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、分子间作用力三大要点。通过“暗香来”诗句和糖溶水情境导入，以扩散现象实验、分子作用力实验为支架，衔接宏观现象与微观本质的探究脉络。 此资料亮点在于实验探究贯穿始终，如红墨水冷热扩散对比实验培养科学探究能力，由花香传播推分子运动体现科学思维，结合禁烟讨论渗透科学态度与责任。助力学生建立微观认知，为教师提供可操作的探究式教学方案。

分子动理论的初步知识 第十三章 内能 第2节 分子动理论的初步知识 课题 分子动理论的初步知识 课型 新授课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 人教版九年级全一册 授课对象 九年级学生 授课时间 年 月 日 教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、类比法 教学用具 注射器（2个）、铅块（2个）、钩码、二氧化氮气体演示视频、红墨水、热水和冷水、硫酸铜溶液（演示用）、量筒、多媒体课件 一、核心素养目标 1. 物理观念 知道物质是由大量分子、原子构成的，一般分子直径的数量级为10⁻¹⁰m，了解分子极其微小。 理解扩散现象——不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象。扩散现象表明：①一切物质的分子都在不停地做无规则运动；②分子间存在间隙。 知道分子热运动的含义——分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 知道分子间同时存在相互作用的引力和斥力，能区分什么情况下分子间表现为引力、什么情况下表现为斥力。 2. 科学思维 通过"花香传播"和"二氧化氮扩散"等宏观现象推断分子在运动的微观机制，培养"由宏观现象推测微观本质"的科学推理能力。 通过实验分析（注射器压缩→斥力；铅块挤压→引力），理解分子间作用力与分子间距的关系——间距小→斥力；间距适中→引力；间距过大→作用力可忽略，建立"尺度决定作用"的物理观念。 通过固、液、气三态分子间距与宏观特性的对比分析，培养"微观结构决定宏观性质"的结构化思维。 3. 科学探究 观察并分析扩散现象实验（气体扩散→花露水/二氧化氮、液体扩散→硫酸铜溶液、固体扩散→煤堆墙角），归纳扩散现象的共性特征。 设计对比实验——冷水与热水中滴入红墨水，观察扩散快慢差异，得出"温度越高分子运动越剧烈"的结论。 通过注射器压缩实验和铅块挤压实验，亲身感受分子间斥力和引力的存在，加深对分子间作用力的理解。 4. 科学态度与责任 通过分子动理论的发展历程，体会科学理论是在实验观察基础上不断修正和完善的。 通过扩散现象在生活中的广泛应用（腌制食物、香味传播等），感受物理知识与日常生活的紧密联系。 通过吸烟扩散实验的讨论，增强公共场所禁烟的社会责任意识。 二、教学重点与难点 教学重点：1. 扩散现象及其微观本质——扩散是分子无规则运动的宏观表现。扩散现象说明：①一切物质的分子都在不停地做无规则运动；②分子间存在间隙。 2. 分子热运动与温度的关系——温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。 3. 分子间同时存在引力和斥力——分子间作用力随间距变化：间距小（压缩）→斥力为主；间距适中→引力为主；间距过大（大于10倍分子直径）→作用力忽略。 教学难点：1. 分子间既有引力又有斥力的理解——引力与斥力同时存在，只是在不同间距下"谁占上风"。压缩时→间距小→斥力>引力；拉伸时→间距大→引力>斥力。学生容易认为"分子间只有引力"或"只有斥力"。 2. 扩散现象与分子运动的因果关系区分——扩散是宏观现象（结果），分子运动是微观本质（原因）。"尘土飞扬"不是扩散（宏观颗粒运动，非分子运动）。 3. 固、液、气三态分子间距与宏观性质的对应——固态分子间距最小→有固定形状和体积；液态有一定体积无固定形状；气态分子间距极大→无固定形状和体积。 三、教学过程 环节一：情境导入（3-5分钟） 【教师活动】同学们，王安石有一首著名的诗——"墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。"远远地就能闻到梅花的香味，花香是怎么传播到远处的呢？如果我们把一块糖放在水杯里，糖不见了但水变甜了——糖去哪了？这些现象背后隐藏着物质微观结构的秘密。今天我们就来学习分子动理论，走进奇妙的微观世界。 【学生活动】思考并讨论：闻到花香→花香分子在空气中运动→进入鼻腔。糖溶于水→糖分子扩散到水分子之间。初步感知分子运动的存在。完成学案KWL预习栏。 【过渡语】要解释这些现象，我们需要了解物质的微观结构。首先来认识物质的构成——分子和原子。 王安石"暗香来"——梅花香味如何传播？ 环节二：新知探究（15-20分钟） 知识点一：物质的构成——分子和原子 【教师活动】请同学们自主阅读课本第8页，思考两个问题：第一，如果把分子看成球形，它的直径大约有多少米？用什么单位来量度分子？第二，如果用一个每秒能计算10¹⁰次的计算机来计数1cm³空气中的分子，也需要90年——这说明了什么？ 【讲授】结论一：一般分子的直径只有百亿分之几米，通常以10⁻¹⁰m为单位来量度分子。分子极其微小，肉眼无法直接观察。结论二：1cm³空气中分子数目极其庞大——说明"物质是由大量分子、原子构成的"。常见的物质都是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 【教师活动】分子如此小，我们无法直接用肉眼看到它们的运动。那么，我们怎样才能知道分子在运动呢？让我们通过宏观现象来推断。 【过渡语】既然物质由分子构成、分子又极其微小，我们怎样才能知道分子在运动呢？通过宏观现象来推断微观本质——下面观察扩散现象。 知识点二：分子热运动——扩散现象 【教师活动】活动一：在教室前排喷洒一些花露水。请前几排的同学举手表示闻到味道——然后请后面的同学举手。为什么前排先闻到、后排后闻到？ 【学生活动】花露水分子在空气中不断运动，从前排逐渐扩散到后排——不同物质在互相接触时彼此进入对方，这就是扩散现象。 【讲授】气体扩散实验：将一个空瓶子倒扣在装有棕色二氧化氮气体的瓶子上方，抽掉中间玻璃板后，观察到二氧化氮逐渐扩散到上方空瓶中，最终两瓶气体颜色均匀。结论：气体可以发生扩散，说明气体分子在不停地做无规则运动。 【讲授】液体扩散实验：在量筒中装一半清水，用细管在水下注入蓝色硫酸铜溶液。静放几天后，界面逐渐模糊；30天后，清水和硫酸铜几乎完全混合。结论：液体也能发生扩散。固体扩散实验：把煤堆在墙角，一段时间后移走煤，墙角变黑且扫不干净——煤分子扩散进了墙壁。结论：固体也能发生扩散，只是扩散速度较慢。 【互动提问】【互动提问】温度对扩散有什么影响？在等量热水和冷水中各滴一滴红墨水——热水中的红墨水扩散更快！实验表明：温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。因此分子的无规则运动也叫做热运动。 【重点辨析】【重点辨析】扩散现象 vs 宏观运动：扩散是分子级别的运动（微观），"尘土飞扬""烟雾缭绕"是宏观颗粒的运动，不是扩散。判断标准——扩散现象中物质自发彼此进入对方，肉眼看到的现象由大量分子共同造成。 气体扩散——二氧化氮逐渐进入上方空瓶 液体扩散——硫酸铜溶液在清水中扩散（30天前后对比） 固体扩散——煤堆墙角，墙角变黑扫不干净 【过渡语】分子在不停地运动，分子间还有间隙，那为什么固体和液体不会自动散开呢？这说明分子间还存在作用力。第三个核心观点——分子间既有引力又有斥力。 知识点三：分子间的作用力 【教师活动】前面我们知道了分子在不停地运动，而且分子间有空隙。那为什么固体和液体的分子不会飞散开、而是聚在一起保持一定体积呢？这说明分子间还存在相互作用的力。 【讲授】实验一——感受斥力：堵住注射器一端，用力将活塞向里推。你感到很大的阻力——说明分子间存在斥力（间距小时斥力为主）。实验二——感受引力：用力将两个铅块挤压在一起，然后在铅块下面挂上钩码——铅块没有被重物拉开！说明分子间存在引力（间距适中时引力为主）。 【讲授】分子间作用力的规律：分子间同时存在引力和斥力。①当分子间距很小（如压缩固体）→斥力>引力→表现为斥力；②当分子间距稍大（如拉伸）→引力>斥力→表现为引力；③当分子间距大于10倍分子直径→引力和斥力都极微弱，可忽略不计（气体分子间作用力基本为零）。 【讲授】固液气三态的微观解释：固态——分子间距最小，分子间作用力最强→分子只能在固定位置附近振动→有固定形状和体积。液态——分子间距较大，作用力较强但不能维持固定排列→有固定体积但无固定形状。气态——分子间距极大（>10倍分子直径），作用力可忽略→分子自由运动→无固定形状和体积，充满整个容器。 思考：为什么固体和液体分子不会飞散开？ 实验一：压缩注射器——感受分子间斥力 实验二：铅块挤压挂重物——感受分子间引力 环节三：例题精讲（10-15分钟） 例题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，柳絮飞扬 B. 夏天，荷花飘香 C. 秋天，落叶飘零 D. 冬天，雪花飘飘 【思路分析】扩散现象是分子无规则运动的宏观表现。A选项柳絮飞扬、C选项落叶飘零、D选项雪花飘飘都是宏观物体的机械运动（受重力、风力等影响），肉眼可见的颗粒运动不是分子运动。B选项荷花飘香——花香分子在空气中扩散，我们闻到的是分子运动的结果，属于扩散现象。判断关键：扩散→肉眼不可见的分子→"闻到""嗅到"等描述。 答案：B 【变式训练】请再列举两个生活中能说明分子在运动的实例。 解析：①打开醋瓶很快闻到醋味；②饭菜煮熟后满屋飘香；③糖放入水中搅拌后整杯水变甜。（答案不唯一，只要是扩散现象即可） 例题2：把50mL酒精和50mL水混合在一起，总体积______100mL（选填"大于""等于"或"小于"），这是因为______________________________________。把一块方糖放入热水中，方糖溶解且水变甜，这属于________现象；若放入冷水中，溶解速度变________，这说明________________________________。 【思路分析】第一问：水+酒精混合总体积<100mL——分子间有间隙，水分子和酒精分子互相填充了对方的间隙。第二问：方糖在水中溶解→扩散现象。温度影响：热水扩散快，冷水扩散慢→温度越高分子运动越剧烈。两问分别考查分子动理论的两个核心结论：①分子间存在间隙；②温度越高分子运动越剧烈。 答案：小于；分子间存在间隙；扩散；慢；温度越高分子运动越剧烈（扩散越快） 【变式训练】若把50mL的沙子和50mL的石头混合，总体积是否小于100mL？能否用分子动理论解释？ 解析：也是小于100mL，但不能用分子动理论解释。沙子和石头是宏观颗粒，它们混合后体积减小是颗粒间空隙填充的结果，不是分子级别的间隙。扩散现象必须用分子动理论解释——分子层面的运动。 环节四：课堂练习（5-10分钟） A组·基础巩固 练习1：年初森林公园的梅花开得好美，小雪不禁想起"墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是雪，为有暗香来"。漫步丛中，她闻到淡淡梅花香，其原因是（ ） A. 分子很小 B. 分子间存在引力 C. 分子在不停地做无规则运动 D. 分子间存存斥力 练习2：关于分子，下列说法正确的是（ ） A. 有的物质分子间无论距离大小都只存在引力 B. 水结冰后分子会保持静止 C. "酒香不怕巷子深"说明分子在不停地运动 D. "沙尘暴起，尘土满天"说明分子在不停地运动 练习3：下列现象说明分子间有斥力作用的是（ ） A. 煤堆在墙角时间长了，墙内部变黑了 B. 打开醋瓶后，很快嗅到醋味 C. 用手压面包，面包体积变小了 D. 封闭在容器中的液体很难被压缩 练习4：吸烟有害健康，国际卫生组织规定了"世界戒烟日"，无烟场所的标志处处可见。因为在公共场所一个人抽烟，其他人也会"被动抽烟"。试用分子动理论解释导致这种结果的原因。 B组·能力提高 练习5：破镜不能重圆的原因是：镜子破碎后，合在一起时断裂处绝大多数分子间的距离______（选填"很大"或"很小"），分子间的作用力______（选填"很大"或"几乎为零"），所以不能使破镜重新结合在一起。相反，将两块表面平整干净的铅块挤压后能粘在一起，是因为挤压使铅分子间的距离变得______，分子间______力起了主要作用。 环节五：课堂小结（2-3分钟） 【教师引导】分子动理论三个核心观点：①物质由大量分子、原子构成（直径约10⁻¹⁰m）；②分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象是宏观证据，温度越高运动越剧烈）；③分子间同时存在引力和斥力（间距决定谁占主导）。记住三个关键词：构成→运动→作用力。用这把"钥匙"可以解释几乎所有热现象！ 【课堂互动】快速抢答：我说一个现象，你们用分子动理论解释——"炒菜加盐很快入味""破镜不能重圆""海绵能被压缩"（第三个陷阱——海绵压缩是排出空气，不是分子间距变化！） 四、板书设计 第2节 分子动理论的初步知识 一、物质由大量分子、原子构成 → 分子直径：约10⁻¹⁰m（极其微小） 二、分子热运动——扩散现象 ①定义：不同物质相互接触时彼此进入对方 ②说明：分子在不停地做无规则运动 分子间存在间隙 ③影响因素：温度越高→分子运动越剧烈→扩散越快 ④气/液/固都能扩散（气体最快，固体最慢） 三、分子间的作用力 ①引力与斥力同时存在 ②间距小（压缩）→斥力为主（难压缩） ③间距适中→引力为主（铅块粘合） ④间距>10d→作用力忽略（破镜难圆） 五、教学反思 1. 学生能否正确区分"扩散现象"与"宏观运动"？柳絮飞扬、尘土漫天等例子是否能准确判断不是扩散？ 2. 分子间存在间隙（水+酒精混合<100mL）和气体压缩证明分子间有空隙——这两个实验的逻辑是否清晰？ 3. 分子间"同时"存在引力和斥力——学生是否容易产生"只有引力"或"只有斥力"的误解？注射器压缩和铅块挤压两个实验是否充分转变了错误前概念？ 4. 固液气三态的微观解释——学生是否能从分子间距和作用力的角度自主分析三态特征的成因？ 5. 本课概念性内容较多，学生的参与度如何——扩散实验和注射器/铅块实验是否让每个学生都有动手和思考的机会？ 6. "破镜不能重圆"的解释是一个常见考点——课堂中是否留出时间让学生根据分子动理论独立解释此现象？ 学科网（北京）股份有限公司 $