13.2 分子动理论的初步知识 教学设计 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦分子动理论初步知识，涵盖物质构成、分子热运动及分子间作用力。以古诗“墙角数枝梅”创设情境引出课题，结合庄子“一尺之棰”及撕纸、掰饼干等分组实验，搭建从宏观现象到微观分子的学习支架，衔接前后知识。 该资料亮点在于注重科学探究与科学思维，通过二氧化氮扩散、墨水冷热水扩散对比、铅柱压合挂钩码等实验，引导学生从宏观现象推理微观规律，培养科学推理与模型建构能力。实验设计具体可操作，助力学生理解抽象概念，也为教师提供清晰教学流程，提升课堂效率。

第十三章第二节分子动理论的初步知识 一、教学基本信息 项目 内容 课题 初中物理人教版（2024）九年级全一册第十三章第二节分子动理论的初步知识 课时 1课时（45分钟） 授课年级 九年级 课型 新授课 二、学情分析及教学分析 九年级学生形象思维发展较好，但抽象思维仍有待提高，对知识理解常浮于表面，难以把握热现象的微观本质。讲授分子热运动时，可设问“肉眼能否看见分子运动”，让学生明确分子体积极小、无法直接观测，只能借助实验现象间接推断分子的运动规律。 学生此前在物质结构单元与化学课堂中，初步接触过物质构成与扩散现象，对生活中的扩散实例较为熟悉，学习该知识点门槛较低。课堂可组织学生观察扩散实验，围绕分子是否永不停歇运动、分子运动速率与温度的关联展开研讨，渗透“由宏观现象推理微观规律”这一物理研究方法。教学紧密结合生活实例与探究实验，贴合学生乐于观察、动手思考的特点，激发探究兴趣，锻炼逻辑思维。 本节课承接宏观热学内容，借助微观分子结构解释宏观热现象，是理解内能微观本质的基础。本节包含物质的构成、分子热运动、分子间作用力三部分，内容抽象，和日常直观认知存在差距。教学需依托大量生活实例与实验，推理归纳分子动理论；微观分子无法直接观察，只能依托宏观现象构建物理模型。通过气、液、固体扩散对比，总结得出：一切物质分子都在永不停息做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，并运用该规律解释生活热现象。 本节教学重点为理解分子永不停息做无规则热运动；难点是掌握分子引力、斥力同时存在，且随距离变化呈现不同作用效果。想要突出重点、化解难点，应多设计体验式实验，引导学生自主推导规律，减少教师单向讲解，以设问、情境引导启发学生独立思考，锻炼物理思维与自主探究能力。 三、教学目标 1.知道常见的物质是由大量分子构成的。 2.能通过宏观现象推测物质的分子在不停地做热运动。 3.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4.知道分子间存在作用力。 5.了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。 四、教学重难点 重点 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 难点 分子间存在作用力；用分子热运动的观点解释有关现象。 五、教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备装有二氧化氮气体的瓶子、空瓶子，两支温度计，一杯凉水、一杯热水，少量红墨水（或黑墨水）、胶头滴管、注射器等。 学生准备：预习本节课的内容。 预习清单 一、物质的构成 1.常见的物质是由极其微小的粒子——________、________构成的。 2.分子的大小通常以________为单位来度量。 二、分子热运动 1.扩散现象：__________________________________________________________________。 表明（1）________________________________。 （2）________________________________________。 2.影响因素是________。温度越________则分子运动越________。 三、分子间的作用力 1.分子间存在________________。 2.当固体被压缩时分子间距离________，作用力表现为________。当固体被拉伸时分子间距离________，表现为________。 答案 一、1.分子；原子 2.10-10m 二、1.不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。 （1）一切物质的分子都不停地做无规则的运动。 （2）分子间有间隙。 2.温度；高；剧烈 三、1.引力和斥力 2.变小；斥力；变大；引力 六、教学过程 课程导入 【思考问题】 “墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境。你知道花香是怎么传播到远处的吗? 这节课我们将学习与分子相关的知识，共同开启新课——《13.2分子动理论的初步知识》。 （设计意图：通过创设情境、展示实物，从学生熟悉的生活场景切入，引导其体会物理与生活的紧密联系，激发好奇心与求知欲，自然引出本节课的课题。） 新课讲解 一、物质的构成 【提出问题】我国古代道家代表人物庄子曾言：“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。这句话是什么意思？它体现了怎样的思想呢？ 【学生回答】一尺长的棍棒，每天截取它的一半，永远也截不完。这体现了物质“无限可分”的思想。 【分组体验】接下来请同学们分组进行物质分割实验，展开探究： 小组1：撕纸，尽可能撕到最碎，观察撕得更碎时纸的变化。 小组2：掰开干燥的饼干，探究掰得更碎时饼干的变化。 小组3：打碎冰糖，每次打碎后观察并感受，探究打得更碎时冰糖味道的变化。 小组交流实验现象： 小组1：无论纸撕得多细小，它依然是纸。 小组2：饼干无论掰得多碎，本质还是饼干。 小组3：冰糖无论研磨得多细，依然是冰糖（分割后仍保留甜味）。 那么，如果无限分割下去，物质越分越小，是否存在一个无法再分的限度呢？ 两千多年前，古希腊思想家德谟克利特提出，万物皆由极小且不可分割的微粒——“原子”构成。 现代科学研究表明，常见物质由分子（molecule）、原子（atom）等极其微小的粒子组成。 分子的体积非常小，直径约为10⁻¹⁰米，只能通过电子显微镜才能观察到。 放大后的硅表面的原子图像放大后石墨烯表面的原子 构成物质的分子是静止的还是运动的？相互之间有没有作用力？ （设计意图：通过宏观与微观事物的尺度对比，帮助学生对微观尺度形成更直观的认知，尤其加深对扫描隧道显微镜下金原子图像的印象。） 二、分子热运动 活动：实验感受扩散现象 【演示实验1】准备两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶，将瓶口相对连接，中间用玻璃板隔开（按图示方式放置），随后抽去玻璃板。请仔细观察实验现象，思考并交流回答以下问题。 【思考问题】 （1）观察到的现象是什么？ （2）二氧化氮的密度比空气大，它能飘到上方的瓶子里吗？ （3）交流分析上述现象产生的原因。 （4）这个实验现象说明了什么？ 【学生思考】 （1）上方的空气瓶由无色逐渐变为有色，即原本充满空气的上方瓶子颜色慢慢变深，充满二氧化氮气体的下方瓶子颜色逐渐变浅。 （2）二氧化氮能飘到上方的瓶子里。 （3）二氧化氮与空气接触后，由于气体分子在不停地运动，彼此进入了对方的空间。 （）4该实验说明气体分子在不停地运动。 【分析归纳】 ①扩散：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫作扩散。 ②扩散现象表明，分子都在不停地做无规则运动。 【学生列举】生活中气体扩散的现象：香水的气味、炒菜的香味、墙内开花墙外香、酒香不怕巷子深、吸“二手烟”…… 提出问题：气体中可以发生扩散现象，那么液体之间、固体之间是否也能发生扩散现象？ 【演示实验2】硫酸铜溶液与水的液体扩散实验 在量筒中装入半筒清水，用细管从水的下方缓慢注入蓝色的硫酸铜溶液（由于硫酸铜溶液密度大于水，初始时会沉在量筒下部）。 【思考问题】结合实验现象图片思考：你会观察到什么现象？原因是什么？静置几天后，又会看到什么现象？请说明理由。 【实验现象】实验开始时，因硫酸铜溶液密度较大，沉于量筒下部，此时无色清水与蓝色硫酸铜溶液之间有清晰的界面；静置数日后，界面逐渐变得模糊。 【分析归纳】这一现象表明清水与硫酸铜的分子彼此进入对方，说明液体之间可以发生扩散。 【学生列举】生活中液体扩散的实例：将一滴红墨水滴入清水中，红墨水分子不断做无规则运动，使清水逐渐变红；酱油与醋混合成调料；被污水污染的河流等。 【演示实验3】铝块与金块的固体扩散模拟实验 把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置五年后再将它们切开，会观察到什么现象？这一现象又说明了什么？ 【现象】将铅块和金块紧压后在室温下放置5年，发现铅块中渗入了部分金，金块中也渗入了部分铅，两者互相渗入的深度约1毫米。 【分析归纳】这一现象表明固体之间可以发生扩散。 【学生列举】固体扩散的实例：堆放煤炭的墙角，过一段时间后墙面会变黑，这说明煤炭与墙面之间发生了扩散。 【评价练习】大雪纷飞、尘土飞扬、雾霾属于扩散现象吗？应如何判断一种现象是否为扩散现象？ 【归纳总结】 （1）气体、液体和固体之间均能发生扩散现象。 （2）通常情况下，固体扩散最慢，液体次之，气体最快。 （3）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 （设计意图：通过实验感受扩散现象，引导学生从感性认识过渡到理性分析，培养科学推理能力。） 活动：墨水扩散快慢与温度的关系 【演示实验】取两个烧杯，分别装入质量相等的热水和冷水，用滴管各滴入两滴红墨水，观察现象。 冷水热水 【实验现象】同时向盛有等量冷水和热水的烧杯中滴入一滴红墨水，热水中的墨水10秒后扩散均匀，冷水中则需要30秒。 【实验结论】温度越高，分子热运动越剧烈，扩散速度越快。 【归纳总结】由于分子的运动与温度有关，这种无规则运动被称为分子的热运动。 （设计意图：通过一系列实验，让学生自主观察现象并推导结论，培养观察能力与归纳总结能力。） 三、分子间的作用力 【提问】既然分子在不停地运动，那么为什么固体和液体中的分子通常不会飞散开，而是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 1.分子间存在引力 【演示实验】将表面光滑、洁净的铅柱压合在一起，即使下方挂钩码也无法将它们拉开。是什么力使两个铅柱紧密贴合？ 【分析归纳】分子之间存在引力，正是这种引力使固体和液体的分子不会散开。 2.分子间存在斥力 【想一想】我们知道分子之间存在空隙，结合刚才的实验又了解到分子间存在引力，那么为什么分子没有全部吸在一起呢？这似乎存在矛盾。 【演示实验】取一支注射器，向筒内加入适量水（或空气），用手指封住端口，另一只手用力压缩活塞，感受用力的大小。 【实验现象】压缩过程中会明显感觉到活塞内的水产生“抵抗”。 【实验结论】当分子间距离减小时，分子间会产生相互排斥的力，即斥力。 3.分子间同时存在引力与斥力 【演示实验】取一支注射器，向筒内加入适量水，用手指封住端口，另一只手用力向外拉动活塞，感受用力的大小。 【实验现象】向外拉动时会感觉到活塞内的水产生吸引力。 【实验结论】当分子间距离增大时，分子间会产生相互吸引的力，即引力。 【归纳总结】综合以上实验分析可得出结论： 分子间同时存在引力和斥力，且两者的大小都与分子间距离有关。具体表现为：（1）当分子间距离减小时，分子间相互排斥，斥力起主要作用；（2）当分子间距离增大时，分子间相互吸引，引力起主要作用；（3）若分子间距离很远，分子间的作用力会变得十分微弱。 物质的状态常分为：固态、液态和气态。在不同的物质状态中，其分子的状态也是不同的。 分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。 （设计意图：引导学生完成该实验，能充分凸显学生的主体地位。将实验完全交由学生自主操作，可有效培养其探究能力，让学生亲身感受成功的喜悦与探究的乐趣。同时，将微观现象形象化，助力学生突破学习难点。） 总结归纳 板书设计 一、物质的构成 常见的物质由分子、原子等微观粒子构成。 二、分子热运动 不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象称为扩散。 扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，且分子之间存在间隙。 分子运动越剧烈，物体的温度越高。 三、分子间的作用力 分子间同时存在引力和斥力。 当分子间距离增大时，引力表现更显著；当分子间距离减小时，斥力表现更显著。 课堂练习 1.在比较水和酒精混合前、后体积变化的实验中，在玻璃管中应先注入______________（选填“水”或“酒精”）实验中要让水和酒精充分混合，观察液面的位置，发现混合后水与酒精总体积变小，为使实验现象更明显，应该选用内径较______________（选填“粗”或“细”）的长玻璃管，此现象直接说明______________. 答案：水；细；分子间存在着空隙 解析：该实验的目的是观察水和酒精混合前、后体积的变化，所以在混合前要让两种液体分开，因为酒精的密度小，水的密度大，所以应该先注入水然后注入酒精，酒精就能浮在水上方避免还没开始实验就因为重力作用使两者混合。混合后总体积会减小，选用内径较细的玻璃管时，减少相同的体积液面下降得更多，现象会更明显，该实验说明分子间存在着空隙。 2.如图为固、液、气三态的分子模型，其中是液态分子模型的是图__________（选填“甲”“乙”或“丙”）。 答案：丙 解析：固态物质分子排列紧密，分子间有较大的作用力，图乙分子排列紧密，是固态分子模型；液态物质分子没有固定的位置，运动相对自由，图丙是液态分子模型；气态物质分子排列散乱，分子间距很大，图甲是气态分子模型。 3.下面对于分子动理论和相关现象说法正确的是() A.温度越高，分子的无规则运动越剧烈 B.塑料吸盘能“吸”在墙壁上，说明分子间存在吸引力 C.固体、液体很难被压缩，说明固体、液体分子间没有空隙 D.用力能够将尘土从衣服上抖落，说明分子在永不停息地做无规则运动 答案：A 解析：A.分子处在永不停息的无规则运动中，分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故A正确； B.把塑料吸盘在墙面上用力挤压，排除吸盘内的空气，吸盘是在大气压的作用下，被“吸”在墙壁上的，故B错误； C.固体、液体很难被压缩，说明分子间存在排斥力，故C错误； D.灰尘不是分子；用力将尘土从衣服上抖落，是利用了灰尘的惯性，故D错误。 故选A。 七、教学反思（课后及时记录，持续优化教案，提升教学质量） 课堂效果 学生反馈 改进方向 教学特色 《分子动理论的初步知识》内容较为抽象，与学生直观的生活认知存在一定差距。教学时可先借助气味扩散现象引入，强调在无风环境下气味能自发扩散；再通过墨水扩散、二氧化氮与空气混合等演示实验，直观佐证分子运动的规律。 落实教学重难点的核心途径是增设体验式实验，引导学生自主分析并推导结论。教师应减少全盘代讲，通过情境设问启发学生思考，以此锻炼其逻辑分析能力。 本课的重点在于渗透物理转化思想：学生依托可观察的宏观实验现象，通过讨论与推理，推导出无法直接观测的微观规律，从而掌握“以宏观推微观”的科学研究方法。 学科网（北京）股份有限公司 $