10.2 内能 课时1 分子动理论 教学设计 2026-2027学年北师大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核心知识，涵盖物质微观模型、扩散现象、分子热运动与温度关系、分子间间隙和作用力，以及固液气微观结构与宏观特征。通过古诗“暗香来”及生活现象创设情境，搭建从宏观现象到微观本质的探究支架。 此资料以核心素养为导向，科学探究贯穿始终，如二氧化氮扩散、酒精与水混合等实验培养科学推理能力，弹簧小球模型助力模型建构。物理观念上强化物质微观构成认知，科学态度上激发探究兴趣，助学生提升微观认知与现象解释能力，为教师提供清晰教学流程与实验资源支持。

第十章 机械能、内能及其转化 第2节 课时1 分子动理论 一、教学内容 本节课选自北师大版九年级全一册第十章第2节第一课时，教学内容包括：物质结构的微观模型（物质由大量分子组成、分子直径的数量级）；分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象的定义、气体/液体/固体的扩散实验）；分子热运动与温度的关系；分子间存在间隙（酒精与水混合实验）；分子间存在相互作用力（引力与斥力、作用力与距离的关系）；分子动理论的基本观点；固体、液体和气体的微观结构与宏观特征。 二、核心素养目标 1. 物理观念 （1）知道常见物质是由大量分子组成的，了解分子直径的数量级（约10^-10 m），形成物质的微观构成观念。 （2）理解扩散现象，能用分子热运动的观点解释生活现象；知道温度越高分子运动越剧烈。 （3）知道分子间存在引力和斥力，了解分子间作用力随距离变化的关系。 （4）能从微观结构角度解释固体、液体和气体的宏观特征差异。 2. 科学思维 （1）通过扩散现象的观察和分析，培养从宏观现象推断微观机制的推理能力。 （2）运用类比法（弹簧小球模型）理解分子间作用力与距离的关系，培养模型建构能力。 （3）通过对比气体、液体、固体的微观结构，培养分类与比较的科学思维方法。 3. 科学探究 （1）经历扩散现象的观察与描述过程，能基于实验现象提出合理结论。 （2）通过酒精与水混合实验、铅柱实验等，体验科学探究中"观察现象→提出猜想→实验验证→得出结论"的基本过程。 4. 科学态度与责任 （1）通过对微观世界的好奇与探索，激发学习物理的兴趣和求知欲。 （2）体会"从生活走向物理，从物理走向社会"的课程理念，关注生活中的物理现象。 三、教学重难点 教学重点： （1）扩散现象的理解及其与分子热运动的关系。 （2）分子动理论的基本观点。 （3）用分子动理论解释固体、液体和气体的宏观特征。 教学难点： （1）分子间作用力与距离关系的理解（引力与斥力同时存在，表现不同）。 （2）从微观角度解释宏观物态特征。 四、教学准备 教师准备：PPT课件、二氧化氮气体扩散演示视频或模拟动画、酒精与水混合实验器材（或演示视频）、铅柱实验演示视频、针筒压缩水实验器材、烧杯、冷热水、红墨水、硫酸铜溶液扩散演示视频。 学生准备：预习教材相关内容，收集生活中与扩散现象有关的例子。 五、教学过程 环节一：创设情境，导入新课（约4分钟） 教师活动： 展示王安石《梅花》诗句："墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。" 配合梅花图片。提问：为什么我们在距离花朵还有一段距离时就能闻到花香呢？生活中还有哪些类似的现象？ 梅花暗香——引入新课 （引导学生思考：糖块放入水中整杯变甜、春暖花开满园飘香、煤炭堆在石灰墙角使石灰墙变黑等。） 过渡语：这些现象背后隐藏着怎样的科学原理？今天我们就一起走进微观世界，学习分子动理论。 学生活动： 聆听诗句，联系生活经验，思考并尝试回答。 设计意图：以古诗和生活现象创设情境，激发学生好奇心和求知欲，自然引入分子运动的话题。 环节二：新知探究——物质结构的微观模型（约6分钟） 教师活动： 1. 提出问题：常见的物体是由什么组成的？引导学生回顾已有知识。 2. 讲解：常见的物质由分子、原子等构成。有些物质由分子构成（如氢气H2、氧气O2），有的由原子直接构成（如铁Fe、铝Al）。 3. 展示数据：分子直径大约为10^-10 m，相当于头发丝直径的十万分之一。一颗小露珠中约含有10^21个水分子。 引导思考：分子如此之小，肉眼无法看到，那么我们如何知道分子在运动呢？ [思考与互动] 互动提问：如果分子是静止不动的，糖块放入水中会发生什么？请同学们大胆推测。 （学生回答后教师引导：糖块不会自动溶解分散，说明分子必须在运动。） 学生活动： 听讲、记笔记，感受分子尺度的微小，形成对微观世界的初步认知。 [易错提示] 注意区分：分子是保持物质化学性质的最小微粒，但分子还可以再分为原子。不要将"分子"与"原子"混为一谈。 环节三：扩散现象——气体扩散（约5分钟） 教师活动： 1. 演示实验（或播放视频）：二氧化氮气体扩散实验。 实验装置：在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上方倒扣一个空瓶子，两瓶口相对，中间用玻璃板隔开。 （注意强调：二氧化氮密度比空气大，排除重力下沉的干扰。） 二氧化氮气体扩散实验装置 2. 引导学生观察并描述现象：抽掉玻璃板后，红棕色气体逐渐向上方瓶子扩散，最终两瓶颜色变得均匀。 抽掉玻璃板后气体混合均匀 3. 给出扩散定义：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象叫做扩散。 4. 强调：扩散现象表明——气体分子在不停地做无规则运动。 [思考与互动] 追问：二氧化氮密度比空气大，为什么还能跑到上面的瓶子里去？这说明了什么？（说明分子的运动不是由重力决定的，而是分子自身在不停地做无规则运动。） 学生活动： 观察实验现象，思考并回答：看到什么现象？说明了什么？ 环节四：液体和固体的扩散（约5分钟） 教师活动： 1. 液体扩散实验：在玻璃筒里装一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜溶液（硫酸铜密度大于水）。静放几天后，界面逐渐变得模糊不清。 2. 固体扩散实例：将铅片和金片叠放在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金，互相渗入约1mm深。 3. 总结：气体、液体、固体之间都能发生扩散现象。气体扩散最快，液体次之，固体最慢。 4. 列举生活实例：医院刺鼻药水味、墙内开花墙外香、酒香不怕巷子深等。 [思考与互动] 引导学生思考：为什么气体扩散最快、固体最慢？这与分子间距离和分子运动自由度有关，为后续学习埋下伏笔。 学生活动： 观看演示，记录现象，归纳三种物态扩散的共同点和差异。 环节五：温度对分子运动的影响（约5分钟） 教师活动： 1. 演示实验：墨水扩散快慢与温度的关系。 在一个烧杯中装半杯热水，另一个烧杯装等量冷水。用相同滴管同时分别向两个烧杯滴入一滴墨水。 2. 引导学生观察：墨水在热水中扩散快，在冷水中扩散慢。 3. 得出结论：组成物质的分子处于永不停息地做无规则运动之中，温度越高，分子运动就越剧烈。 4. 介绍概念：由于分子无规则运动的速度与温度有关，所以分子无规则运动叫做分子热运动。 [易错提示] 易混淆辨析：扩散现象是分子运动的宏观表现，温度影响的是分子运动的剧烈程度，而不是扩散现象是否发生。低温下扩散也在进行，只是较慢。 学生活动： 观察对比实验，讨论为什么热水中的墨水扩散更快。 环节六：分子间有间隙（约4分钟） 教师活动： 1. 趣味演示：将石头、细沙和水按顺序倒入一个瓶子里。石头之间有空隙被细沙填充，细沙之间有空隙被水填充——形象说明物质之间具有间隙。 石头、细沙和水——形象说明物质间有间隙 2. 定量实验：酒精与水混合。 取一定体积的水和酒精，混合后测量总体积。现象：水与酒精混合后的总体积小于混合前体积之和。 3. 结论：分子之间确实存在着间隙。混合后体积减小是因为分子重新分布，小分子进入了大分子的间隙中。 [思考与互动] 类比理解：就像把一桶石子和一桶沙子混合，总体积小于两桶之和，因为沙子填入了石子之间的空隙。 学生活动： 观看演示，思考"1+1<2"的原因。 环节七：分子间的作用力（约6分钟） 教师活动： 1. 实验1——分子间存在引力：铅柱实验。将两个铅柱的底面削平、削干净，紧紧压在一起，两个铅柱会结合起来，下面吊20kg重物都不能把它们拉开。 结论：分子间存在引力。 2. 实验2——分子间存在斥力：针筒压缩水实验。利用针筒抽取半筒水，用食指按住针筒嘴，用力推入活塞。现象：水不易被压缩，体积几乎没变化。 针筒压缩水实验——水不易被压缩 结论：分子间存在斥力。 3. 分子间作用力与距离的关系——弹簧小球模型： 讲解：①当分子间距离等于平衡距离时，引力等于斥力，分子处于平衡状态。②当分子间距离变大时，引力大于斥力，表现为引力。③当分子间距离变小时，斥力大于引力，表现为斥力。 [易错提示] 关键理解：引力和斥力是同时存在的！我们说的"表现为引力"或"表现为斥力"是指合力方向。千万不要认为只有引力或只有斥力。 学生活动： 观察实验现象，尝试用弹簧小球模型理解分子间作用力随距离的变化。 环节八：分子动理论小结（约3分钟） 教师活动： 引导学生归纳分子动理论的基本观点： （1）常见的物质是由大量分子组成的。 （2）分子都在永不停息地做无规则运动。 （3）分子间存在着引力和斥力。 学生活动： 齐读分子动理论的基本观点，在课本上做好标注。 环节九：固体、液体和气体的特征（约5分钟） 教师活动： 引导提问：气体、液体、固体的分子结构有什么不同？这些微观差异如何决定了它们的宏观特征？ 固体分子结构示意图 固体分子排列紧密 固体具有确定的形状和体积 1. 固体：分子间距离小，分子间作用力很大。宏观特征：不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状，无流动性。 气体分子结构示意图 气体分子间距大、运动自由 2. 气体：分子间距离很大，作用力十分微弱，可以忽略。宏观特征：具有流动性，容易被压缩，没有确定的体积和形状。 液体具有流动性 3. 液体：分子间距离比气体小、比固体稍大；作用力比固体小，分子没有固定位置，运动比较自由。宏观特征：较难被压缩，没有确定的形状，具有流动性，但有一定体积。 总结对比表格： 物态 分子间距离 分子间作用力 压缩性 体积 形状 流动性 气体 很大 十分微弱 容易压缩 无确定体积 无确定形状 有流动性 液体 比固体稍大 较大 较难压缩 有一定体积 无确定形状 有流动性 固体 很小 很大 很难压缩 有一定体积 有一定形状 无流动性 学生活动： 对比分析三种物态的微观结构和宏观特征，完成表格填写。 环节十：课堂小结（约2分钟） 教师活动： 带领学生回顾本节课知识主线：物质由分子组成 → 分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象） → 温度越高分子运动越剧烈（分子热运动） → 分子间有间隙 → 分子间存在引力和斥力 → 分子动理论 → 用分子动理论解释气、液、固的宏观特征。 学生活动： 对照板书或PPT小结，梳理知识结构。 六、板书设计 10.2 课时1 分子动理论 一、物质由大量分子组成 分子直径约10^-10 m 二、分子在永不停息地做无规则运动 1. 扩散现象：不同物质自发彼此进入对方 2. 气体、液体、固体都能发生扩散 3. 温度越高，分子运动越剧烈（分子热运动） 三、分子间有间隙（酒精与水混合实验） 四、分子间存在相互作用力 1. 引力（铅柱实验） 2. 斥力（压缩水实验） 3. 引力和斥力同时存在 五、分子动理论基本观点（三点） 六、固体、液体和气体的微观结构与宏观特征（对比表格） 七、课堂练习（约3分钟） 练习1. 下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A. 春天柳絮飞舞 B. 夏天荷花飘香 C. 秋天红叶飘落 D. 冬天雪花飞舞 答案：B。柳絮、红叶、雪花都是宏观物体的机械运动，不是分子运动。荷花飘香是花香分子的扩散。 练习2. 将蓝色墨水滴入冷水和热水中，热水更快变蓝。这说明（ ） A. 分子间存在引力 B. 分子质量非常小 C. 热水具有更强的流动性 D. 温度越高，分子热运动越剧烈 答案：D。温度越高分子无规则运动越剧烈，扩散越快。 练习3. 关于桂花糕，以下描述错误的是（ ） A. 糯米粉、糖和桂花蜜都是由分子构成的 B. 熟桂花糕可以用肉眼看出有气孔，说明分子间有间隙 C. 闻到桂花的清香，说明分子在做无规则运动 D. 熟桂花糕中的糯米粉粘在一起，说明分子之间存在引力 答案：B。肉眼可见的气孔是宏观孔隙，不是分子间的间隙。分子间隙是微观尺度，肉眼无法看到。 八、课后作业 1. 完成课本课后练习题。 2. 观察生活中的扩散现象，至少举出3个例子并尝试用分子动理论解释。 3. 预习下一课时内容。 九、教学反思 （课后填写） ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 学科网（北京）股份有限公司 $