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

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、分子间作用力及气液固分子模型。以古诗词《梅花》“暗香来”情境导入，通过问题引导学生思考花香传播原理，搭建宏观现象与微观规律的学习支架。 资料特色突出文化融合与实验探究，以《梅花》导入体现科学态度与责任，通过气体、液体、固体扩散实验及铅柱、针筒实验落实科学探究，用弹簧小球类比分子间作用力、对比表格梳理气液固模型培养科学思维。帮助学生建立微观解释宏观的思维方式，为教师提供具体实验与难点突破策略，提升教学效率。

13.2 分子动理论的初步知识 课型：新授课 课时：1课时（45分钟） 学科：物理 年级：九年级 教材版本：人教版九年级全一册 一、核心素养目标 1. 物理观念：知道物质是由分子、原子构成的；了解扩散现象和分子热运动，知道温度越高分子无规则运动越剧烈；知道分子间存在相互作用的引力和斥力；了解气体、液体和固体分子的模型。 2. 科学思维：能利用分子动理论的知识解释扩散、压缩难易等简单现象，建立微观结构解释宏观现象的思维方式。 3. 科学探究：通过观察扩散现象和铅柱实验，经历从宏观现象推断微观规律的探究过程。 4. 科学态度与责任：感受古诗中蕴含的物理知识，体会物理与生活、文化的密切联系。 二、教学重难点 教学重点：扩散现象的理解；分子热运动与温度的关系；分子间作用力。 教学难点：从扩散等宏观现象推断微观分子的运动情况；分子间作用力（引力与斥力同时存在，距离不同时表现不同）；气体、液体、固体分子模型的对比理解。 难点突破策略：①通过多个扩散实例（气体、液体、固体）让学生充分感受彼此进入对方；②用弹簧小球类比分子间作用力，化解抽象概念；③用对比表格梳理气/液/固分子模型。 三、教学方法与手段 教法：情境导入法、实验演示法、讲授法、讨论法 学法：观察思考、类比推理、合作讨论 教具：PPT课件、二氧化氮扩散演示装置、硫酸铜溶液与清水、铅柱、针筒、墨水与冷热水、分子模型挂图 四、教学过程 （一）情境导入【3-5分钟】 导入方式：古诗词文化情境引入 古诗《梅花》与暗香来的物理原理 问题引导： ①为什么我们在距离花朵还有一段距离时就能闻到花香呢？ ②花香是怎么传播到远处的呢？ 学生可能的回答：风吹过来的；花瓣上有香味分子飞出来…… 教师引导：今天我们要学习的分子动理论，就能解释这个问题。 设计意图：从学生熟悉的古诗入手，激发兴趣，自然引入微观世界的物理规律。 （二）新知探究【20-25分钟】 知识点一：物质的构成 1. 历史回顾：两千多年前，古希腊思想家德谟克利特认为，万物都是由极小的、不可分割的微粒——原子组成的。这里所说的原子与现代物理学中的原子不同，现代物理学中的原子是有结构的。 2. 现代科学研究结论：常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子等构成的。 举例：有的物质由分子构成，例如氢气、氧气；有的物质是由原子构成，例如铁、铝。 3. 分子的大小：如果把分子看成球形，分子的直径大约为10⁻¹⁰m，人们通常以10⁻¹⁰m为单位来量度分子。 形象理解：一颗小露珠中含有10²¹个水分子。分子极其微小，肉眼无法直接观察。 分子大小示意图（10⁻¹⁰m数量级） 一颗露珠中的水分子数量示意 即时巩固：下列关于物质构成的说法，正确的是——（答案：常见物质由分子或原子构成；现代物理学中原子是有结构的，与古希腊原子概念不同） 知识点二：分子热运动 1. 宏观现象推断微观情况：虽然用肉眼不能直接观察到分子，但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成它们的分子的情况。 生活现象引导思考： · 糖块放入水中，整杯水变甜——推测：糖的分子进入了水分子中，说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 · 春暖花开，满园飘香——香味分子传播到了远处。 · 煤炭堆在石灰墙角，石灰墙变黑——煤分子进入了墙壁。 2. 扩散现象：不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 探究活动1：气体的扩散 气体扩散实验装置 实验操作：在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板后，观察发生的现象。 现象：当把中间的玻璃板抽掉后，无色的空气和红棕色二氧化氮混合在一起，最后颜色变得均匀。 结论：气体分子是运动的，发生了扩散现象。 气体扩散实验实景 探究活动2：液体的扩散 实验：在玻璃筒里装一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水大，会沉在玻璃筒的下部，因此可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面。静放几天，界面就逐渐变得模糊不清了。 现象：开始时→10日后→20日后→30日后，界面逐渐模糊，最后均匀混合。 结论：液体之间也能发生扩散现象。 探究活动3：固体的扩散 实验：将铅片和金片叠放在一起，放置五年后，发现金中有铅，铅中有金，互相渗入约1mm深。 结论：固体之间也能发生扩散现象，但比气体和液体慢得多。 3. 分子热运动：扩散现象等大量事实表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。这种无规则的运动叫做分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高。 探究活动4：墨水扩散快慢与温度的关系 实验操作：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水。用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水，观察哪个烧杯中的墨水扩散得快。 现象：墨水在冷水中扩散得慢，在热水中扩散得快。 结论：温度越高，分子的无规则运动越剧烈（扩散越快）。 ⚠️ 易错提醒：扩散是分子运动的结果，不是肉眼看到的物质颗粒运动！雪花飞舞、尘土飞扬是宏观物体的机械运动，不是分子运动。 知识点三：分子间的作用力 问题引导：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，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 1. 分子间存在引力 实验（铅柱实验）：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，甚至下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开。 结论：分子间存在引力。 铅柱结合实验示意图 2. 分子间存在斥力 实验：利用针筒抽取半筒水，用食指按住针筒嘴，然后用力推入活塞，看看能否能将水压缩。 现象：水不易被压缩，体积几乎没变化。 结论：分子间存在斥力。当分子距离变小时，斥力表现为抵抗压缩。 3. 分子间作用力与距离的关系：分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系，可以用弹簧连接起小球的情景来类比。 ① 当两个分子的距离处于平衡距离（r₀）时，分子间的引力等于斥力，合力为零。 ② 当两个分子的距离变大时（r > r₀），分子间的作用力表现为引力。 ③ 当两个分子的距离变小时（r < r₀），分子间的作用力表现为斥力。 ⚠️ 易错提醒：引力让物体聚合，斥力让物体不易压缩。两者同时存在，不同距离下表现不同。 气体、液体、固体分子的微观结构 思考：气体、液体、固体的分子有什么不同？分子间的相互作用力大小一样吗？ 对比表格： 物质状态 分子间距离 分子间作用力 宏观特征 气体 很大 十分微弱，可以忽略 容易被压缩；没有一定体积和形状；具有流动性 液体 比固体稍大 较大 较难压缩；有一定体积，没有一定形状；具有流动性 固体 很小 很大 很难压缩；有一定体积和形状；没有流动性 分子动理论的初步知识（小结） 分子动理论的三个要点： ① 常见的物质由大量分子构成，物质内的分子在不停地做热运动。 ② 扩散：不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。温度越高，扩散越快（分子运动越剧烈）。 ③ 分子之间存在间隙，分子间存在引力和斥力。 （三）例题精讲【5-8分钟】 例1：中国的古诗词中蕴含了大量的物理知识，如王冕的《白梅》：冰雪林中著此身，不同桃李混芳尘。忽然一夜清香发，散作乾坤万里春。从物理学的角度来分析这首诗，下列说法正确的是（ ） A. 清香发说明分子在永不停息地做无规则运动 B. 雪花的飞舞与尘土的飞扬都属于分子的运动 C. 冰雪林中温度很低，气体分子停止运动 D. 分子运动产生的扩散现象只发生在气体中 思路分析：A正确（清香发是扩散现象，说明分子永不停息运动）；B错误（雪花、尘土是宏观物体，飞舞是机械运动）；C错误（分子永不停息运动，温度再低也不停止）；D错误（扩散可发生在气体、液体和固体中）。 答案：A 例2：凉面是夏天城市中的特色美食，下列说法正确的是（ ） A. 我们可以直接看到面粉分子附在面条表面上 B. 凉面条之间有缝隙，说明分子间存在着间隙 C. 油辣子能附着在凉面上，说明分子间存在引力 D. 面条掰断后不能连接上，说明分子间存在斥力 解析：A错（分子肉眼不可见）；B错（面条间缝隙是宏观间隙，不是分子间隙）；C正确（油辣子能附着是分子间引力）；D错（掰断面条后分子距离远大于r₀，引力几乎为零，不是斥力）。 答案：C 例3：关于分子动理论，下列说法中不正确的是（ ） A. 物质是由大量分子组成的 B. 温度越高，分子的运动越剧烈 C. 分子是组成物质的最小微粒 D. 固体很难被压缩，说明分子间存在斥力 解析：A正确；B正确；C错误（原子可以再分为原子核和电子，分子不是最小微粒）；D正确。故选C。 答案：C （四）课堂练习【5-8分钟】 1. 下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A. 秋风扫落叶 B. 打扫教室时尘土飞扬 C. 墙内开花墙外香 D. 雪花飞舞 答案：C 解析：A、B、D都是宏观物体的机械运动；C是扩散现象，说明分子在做无规则运动。 2. 把红墨水滴入清水中，整杯水变红，这一现象说明（ ） A. 分子在运动 B. 分子有大小 C. 分子间有斥力 D. 分子间有引力 答案：A 解析：整杯水变红是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 （五）课堂小结【2-3分钟】 知识框架： 1. 物质的构成：物质由分子、原子构成，分子直径约10⁻¹⁰m。 2. 分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动；温度越高，运动越剧烈；扩散是分子热运动的宏观表现。 3. 分子间作用力：同时存在引力和斥力；距离变大时表现为引力，变小时表现为斥力。 4. 气/液/固分子模型：分子间距和作用力不同，决定宏观特征不同。 （六）布置作业 必做题： 1. 完成课本相关练习题。 2. 解释：为什么夏天给汽车轮胎打气时不能打得太足？用分子动理论解释。 选做题： 1. 用分子动理论解释：为什么压缩固体和液体很困难，而压缩气体比较容易？ 五、板书设计 左侧：知识要点（物质构成→扩散→热运动→分子间作用力→气液固对比） 中间：实验示意图（气体扩散、铅柱实验、针筒实验） 右侧：学生活动区（举例扩散现象、类比弹簧小球） 六、教学反思 预设困难及应对： 1. 学生易混淆分子运动和宏观物体运动——通过多个反例（雪花、尘土）强化区分。 2. 分子间作用力较抽象——用弹簧小球类比，帮助学生理解引力和斥力随距离变化。 3. 气体/液体/固体分子模型易混淆——用对比表格梳理，配合分子排列示意图。 学科网（北京）股份有限公司 $