1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 培优教学课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，通过估算绿豆直径的三种方法（排一行测总长、测总体积求体积再算直径、单层面积与总体积求直径）导入，搭建宏观测量到微观估测的学习支架，衔接分子动理论中分子大小的探究。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（单分子油膜、球形分子假设）为核心，结合科学探究的实验操作（油酸稀释、油膜制备、面积测量）与误差分析（浓度变化、油膜形状等），并融入实验视频辅助理解。练习与应用通过选择、计算等题目巩固原理，帮助学生建立微观物理观念，教师可依托清晰的重难点和步骤指导提升教学效率。

2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 第一章 分子动理论 人教版选择性必修第三册 导入新课 思考 如何估算绿豆的直径呢？ 方法一：将绿豆排成一行，测出总长，根据总长和绿豆个数得到绿豆直径 L 导入新课 方法二：测出多个绿豆的总体积，根据总体积和绿豆的个数，得到单个绿豆的体积再根据球体的体积公式求直径。 方法三：量出单层绿豆铺开的面积，测出单层绿豆的总体积，根据总体积和面积，得到绿豆直径。 L1 L2 学习目标 物理观念 掌握油膜法估测分子大小的实验原理以及数据处理的思路和方法。 科学思维 通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。 科学探究 通过对测量的数据进行综合分析和计算，得出油酸的分子直径，加强分析综合、推理论证等思维方法。 科学态度 与责任 联系生活中 “宏观测微观” 的科学应用，体会微观理论对宏观实验的指导价值。 重点难点 重点 1.油膜法估测分子大小的实验原理； 2.实验操作的核心步骤（油酸稀释、油膜制备、面积测量）。 难点 1.单分子层油膜模型的合理性分析； 2.实验误差的来源与减小方法。 1. 实验原理 2. 数据处理 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验原理 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验原理 （1）把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 （2）油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子 看成球形 （3）计算原理： 水 油酸分子 d 1.实验思路 实验中，我们需要将油酸在酒精中稀释后在滴入水中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 分子是球形的 单分子油膜 分子间没有空隙 三个假设 一、实验原理 2.求纯油酸的体积的测量 （1）油酸酒精溶液的体积浓度比： （2）一滴油酸酒精溶液的平均体积：　　　 （3）一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积： X% = ×100％ = V0= × X% 一、实验原理 3.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S (1)在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上 (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜 (3)待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状 假设每个格子边长是a，如果数得n个格子： （不足半格的舍去，多于半格的算一个） s=na2 一、实验原理 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、带有坐标方格的玻璃板、彩笔。 实验器材 一、实验原理 实验视频 一、实验原理 2.在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，那么，有哪些地方做了理想化处理？ 水面上单分子油膜的示意图 油酸分子 (1)把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层； (2)把分子看成球形； (3)油酸分子一个紧挨一个整齐排列。 例1.1.实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？ 用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜，同时酒精易挥发，不影响测量结果。 二、数据处理 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 二、数据处理 1.测量数据 实验结果：除了一些有机物大分子,多数分子大小的数量级为10-10m。 水 油酸分子 d d-----单分子油酸的直径 V-----一滴油酸的体积 S-----一滴油酸的面积 二、数据处理 1.油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。 2.利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。 3.油滴的体积过大，同时水面的面积过小，不能形成单分子油膜。 4.描绘油膜形状的画线误差。 5.利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。 2.误差分析 格子数数多了 滴数数少了 偏大 6. 二、数据处理 3.注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致。 (2)油酸酒精溶液配置好后不要久置，以免浓度改变，给实验带来较大的误差。 (3)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画轮廓。扩散后又收缩有两个原因： ①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。 (4)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。 (5)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。 (6)爽身粉不宜撇得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于1/1000为宜。 二、数据处理 例2.关于实验“用油膜法估测油酸分子的大小”，下列说法正确的是（     ） A．水面痱子粉撒得越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小 B．配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精，会使实验结果偏小 C．在数一定量油酸溶液的滴数时，如果少数滴数，会使实验结果偏小 D．计算油膜面积时将所有不完整的方格当做完整方格计入，会使实验结果偏小 D 三、课堂总结 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 实验：用油膜法估算油酸分子的大小 一、实验思路 二、实验器材 三、实验步骤 四、数据分析 五、误差分析及注意事项 实验原理： 多数分子大小的数量级为10－10 m 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、带有坐标方格的玻璃板、彩笔 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 三、课堂总结 四、练习与应用 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 四、练习与应用 1.（多选）"用油膜法估测分子的大小"实验的科学依据是（ ） A.将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙 C.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形 ABD 四、练习与应用 2.如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的是（　　） A．立刻用刻度尺去量油膜的面积 B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积 C．立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积 D 四、练习与应用 3.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微镜法。 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度， 再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水 浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳 定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图 所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算 出油膜的面积是　　　　　　 cm2(保留2位有效数字)，由此 估算出油酸分子的直径是　　　　　 m(保留1位有效数字)。 2.6×102 8×10-10 四、练习与应用 4.将1cm3油酸溶于酒精中，制成200cm3油酸酒精溶液。已知1cm3溶液中有50滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.2m2，由此估测油酸分子的直径为( ) A. 2×10-10 m B. 5×10-10 m C. 2×10-9 m D. 5×10-9 m B 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $