：在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件。 (4)统计规律：大量 的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律。 随机事件 第3节 分子运动速率分布规律 2.气体分子运动的特点 (1)由于气体分子间的距离比较大(大约是分子直径的10倍)，分子间作用力很 。通常认为，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做 ，因而气体会充满它能达到的整个空间。 (2)大量气体分子做无规则热运动，因此分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁改变，分子的运动 。 (3)从统计规律看，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的分子数目几乎 。 弱 匀速直线运动 杂乱无章 相等 一、统计规律　气体分子运动的特点 第3节 分子运动速率分布规律 二、分子运动速率分布图像 1.在一定温度下，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多，两头少”的分布规律。 2.当温度升高时，对某一分子在某一时刻它的速率 增加，但大量分子的平均速率 增加(均选填“一定”或“不一定”)。 不一定 一定 3.当温度升高时，分子运动速率分布曲线的峰值向 的一方移动，且峰值变小，如图所示。 速率大 4.温度越高，分子的热运动越 。 剧烈 第3节 分子运动速率分布规律 三、气体压强的微观解释 1.气体压强的产生原因：大量气体分子连续均匀地撞击器壁的结果。 2.气体压强的大小：器壁 上受到的压力。 3.决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①气体分子的 ：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就 ，气体压强就 。 单位面积 数密度 越多 越大 第3节 分子运动速率分布规律 ②气体分子的 ：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)对器壁的作用力就越 ；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内单位面积器壁受气体分子撞击的次数就越 ，平均作用力就越大，气体压强就越 。 (2)宏观因素 ①与温度有关：体积一定时，温度越 ，气体的压强越大。 ②与体积有关：温度一定时，体积越 ，气体的压强越大。 平均速率 大 多 大 高 小 三、气体压强的微观解释 第4节 分子动能和分子势能 一、分子动能 1.分子动能：由于分子 而具有的能量。 2.分子的平均动能 (1)所有分子热运动动能的 。 (2)决定因素： 是分子平均动能的标志。 3.物体内分子运动的总动能等于分子热运动的平均动能与 的乘积。物体内分子的总动能与物体的 和所含分子总数有关。 不停地做无规则运动 平均值 温度 分子数 温度 第4节 分子动能和分子势能 二、分子势能 1.分子势能：由分子间的 决定的能量。 2.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时，分子力表现为 ，若r增大，需克服引力做功，分子势能 。 (2)当r<r0时，分子力表现为 ，若r减小，需克服斥力做功，分子势能 。 (3)当r=r0时，分子力为零，分子势能 ，即分子间距离等于平衡距离时分子势能 。 相对位置 引力 增加 斥力 增加 最小 最小 第4节 分子动能和分子势能 3.决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关。 (2)微观上：分子势能的大小与分子之间的 有关。 体积 距离 二、分子势能 第4节 分子动能和分子势能 三、物体的内能 1.定义：物体中所有分子的热运动 与 的总和。 2.内能普遍性：组成任何物体的分子都在做无规则的 ，所以任何物体都具有内能。 3.内能的决定因素 (1)宏观上：物体内能的大小由物质的量、 和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响。 (2)微观上：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的_______ 和分子势能三个因素决定。 动能 分子势能 热运动 温度 平均 动能 三、题型剖析及针对训练 第一章 分子动理论 题型一：布朗运动与分子热运动 1、布朗运动 (1)研究对象：悬浮在液体中的小颗粒； (2)运动特点：无规则、永不停息； (3)相关因素：颗粒大小，温度； (4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动． 2、扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象． 产生原因：分子永不停息地做无规则运动． 题型一：布朗运动与分子热运动 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 微小固体颗粒 分子 区别 分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 比分子大得多的微粒（分子集体）的运动，只能在液体中发生 分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 ①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动 3、扩散现象、布朗运动与热运动的比较 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型一：布朗运动与分子热运动 题型二：微观量估算的两种建模方法 (1)把分子看成球形： (2)把分子看成小立方体： 2、宏观量与微观量的相互关系 (1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0. (2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ. (3)相互关系 ①一个分子的质量： ②一个分子的体积： ③物体所含的分子数： 或 1、求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体) 题型二：微观量估算的两种建模方法 题型二：微观量估算的两种建模方法 题型二：微观量估算的两种建模方法 题型二：微观量估算的两种建模方法 题型三：分子动能、分子势能和内能 (1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加． (2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加． (3)当r＝r0时，分子势能最小. 1、分子力、分子势能与分子间距离的关系： 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)． 题型三：分子动能、分子势能和内能 2、内能和机械能的区别 能量 定义 决定 量值 测量 转化 内能 物体内所有分子的动能和势能的总和 由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关 任何物体都具有内能，恒不为零 无法测量．其变化量可由做功和热传递来量度 在一定条件下可相互转化 机械能 物体的动能及重力势能和弹性势能的总和 与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关，和物体内部分子运动情况无关 可以为零 可以测量 题型三：分子动能、分子势能和内能 3、判断分子动能变化的两种方法 （1）利用分子力做功判断 如图所示，仅受分子力作用时，分子动能和势能之和不变，根据Ep变化可判知Ek变化．而Ep变化根据图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆． （2）利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断 仅受分子力作用时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小． 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型三：分子动能、分子势能和内能 题型四：分子运动速率分布规律 由于大量气体分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强。 (1)宏观上：决定于气体的温度和体积。 (2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度 一定温度下， “中间多、两头少” 。 温度越高，速率大的分子比例越多。 题型四：分子运动速率分布规律 题型四：分子运动速率分布规律 题型四：分子运动速率分布规律 题型四：分子运动速率分布规律 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 题型五：用油膜法估测分子的大小 四、课堂巩固 第一章 分子动理论 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 四、课堂巩固 五、课堂总结 第一章 运动的描述 五、课堂总结 1. 理解分子动理论的基本观点，会判断分子热运动的相关现象。 2. 你是否学会了用油膜法估测分子直径的实验原理与操作？ 3. 你是否学会利用分子力与分子间距的关系分析实际问题？ 4. 你是否学会利用温度与内能的关系分析物体内能变化的问题？ $