13.2 分子动理论的初步知识（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕分子动理论初步知识，以王安石《梅花》“暗香来”情境导入，通过花香传播问题引出物质由分子构成，再结合扩散实验等过渡到分子热运动及作用力，构建宏观现象到微观理论的学习支架。 其亮点在于以实验探究为主线，通过液体扩散、温度影响扩散速率、铅块引力等实验培养科学探究与科学思维，小结系统整合知识点助力物理观念形成。学生能直观理解微观概念，教师可依托清晰结构提升教学效率。

分子动理论的初步知识 人教版九年级物理 · 第十三章 第2节 《义务教育物理课程标准（2022年版）》 九年级物理 · 内能 同学们好，今天我们要学习第十三章第2节——分子动理论的初步知识。分子动理论是解释热现象的微观理论基础，它将帮助我们理解物质内部的微观世界。 要点：① 本节是热学的基础 ② 分子动理论解释热现象 ③ 从微观角度认识物质 时长：1 分钟 学习目标与内容导航 01 课程标准要求与核心素养 知道分子动理论的内容要求，理解四维核心素养目标 02 物质的构成 物质由分子、原子构成，分子直径约10⁻¹⁰m 03 分子热运动与扩散现象 气体、液体、固体的扩散实验，温度与扩散的关系 04 分子间的作用力 分子间的引力与斥力，分子间隙 05 固液气三态的微观特性 分子间距与作用力决定物质三态的特性 06 课堂练习与小结 巩固练习，总结分子动理论初步知识 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 了解了本节的主题后，让我们看看今天需要学习哪些内容。 本节课我们将从六个方面展开学习：首先是课程标准的要求与核心素养目标，然后依次学习物质的构成、分子热运动与扩散现象、分子间的作用力、固液气三态的微观特性，最后进行课堂练习与小结。 要点：① 六大学习板块 ② 由浅入深的知识结构 ③ 实验与理论相结合 时长：1 分钟 课程标准要求与核心素养 内容要求 物质主题 · 结构与尺度 • 知道常见的物质是由分子、原子构成的 • 知道分子在不停地做无规则运动 • 知道分子间存在相互作用力 学业要求： 能用分子动理论解释简单的热现象 教学提示： 通过扩散实验观察分子运动 通过铅柱实验感受分子引力 四维核心素养 物理观念 从微观视角认识物质结构，形成物质观念 能从分子层面解释扩散、物态变化等现象 科学思维 建构分子模型，理解"模型法"在物理中的应用 通过宏观现象推理微观本质 科学探究 观察扩散实验，获取证据、分析现象 设计对比实验探究温度对扩散的影响 科学态度与责任 认识科学本质，关注分子动理论的应用 了解扩散现象在生活中的利弊 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 首先，让我们了解课程标准对本节内容的要求。 根据《义务教育物理课程标准（2022年版）》，本节属于"物质"主题下的"结构与尺度"内容。我们需要知道物质由分子原子构成、分子在不停地做无规则运动、分子间存在相互作用力。同时，本节课将落实四维核心素养：物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。 要点：① 内容要求：分子构成、分子运动、分子作用力 ② 核心素养四维目标 ③ 能用分子动理论解释热现象 时长：2 分钟 情境导入 王安石的《梅花》 墙角数枝梅，凌寒独自开。 遥知不是雪，为有暗香来。 思考问题： 花香是怎么传播到远处的？ 梅花不惧严寒、傲然独放， 但我们却能闻到远处的花香。 这背后隐藏着怎样的微观奥秘？ 核心问题 物质是由什么组成的？分子是静止的吗？ 图13.2-1 绽放的梅花 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 课标要求我们理解分子运动，那么让我们从一个生活中的现象开始思考。 王安石在《梅花》中写道："墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。"[停顿] 同学们，我们没有看到梅花，为什么能闻到花香？花香是怎么传播到远处的？这说明物质内部可能存在某种微观的运动机制。 要点：① 从古诗引入 ② 花香传播问题 ③ 激发探究兴趣 时长：2 分钟 物质的构成 物质是由什么组成的？ 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。 现代科学研究： 常见的物质是由极其微小的粒子 ——分子（molecule）、原子（atom） 等构成的。 分子直径约 10⁻¹⁰m 人们通常以10⁻¹⁰m为单位来量度分子 分子如此之小，肉眼和光学显微镜都无法分辨！ 图13.2-2 电子显微镜下的金原子 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 要理解花香传播，我们首先要了解物质是由什么组成的。 两千多年前，古希腊思想家德谟克利特提出了原子论。现代科学告诉我们，常见的物质是由极其微小的粒子——分子和原子构成的。分子的直径大约只有10⁻¹⁰米，这是什么概念呢？如果把分子看成小球，10亿个分子排成一排才1米长！[停顿] 分子如此之小，肉眼甚至光学显微镜都无法分辨，但电子显微镜可以帮助我们观察到这些微小粒子。 要点：① 德谟克利特原子论 ② 分子直径10⁻¹⁰m ③ 电子显微镜可观察 时长：3 分钟 分子热运动 分子在不停地做无规则运动 13.2 分子动理论的初步知识 · 第二部分 [过渡] 了解了物质的构成后，我们来探究一个核心问题：分子是静止的还是运动的？ 分子热运动是分子动理论的核心内容之一。我们将通过实验来观察分子的运动。 要点：① 章节过渡 ② 引入分子热运动概念 时长：1 分钟 气体的扩散 实验现象与结论 二氧化氮密度比空气大， 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…… 实验现象： 两个瓶子内的气体会混合在一起， 最后颜色变得均匀。 扩散（diffusion） 不同的物质在互相接触时 彼此进入对方的现象。 图13.2-3 气体扩散实验装置 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 让我们通过实验来观察分子的运动。首先看气体的扩散实验。 二氧化氮是一种红棕色的气体，密度比空气大。按照常理，它应该下沉。但当我们抽掉玻璃板后，观察到什么现象？[互动] 两个瓶子内的气体会混合，最后颜色变得均匀。这说明二氧化氮分子进入了上面的瓶子，空气分子也进入了下面的瓶子。这种不同物质互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。扩散现象说明——气体分子在不停地运动！ 要点：① 二氧化氮密度大于空气 ② 抽掉玻璃板后气体混合 ③ 扩散定义 ④ 气体分子在运动 时长：4 分钟 液体和固体的扩散 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 硫酸铜的水溶液。 由于硫酸铜溶液密度比水大， 会沉在玻璃筒的下部。 实验现象： 静放几天，界面逐渐模糊。 说明液体分子也在运动。 固体扩散： 磨光的铅片和金片紧压在一起， 室温放置5年，互相渗入约1mm。 图13.2-4 液体扩散实验 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 扩散现象只在气体中发生吗？让我们看看液体和固体。 在液体扩散实验中，我们在清水下面注入蓝色的硫酸铜溶液。由于硫酸铜密度大，开始时有明显界面。但静放几天后，界面逐渐模糊——液体分子也在运动！更惊人的是固体扩散：把磨光的铅片和金片紧压在一起，5年后切开，发现它们互相渗入约1毫米深！[停顿] 这说明固体分子也在运动，只是速度非常慢。 要点：① 液体扩散：硫酸铜与水 ② 固体扩散：铅与金 ③ 扩散在三态中都能发生 时长：3 分钟 扩散快慢与温度的关系 实验对比 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。 实验现象： 热水中的墨水扩散得更快。 实验结论： 温度越高，分子运动越剧烈， 扩散越快。 分子热运动（thermal motion） 一切物质的分子都在不停地 做无规则的运动。 墨水扩散快慢与温度的关系 （教材演示实验） 热水 墨水扩散快 分子运动剧烈 冷水 墨水扩散慢 分子运动较缓 对比实验 相同墨水 · 相同时间 · 不同温度 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 扩散的快慢与什么因素有关呢？让我们做一个对比实验。 在热水和冷水中同时滴入一滴墨水，观察哪个扩散更快。[互动] 同学们猜猜看？实验结果是：热水中的墨水扩散得更快！这说明温度越高，分子运动越剧烈。我们把分子的这种无规则运动叫做"热运动"。一切物质的分子都在不停地做热运动，温度越高，热运动越剧烈。 要点：① 热水vs冷水对比实验 ② 温度越高扩散越快 ③ 分子热运动定义 时长：3 分钟 分子间的作用力 分子之间存在引力和斥力 13.2 分子动理论的初步知识 · 第三部分 [过渡] 分子在不停地运动，但固体和液体为什么没有飞散开呢？ 这是因为分子之间还存在作用力。让我们进入第三部分的学习。 要点：① 章节过渡 ② 提出分子间作用力问题 时长：1 分钟 分子间的引力 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。 实验结果： 甚至下面吊一个20kg的重物 都不能把它们拉开。 原因： 两个铅柱的分子之间存在引力。 固体和液体的分子之间存在引力， 这种引力使得固体和液体 能保持一定的体积。 图13.2-5 用铅柱吊起重物 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 让我们通过一个惊人的实验来感受分子引力。 将两个铅柱的底面削平、削干净，紧紧压在一起。结果如何？即使下面吊一个20公斤的重物，两个铅柱也不会分开！[停顿] 这是因为铅柱分子之间存在引力。固体和液体分子间的引力使它们不致散开，从而保持一定的体积。生活中，胶水粘合、水珠成球形、湿衣服贴在身上，都是分子引力的表现。 要点：① 铅柱实验 ② 分子引力使物质保持体积 ③ 生活实例 时长：4 分钟 分子间的斥力与间隙 分子间存在间隙 从扩散现象可以看出， 物体的分子不是紧密地 挤在一起，而是彼此间 存在间隙。 分子间存在斥力 既然分子间有间隙， 为什么压缩固体和液体 很困难呢？ 答案： 这是因为除了引力， 分子之间还存在斥力。 引力与斥力的表现 分子之间既有引力又有斥力。 当固体被压缩时： 分子间的距离变小， 作用力表现为斥力。 当固体被拉伸时： 分子间的距离变大， 作用力表现为引力。 固体分子间的距离小， 不容易被压缩和拉伸， 固体具有一定的体积和形状。 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 分子间只有引力吗？让我们思考另一个问题。 扩散现象表明分子间有间隙。但既然有间隙，为什么压缩固体和液体很困难呢？答案是：分子间还存在斥力！当分子距离变小时，斥力起主要作用；距离变大时，引力起主要作用。分子间既有引力又有斥力，就像连接两个小球的弹簧——压缩时表现为斥力，拉伸时表现为引力。 要点：① 分子间隙的存在 ② 压缩困难的原因 ③ 引力与斥力的平衡 时长：3 分钟 分子间距与物质三态 固态 分子间距离：很小 分子间作用力：很大 宏观特性： ✓ 有固定形状 ✓ 有固定体积 ✓ 不易被压缩 图13.2-6 液态 分子间距离：较大 分子间作用力：较小 宏观特性： ✗ 无固定形状 ✓ 有固定体积 ✓ 具有流动性 图13.2-8 气态 分子间距离：很大 分子间作用力：十分微弱 宏观特性： ✗ 无固定形状 ✗ 无固定体积 ✓ 具有流动性 图13.2-7 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 现在我们来综合理解固液气三态的微观特性。 固态分子排列紧密，距离很小，作用力很大，因此有固定形状和体积。液态分子距离较大，作用力较小，分子可以移动，所以有体积但没有固定形状。气态分子距离很大，作用力十分微弱，分子自由运动，所以既没有固定形状也没有固定体积。这就是三态差异的微观本质！ 要点：① 固态：紧密、作用力大 ② 液态：较松散、作用力较小 ③ 气态：自由、作用力微弱 时长：4 分钟 分子动理论的初步知识 通过以上分析及相关研究发现 物质的构成 常见的物质是由 大量分子构成的 分子热运动 物质内的分子在 不停地做热运动 分子间作用力 分子之间存在 引力和斥力 这就是人们用来解释热现象的 分子动理论的初步知识 各种热现象的微观本质都是分子的热运动 例如：空气从气体变为液体时，体积大大减小 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 让我们用一张图来总结分子动理论的初步知识。 分子动理论包含三个核心要点：第一，物质由大量分子构成；第二，分子在不停地做热运动；第三，分子间存在引力和斥力。各种热现象的微观本质都是分子的热运动。从气体变液体、液体变固体，本质上都是分子热运动减弱、分子间作用力增强的结果。 要点：① 三大核心要点 ② 热现象的微观本质 ③ 分子动理论的应用 时长：3 分钟 课堂练习（一） 练习 1 把分子看成小球，将它们一个挨一个地紧密平铺成一层，组成一个单层分子的正方形， 边长为1 cm。这个正方形中约有多少个分子？ 练习 2 扩散现象跟人们的生活密切相关。它有时有用，如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中； 它有时又有害，如人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染。 请你分别列举一个扩散现象有用和有害的实例。 练习 3 两个杯子中分别盛有质量相等的冷水和热水，向其中分别放入同样的糖块， 经过相同的时间后，请推断哪杯水会更甜。为什么？ 💡 提示：思考分子运动与温度的关系 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 理论学完了，让我们通过练习来巩固所学知识。 练习1：计算1cm边长的正方形中约有多少个分子。提示：分子直径约10⁻¹⁰m。练习2：列举扩散现象有用和有害的实例。练习3：判断冷水和热水哪个更甜。同学们先独立思考，然后我们可以讨论。 要点：① 分子数量估算 ② 扩散现象的应用与危害 ③ 温度对扩散的影响 时长：4 分钟 课堂练习（二） 练习 4 把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数。然后使玻璃板水平接触水面， 稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的示数有什么变化？请你说说示数变化的原因。 练习 5 在注射器里封有相同体积的空气和水。用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说说为什么。 提示：从分子间作用力的角度分析。 练习 6 下表归纳了物质固、液、气三态的微观特性和宏观特性，请完成这个表格。 物态 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积 固态 （待填写） 很大 （待填写） （待填写） 液态 较大 较大 （待填写） （待填写） 气态 很大 （待填写） （待填写） （待填写） 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 继续完成剩下的练习。 练习4：玻璃板接触水面后测力计示数变化——这是分子引力的体现。练习5：压缩空气和水——气体分子间作用力微弱，液体分子间斥力大。练习6：完成固液气三态的对比表格。请同学们认真思考，将微观特性与宏观特性联系起来。 要点：① 分子引力的实验验证 ② 气体与液体压缩性差异 ③ 三态特性对比 时长：4 分钟 课堂小结 物质的构成 物质由分子、原子构成，分子直径约10⁻¹⁰m，肉眼和光学显微镜无法分辨 分子热运动 分子在不停地做无规则运动（热运动），温度越高运动越剧烈，扩散现象可证明 分子间作用力 分子间存在引力和斥力，分子间有间隙，固液气三态微观特性不同 分子动理论 分子动理论可以解释各种热现象，各种热现象的微观本质都是分子的热运动 核心要点 物质由分子构成 + 分子在热运动 + 分子间有作用力 = 分子动理论的初步知识 分子动理论的初步知识 · 九年级物理 [过渡] 练习完成了，让我们回顾本节课的核心内容。 今天我们学习了分子动理论的初步知识：物质由分子原子构成，分子直径约10⁻¹⁰m；分子在不停地做无规则热运动，温度越高运动越剧烈；分子间存在引力和斥力，分子间有间隙。这三个要点构成了分子动理论的基础，可以解释各种热现象。 要点：① 物质的构成 ② 分子热运动 ③ 分子间作用力 ④ 分子动理论的应用 时长：3 分钟 谢谢观看 思考与探索：分子世界还有哪些奥秘？ 人教版九年级物理 · 第十三章 第2节 分子动理论的初步知识 《义务教育物理课程标准（2022年版）》 [过渡] 今天的课就到这里。 分子世界充满了奥秘，分子的运动、分子间的相互作用，构成了我们看到的物质世界。希望同学们课后继续思考：分子世界还有哪些奥秘等待我们去探索？下节课我们将继续学习内能的相关知识。 要点：① 课程总结 ② 激发进一步探索兴趣 ③ 预告下节课内容 时长：1 分钟 $