1.1分子动理论的基本内容 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求……（这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。 ——王竹溪 完成一个小目标，需要一个大智慧！ 授课教师：李长青 学习目标 1.1 分子动理论的基本内容 物理观念 认识物体是由大量分子组成的 科学思维 知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因 科学探究 知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间的作用力与分子间距离的关系。 科学态度 与责任 激发探索物质微观结构与热现象规律的兴趣，培养严谨的科学探究态度。 2 我们用电子显微镜把一滴小水滴放大，观察水分子的样子， 思考：可以用怎样的模型来描述分子的形状呢？ 情景引入 活动：略读 阅读时长：6分钟 | 任务：回答你对以下概念的基本理解（语言自由组织） 01. 热学中的分子 02. 扩散现象 03. 布朗运动 04. 分子热运动 05. 分子间的作用力 06. 分子动理论 微观 宏观 NA 桥梁 宏观量 微观量 宏观量 微观量 学习任务一：物体是由大量分子构成 物理中分子：组成物质的原子、离子或分子。 1.什么是分子？ 2.阿伏伽德罗常数NA NA=6.02×1023/mol 数值、单位 反映物体是由大量分子构成 3.估算微观量 --球体模型 ⑴建立分子模型 可看作一个紧挨着一个的球体分子排列而成的；忽略分子间空隙。 物态：固体和液体 分子直径 ---立方体模型 气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平均每个分子占有的活动空间， 忽略气体分子的大小。 物态：气体 气体 固体 液体 阿伏加德罗常数： 桥梁、纽带NA=6.02×1023mol-1 学习任务评价一 【例1】 已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)。 下列判断正确的是 ( ） ACD A．1kg铜所含的原子数为 B．1m 3 铜所含的原子数为 C．1个铜原子的质量为 D．1个铜原子的体积为 分子数量： 变式练习：水的分子量18，水的密度为103kg/m3，阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/mol，则： 1、水的摩尔质量Mmol= ； 2、水的摩尔体积Vmol= ； 3、1个水分子的质量m0= ； 4、1个水分子的体积V0= ； 5、10g水中含有的分子数目N= ； Mmol/NA=2.99×10-26kg 18g/mol Mmol/ρ=18g/cm3 NA(m/Mmol)=3.344×1021 Vmol/NA =2.99×10-23cm3 学习任务二：分子热运动 1.扩散现象： 酱油的色素分子扩散到蛋清中 不同物质进入对方的现象 思考：初中已经知道分子做永不停息地无规则运动，有哪些证据支持这种观点？ 演示：气体的扩散 ⑴对象： ⑷扩散现象的意义： ⑵原因： ⑶影响因素： 温度越高，扩散现象越显著。 总结： 分子做永不停息的无规则运动的直接证明。 由于物质的分子无规则运动引起的 分子本身 2.布朗运动 改变悬浊液的温度，重复实验。 演示：用显微镜观察碳粒的运动 布朗 图中折线是微粒的运动轨迹吗？ 这些折线反映了微粒的运动具有什么特点？ 悬浮在液体中的微小颗粒永不停息地无规则运动，称为布朗运动。 一颗微粒每隔3秒位置的连线图 ⑴现象分析： 课本图1.1- 4三个颗微粒每隔30秒位置的连线图 布朗运动是分子的运动吗？ 显微镜下看到的微粒 ⑵布朗运动的产生： 液体分子沿各个方向对微粒的撞击 颗粒足够小时，各个方向液体分子对颗粒撞击不平衡。 模拟：液体分子对微粒的撞击 ⑶布朗运动明显程度的影响因素 颗粒小 温度高 瞬间与微粒撞击的分子数越少 撞击作用的的不平衡性越明显 液体分子运动越激烈 布朗运动越明显 对布朗微粒撞击频率和强度越高 综上所述：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显 ⑷布朗运动意义 液体分子永不停息地做无规则运动的间接证明。 思考：将小炭粒悬浮在气体中有同样的实验结果? 思考：大气中的灰尘飞舞是布朗运动吗？ 思考：大气中的沙尘暴是布朗运动吗？ 气体对流。 有。 不是。 高温下的布朗运动 布朗运动与扩散现象的区别与联系 布朗运动 扩散现象 区别 固体颗粒足够小，悬浮在气体或液体中. 两种不同物质相互接触，彼此进入对方. 温度高低，颗粒大小. 温度高低，物质的密度差，溶液的浓度差. 是液体或气体分子无规则运动的反映. 是物质分子的无规则运动. 联系 它们都(间接或直接)证明了分子在永不停息地做无规则运动 扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动。 温度是分子热运动剧烈程度的标志。 分子的永不停息的无规则运动叫做热运动。 ⑵特点 温度越高，热运动越激烈 永不停息 无规则 建立概念：热运动 ⑴热运动 ⑶分子热运动剧烈程度与温度的关系： 布朗运动 热运动 扩散现象 宏观体现 微观本质 间接反映 直接 反映 学习任务评价二 【例2】 关于分子的热运动，以下叙述正确的是 ( ） A.布朗运动就是分子的热运动 B.布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同 C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈 D.物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈 C 学习任务三：分子间的作用力 结论：分子间有空隙 做一做：液体混合后体积的变化 水 酒精 总体积变小 说明液体分子间存在着空隙 金铅块扩散 气体易压缩 分子间有空隙，大量分子却能聚在一起形成液体或固体而不离散，说明什么问题？ 分子间有引力，分子却没有紧紧吸在一起而还有空隙，这又说明什么问题？ 再举出一些实例来能支持你的观点。 思考： 总结： 分子间存在相互作用力 拉伸物体需要用力. 引力作用 把两块纯净的铅压紧， 两块铅就合在一起。 压缩物体要用力 斥力作用 固体和液体的体 积很难被压缩 综上所述： 分子间引力和斥力是同时存在的！ r0数量级10-10m ①r=r0，F=0，平衡位置。 ②r<r0，F力表现为斥力，随r 的增大而减小。 ③r>r0，F表现为引力，随r 的增大先增大后减小。 ④r ≥ 10r0 时，F≈0。 1.分子间的作用力F 与分子间距离r 的关系 r r F r0 o 2.分子间作用力的产生原因 原子内部带正、负电的粒子间的相互作用引起的。 学习任务评价三 【例3】 (多选)下列说法正确的是 ( ） A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B.气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现 D.用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现 AD 学习任务四：分子动理论 3.统计规律 单个分子的运动无规律 大量分子整体运动有规律 2.分子动理论 以基本内容为出发点，把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论。 物质是由大量分子组成的； 分子在做永不停息地无规则运动； 分子间存在着相互作用力。 1.基本内容 【例4】有有关分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．分子运动时的瞬时速度不可能为零 C．空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，该现象能够说明水分子和炭粒都做无规则运动 D 学习任务评价四 【例5】有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是 ( ) Ａ.分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零， 然后又从零逐渐增大到某一数值. C D 气体、固体、液体的分子间有空隙，分子之间存在引力和斥力 布朗运动：悬浮微粒的无规则运动 扩散现象直接反映分子无规则运动，布朗运动间接反映 分子 热运动 扩散现象：不同种物质能够彼此进入对方的现象 分子动理论的基本内容 分子动理论 热运动：分子永不停息的无规则运动，温度越高，越剧烈 分子间的作用力 1.物体由大量分子组成；2.分子永不停息的做无规则运动；3.分子之间存在着相互作用力 分子间的作用力F跟分子间距离r的关系、产生原因 分子间作用力的变化规律 课堂小结 课堂小结 课堂练习 【1】(多选)分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质和规律，据此可判断下列说法中正确的是 ( ） A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接地反映了液体分子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随分子间距离的增大，一定先减小后增大 C.分子间引力随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素 AD 【2】把冰分子看成一个球体，不冰分子之间空隙，则由冰的 ，可估算得冰分子直径的数量级是（ ） A.10-8m B. 10-10m C. 10-12m D. 10-14m 解析： 冰的摩尔体积： 单个冰分子的体积： B 【3】如图所示，一棱长为L 的立方体容器内充有密度为ρ 的某种气体，已知该气体的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA。求： (1)容器内气体的分子数； (2)气体分子间的平均间距。 解析： ⑴容器内气体的质量为： 容器内气体物质的质为： 容器内气体的分子数为： ⑵设气体分子间的平均距离为d，将分子占据的空间看做立方体，则有： 可得： 物理核心易错点提醒 易错1：布朗运动非分子运动 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的间接反映，切勿将其等同于分子本身的运动。 易错2：分子力的双重性 分子间的引力和斥力同时存在，随距离变化同步增减。不能说某区间只有引力或斥力，而是合力表现为引力或斥力。 易错3：扩散现象的普适性 扩散现象不仅发生在气体中，液体和固体中也会发生，只是由于分子间距不同，扩散速度存在明显差异。 💡 总结：区分宏观微粒与微观分子 · 牢记分子力特性 · 理解扩散本质 微观 NA 桥梁 宏观 分子间引力和斥力的变化规律 F 0 r 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥 横轴表示分子间的距离 负值表示F引 ⑴分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线 r0 F斥 F引 ①分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更 快 。 ②分子间的引力和斥力同时存在， 实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。 Lavf57.83.100 Lavf58.28.100 Lavf57.83.100 新课标初中物理九年级视频资源（分子间的作用力） 人民教育出版社 Lavf58.29.100 人民教育出版社（版权所有　不得转载） $