内容正文:
第13章 内能
人教版2024•九年级物理全一册
第2节 分子动理论的初步知识
学习目标
1.通过宏观现象分析,进一步推理出分子都在不停地做热运动、分子之间存在作用力,提升科学推理能力。
2.通过建构物质微观结构模型来解释宏观现象,提升用所学模型分析常见的物理问题的能力。
1.基于观察和实验,提出有依据的猜想与假设。
2.能正确表述实验结果,通过比较与分析得出初步实验结论.
1.通过分析生活中的实例和实验,知道物质是由分子、原子等构成的,形成初步的物质观念。
2.知道分子动理论的基本观点,能用这些知识解释自然界的有关现象,形成初步的运动和相互作用观念。
通过实验,激发了解微观世界的好奇心,感受到物理研究是建立在观察、实验和推理基础上的创造性工作。通过对分子间存在作用力的理解,学会辩证地看待问题。
3.科学探究:
4. 科学态度
与责任:
2.科学思维:
1.物理观念:
重点:
分子动理论的初步知识。
难点:
理解分子间存在作用力。
教学重点和难点
?
问题
展示教科书的图片“绽放的梅花”,朗读《梅花》。
提出问题:诗人通过花香确定从远处看到的是梅而不是雪,你知道花香是怎么传播到远处的吗?
梅花
[北宋] 王安石
墙角数枝梅,
凌寒独自开。
遥知不是雪,
为有暗香来。
导入新课
物质的构成
一
(1)常见的物质是由大量极其微小的粒子——分子、原子等构成的。
(2)分子很小,人用肉眼甚至光学显微镜都分辨不出它们,必须借助电子显微镜观察。分子设想成球形的,它的直径分子直径约为百亿分之几米。
1.物质的构成:
分子直径数量级为 10-10 m。
物质是由什么组成的?
电子显微镜下的金原子
一滴水中大约含有 1.67×1021 个水分子,
说明分子很小分子很小且数量巨大。
注意:肉眼也可见的物质微粒如灰尘都不是分子。
演示实验1:
思考:构成物质的分子是紧密排列在一起的吗?
酒精和水充分混合后,液面低于标记处,即总体积减小。
物质的构成
一
实验过程:先向试管中注入适量的水,再注入染色红酒精,使液面与标记处相平;然后用塞子堵住试管口,把试管倒置几次,使酒精和水充分混合后。
分子间存在间隙
一
物质的构成
先在锥形瓶内装入适量的红豆,再将小米倒入,使总体积到达标记处;然后盖上盖子,把锥形瓶倒置几次后。
演示实验2:
红豆和小米彼此进入到间隙中,总体积变小。
物质的构成
一
(3)构成物质的分子并非紧密地排列在一起,分子之间是存在间隙的。
引导学生采用类比的方法,通过分析、推理感知相应的微观现象
1.下列关于分子的说法中正确的是 ( )
A.分子是组成物质的最小微粒,它是不可再分的
B.分子由原子组成,所以原子才是组成物质的最小微粒
C.分子是保持物质化学性质的最小微粒
D.灰尘是很小的分子,所以分子用肉眼可以看见
C
练一练
思考:构成物质的分子是静止的还是运动的?
分子热运动
二
演 示
气体的扩散
二氧化氮的密度比空气大。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,观察发生的现象。
二氧化氮能进入上面的瓶子里吗?
最后两个瓶子气体颜色变得均匀,
颜色变浅了
说明:二氧化氮与空气接触后,气体分子在不停地运动着,彼此进入了对方的结果。
分子热运动
二
1.扩散现象:
不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象, 叫做扩散。
德谟克利特
2.扩散现象表明:一切物质的分子都处在永不停的无规则运动
10 日后
20 日后
30 日后
开始时
液体扩散现象
举例:春暖花开,花香扑鼻
花的香味分子在空气中发生了扩散
扩散:
分子运动的宏观表现
堆煤炭的墙壁
二
实验前
叠放在一起
5 年后互相渗入约 1 毫米
铅块
金块
金块
金块
固体扩散现象
铅块
铅块
3.气体、液体、固体都可以发生扩散。
实验归纳
分子热运动
二
分子热运动
你能说出生活中气体间扩散的例子吗?(请从固体、液体、气体方面举例)
医院里刺鼻的药水味
梅花花香
将盐放入水中,水变咸了;腌制咸鸭蛋;炒菜加盐味后菜入味
注:尘土飞扬、雪花飞舞、雾霾等都不属于扩散现象
被污水污染的池塘
红墨水滴在热水中
扩散的快慢与温度有关吗?如何设计一个实验去研究。
二
发现什么规律?
分子热运动
演 示
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。
扩散的快慢与温度有什么关系?
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。这种无规则运动叫作分子的热运动。温度越高,分子运动越剧烈。
扩散的快慢与温度有关,
热水中的红墨水扩散得比较快。
二
分子热运动
【典例1】
下列现象中 ,说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.糖块放入水中,水变甜了
B.洒水车将水喷洒在地面上
C.扫地时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞
D.沙粒放入水中,水变浑浊了
点拨:构成物质的分子在不停息地做着无规则运动,这种运动是自发形成的,并不是在外力(如重力等动力)作用下形成的,发生扩散现象时,物质以分子的形式彼此m]进入对方的,有时我们容易把一些大颗粒的机械运动误认为是分子运动,把这些颗粒运动产生的现象说成是扩散现象,这种错误的观点要引起注意。
答案:A
学以致用
【知识拓展】分子运动与物体机械运动的区别
项目 现象及实质
分子
运动 分子运动是微观现象,扩散、蒸发等是分子运动的结果。
物体
机械运动 物体运动是宏观现象,飞扬的灰尘、液体和气体流动等现象都是物体运动的结果。
分子热运动
二
学以致用 分子热运动——解释现象
咸菜腌制要数十天入味,炒菜一会就咸了,你知道什么原因吗?
因为温度越高扩散越快
分子间的作用力
三
【演示实验】
用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记住测力计的读数。使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的读数有什么变化?解释原因。
【归纳总结】
固体和液体的分子聚合在一起,保持一定的体积是因为分子之间有引力。
分子间的作用力
三
实验观察2
【归纳总结】
铅块分子聚合在一起,保持一定的体积是因为分子之间有引力。
实验观察1
【归纳总结】
液体和固体很难进一步被压缩,是因为分子之间有斥力。
分子间的作用力
三
实验表明,分子间同时存在引力和斥力。
三、分子间的作用力
(1)弹簧被压缩,相当于分子之间的距离 时,作用力表现为 。
(2)弹簧被拉长,相当于分子之间的距离 时,作用力表现为 。
(3)弹簧处于自然状态,相当于分子处于平衡状态,引力 斥力,合力为0。
(4)弹簧被拉直,不能恢复原状,相当于分子相距很远,作用力就变得 。
变小
斥力
变大
引力
极其微弱
等于
分子间引力和斥力的作用规律
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
纵轴表示分子间的作用力
分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,且斥力总比引力随r的增大而减小得快。
横轴表示分子间的距离
正值表示F斥
r0是引力、斥力的平衡点
大约为10-10 m
负值表示F引
分子间的作用力
三
分子间的作用力
三
物质三态的微观特征和宏观特征
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。
固液气三态的分子间距
固体分子间距小
液体分子间距
气体分子间距
探索新知
物质的三种状态对比
物态 微观特性 宏观特性
分子间距离 分子间作用力 分子热运动特点 有无一定形状 有无一定体积 有无
流动性
固态 很小 很大 在平衡位置附近做无规则运动 有 无 无
液态 较小 较大 无固定位置,
运动比较自由 无 有 有
气态 较大 极小 除碰撞外,做
匀速直线运动 无 有 有
分子间的作用力
三
分子动理论:
①常见的物质是由大量的分子、原子构成的;
②物质内的分子都在不停地做热运动;
③分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
归纳总结
1.酒精和水混合后体积减小,说明分子间存在引力。
2.黄豆与芝麻混合后总体积变小,说明分子间黄豆有间隙。
3.红墨水在水中散开,说明分子间有斥力。
4.一根铁棒很难被拉断,这说明铁棒的分子间只存在引力。
5.形成雾霾天气的罪魁祸首是“PM2.5”分子微粒。
6.海绵容易被压缩,说明分子间有间隙。
7.破镜不能重圆,说明分子间存在斥力。
8.在光学显微镜下看到细菌在活动,说明分子在运动。
( 说明分子间存在间隙 )
( 它们不是分子 )
( 说明分子在不停地运动)
( 引力和斥力是同时存在的)
( 不是分子,PM2.5是2.5微米)
( 是海绵多孔结构原因,不能说明分子级别现象)
( 原因:肉眼可见缝隙分子间距太大,作用力太小 )
( 细菌是有生命的机械运动,并非分子运动)
易错点辨析
分子动理论的初步知识
课堂小结
物质是由大量分子、原子等构成的。
分子很小,分子直径数量级为 10-10 m=0.1nm。
物质的三态特点
扩散
现象
定义:
不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。
物质的分子间存在间隙。
一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动
温度越高,分子运动越剧烈。
物质的构成
分子热运动
说明:
分子间的作用力
分子间同时存在引力和斥力
分子间距离变小,斥力大十引力
固态物质分子间距离小,作用力很大
1.下列现象中,能用分子热运动知识来解释的是( )
A.春天,柳絮飞扬 B.夏天,槐花飘香
C.秋天,落叶飘零 D.冬天,雪花飘飘
2.小明学习了分子热运动以后,对抽烟的爸爸说:“吸烟有害健康。我和妈妈都在被动吸烟。”小明这样说的科学依据是( )
A.分子很小 B.分子在不断运动
C.分子之间有间隙 D.分子之间有作用力
B
B
课堂练习
3.气体容易被压缩,是由于气体分子之间的________ _ ;但气体也不能无限制地被压缩,是由于分子间存在_______ 的缘故。
距离较大
斥力
4.如图所示,荷叶上的小水珠接触时,它们会自动粘合成一个大水珠,说明( )
课堂练习
A.分子在运动 B.分子间有间隙
C.分子间有斥力 D.分子间有引力
【知识点】分子间作用力的现象、分子之间存在间隙、分子的热运动
【详解】分子间存在引力和斥力,两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在着引力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
D
课堂练习
5.如图,两个底部削平的铅柱紧压后能提起重物并且不被重物拉开,主要原因是( )
A.分子直径很小
B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力
D.分子间存在间隙
B
6.三月中旬,小驿同学周末出去游玩时发现确山薄山水库附近的村庄,到处充满着油菜花香,这是___________现象,正午天气晴朗相比夜晚的时候,花香更加浓郁,飘散得更快,造成这一现象的原因是:___________越高分子无规则运动越剧烈。
温度
扩散
课堂练习
7.用如图1的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。
(1)为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 瓶。(填“A”或“B”)
(2)根据 现象可知气体发生了扩散。扩散现象说明气体分子 。
B
A瓶中气体颜色变深,B瓶中气体颜色变浅
在不停地做无规则运动
7.如图所示,是某种物质的三种状态的分子微观模型,下列说法正确的是( )
课堂练习
A.图甲很难被压缩,是因为分子间只存在斥力
B.图乙具有流动性,没有固定的形状
C.图丙分子间没有任何作用力
D.物质从甲直接变为丙的过程叫凝华
【详解】甲:分子排列紧密、有固定结构,为固态;乙:分子间距适中、无固定排布,为液态;丙:分子极度分散、间距很大,为气态。
A.固体难被压缩,是因为分子间距离小时斥力大于引力,并非只存在斥力;分子间同时存在引力和斥力,故A错误;
B.乙是液态,液体具有流动性,没有固定形状,有固定体积,故B正确;
C.丙是气体,分子间作用力十分微弱,但不是完全没有作用力,故C错误;
D.甲是固态,丙是气态,从固态直接变为气态叫升华,凝华是气态直接变固态,故D错误。 故选B。
B
课堂练习
8.下列现象用分子动理论的观点解释,其中正确的是( )
A.落叶在风中飞舞表明空气分子在不停地做无规则运动
B.铁块很难被压缩表明分子间没有间隙
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.水和酒精混合后总体积减少表明分子间有引力
C
能力提升
9.通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实,是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测,符合事实的是( )
A.海绵被挤压后总体积变小推测出分子间有间隙
B.炒菜比腌菜容易咸,说明温度越高分子运动越剧烈
C.固体很难被拉长推测出组成固体的分子间存在斥力
D.液体很难被压缩推测出组成液体的分子间存在引力
B
感谢聆听!
Lavf57.62.100
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