3.1分子动理论（1）（课件）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】

高教版《物理（通用类）》 主题三 热学基础 3.1 分子动理论（1） SZ-LWH 学习目标 1. 说出物质由大量分子组成，知道分子尺度的数量级，理解油膜法估测分子直径的思想。 2. 观察并解释布朗运动，说明它间接反映液体分子的无规则运动。 3. 解释扩散现象，归纳温度越高扩散越快，形成分子热运动的认识。 SZ-LWH 教材情境：两只茶碗中的水温 问题：两只茶碗中分别盛着冷水和热水。，不接触茶碗，怎样判断哪一碗水的温度更高？ 教师归纳：温度不同会影响墨水等物质的扩散快慢，宏观现象可以帮助我们认识微观运动。 SZ-LWH 物质由分子组成 物质由大量分子组成，分子很小，肉眼不能直接观察。 问题：铁块、液体和空气看起来不同，它们是否都由相同层次的微粒组成？ 结论：宏观物体都是由大量分子组成的；分子是保持物质化学性质的最小微粒。 SZ-LWH 分子尺度：从宏观到微观 分子直径很小，不能直接用普通刻度尺测量。教材采用转换法：把一滴油酸展开成单分子油膜，用体积和面积估算厚度。 方法要点：油膜尽量形成单分子层；测出油膜面积，再由体积与面积的关系估算分子直径。 一般物质分子直径约为纳米数量级，1 nm = 10-9 m。 SZ-LWH 油膜法估测分子直径 一滴油酸的体积： 把单分子油膜厚度近似看作分子直径: 测出油膜面积，再由体积与面积的关系估算分子直径。 SZ-LWH 布朗运动的发现 1827年，英国植物学家布朗观察到花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，这种运动后来被称为布朗运动。 问题：花粉颗粒本身没有主动运动，为什么在显微镜下仍然不停改变方向？ 教师归纳：布朗运动是悬浮微粒受到周围液体分子不平衡碰撞而产生的无规则运动。 SZ-LWH 观察布朗运动 教材实验：把稀释后的颜料溶液滴在载玻片凹槽中，盖上盖玻片，用显微镜观察悬浮微粒。 观察：微粒的位置不断改变，运动路线无规则。 实验结论：悬浮微粒的无规则运动间接反映液体分子的无规则运动。 SZ-LWH 即时练习 1. 油膜法中，油膜厚度近似表示什么物理量？ 答案：油酸分子的直径。 解析：油膜由尽可能薄的单分子层构成，厚度可近似看作一个分子的直径。 2. 为什么要把一滴油酸稀释后再滴入水面？ 答案：便于控制油酸用量并形成较大的单分子油膜。 解析：稀释和展开有利于得到可测量面积，减少直接测量微小长度的困难。 SZ-LWH 即时练习 1. 布朗运动说明了什么？ 答案：液体分子在不停地做无规则运动。 解析：悬浮微粒的运动是液体分子无规则碰撞的间接证据。 2. 下列说法中，能直接观察到的是哪一种运动？ 答案：悬浮微粒的布朗运动。 解析：液体分子的运动不能直接用普通显微镜观察，只能由布朗运动间接认识。 SZ-LWH 布朗运动的原因 液体分子不停地做无规则运动，从各个方向撞击悬浮微粒。 当微粒两侧受到的碰撞不平衡时，微粒就会改变速度和方向，形成布朗运动。 辨析：布朗运动不是液体分子本身的运动，而是悬浮微粒的无规则运动。 SZ-LWH 扩散现象 扩散：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。 教材案例：香水味传到教室各处，墨水在水中散开，紫砂壶泡茶时茶味进入水中。 教师归纳：气体、液体和固体都能发生扩散，说明分子永不停息地做无规则运动。 SZ-LWH 用归纳法认识分子运动 归纳法：从许多个别事实中概括出一般规律。 教材中的观察链：香水扩散、墨水扩散、茶味扩散等个别现象。 归纳结论：不同物态的物质都存在分子无规则运动。 SZ-LWH 温度对扩散的影响 实验比较：在约10 ℃和约90 ℃的水中同时滴入一滴墨水。 观察：热水中的墨水扩散得更快，冷水中的扩散较慢。 结论：温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散越快。 SZ-LWH 分子热运动 分子热运动：分子的无规则运动跟温度有关，这种运动叫作分子热运动。 固体、液体和气体中的分子都在不停运动，只是运动的自由程度不同。 教师归纳：温度越高，分子热运动越剧烈。 SZ-LWH 即时练习 3. 香水味能传到教室各处，说明发生了什么现象？ 答案：扩散现象。 解析：香水分子进入空气并向各处运动，属于气体扩散。 4. 温度升高时，扩散速度如何变化？ 答案：扩散加快。 解析：温度越高，分子热运动越剧烈，彼此进入对方的速度越快。 SZ-LWH 即时练习 5. 布朗运动的研究对象是液体分子吗？ 答案：不是，研究对象是悬浮在液体中的微粒。 解析：微粒的无规则运动反映液体分子的无规则运动。 6. 物质由分子组成与扩散现象有什么联系？ 答案：分子不停运动，使不同物质能够彼此进入，形成扩散。 解析：组成物质的分子具有无规则运动，扩散是其宏观表现。 SZ-LWH 教材原例：布朗运动的观察 观察稀释颜料溶液中的悬浮微粒，微粒不停改变位置和方向。说明这一现象并解释原因。 答案：这是布朗运动。 解析：液体分子不停运动，从各方向不平衡地碰撞悬浮微粒，使微粒做无规则运动；它间接反映液体分子的无规则运动。 SZ-LWH 课堂背诵 1. 物质由什么组成？ 答案：物质由大量分子组成。 2. 什么是扩散？ 答案：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象。 SZ-LWH 课堂背诵 3. 什么是布朗运动？ 答案：悬浮微粒在液体中的无规则运动。 4. 布朗运动说明了什么？ 答案：液体分子在不停地做无规则运动。 5. 温度对扩散有什么影响？ 答案：温度越高，扩散越快。 SZ-LWH 师生互动：冷热水情境 任务一：回到两只茶碗的情境，设计一个不直接接触茶碗的判断方法。 答案：向两碗水中同时滴入相同墨水，比较扩散快慢。 教师归纳：用宏观可观察的扩散速度差异，判断温度不同。 SZ-LWH 师生互动：布朗运动解释 任务二：为什么布朗运动能作为分子无规则运动的间接证据？ 答案：液体分子的无规则碰撞使悬浮微粒受到不平衡作用，微粒运动方向不断改变。 教师归纳：观察对象是微粒，解释对象是周围液体分子。 SZ-LWH 课堂练习 1. 关于分子动理论的下列说法，正确的是（　　）。 A．只有气体能发生扩散 B．布朗运动是液体分子的运动 C．物质由大量分子组成 D．温度越高，扩散越慢 答案：C。 解析：固体、液体和气体都能扩散；布朗运动是悬浮微粒的运动；温度越高扩散越快。 SZ-LWH 课堂练习 2. 关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）。 A．布朗运动说明微粒在主动游动 B．布朗运动是液体分子运动的直接观察 C．布朗运动是悬浮微粒受到液体分子不平衡碰撞形成的 D．温度越低，布朗运动越剧烈 答案：C。 解析：布朗运动的对象是悬浮微粒，是液体分子无规则运动的间接证据。 SZ-LWH 师生互动：扩散与温度 任务三：比较冷水和热水中的墨水扩散，并用分子热运动解释。 答案：热水中扩散更快，因为温度越高，分子热运动越剧烈。 教师归纳：宏观扩散快慢反映微观分子运动的剧烈程度。 SZ-LWH 课堂练习 3. 填空：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫作______。 答案：扩散。 解析：扩散可以发生在气体、液体和固体之间。 4. 填空：温度越高，分子热运动越______，扩散越______。 答案：剧烈；快。 解析：温度升高使分子运动加剧，宏观上表现为扩散加快。 SZ-LWH 课堂练习 5. 解释热水中的墨水比冷水扩散快的原因，并说明这说明了什么。 答案：热水温度高，分子热运动更剧烈，墨水扩散更快；这说明分子在不停做无规则运动。 解析：扩散是分子热运动的宏观表现，温度改变会改变扩散快慢。 SZ-LWH 课堂小结 物质组成 宏观物体由大量分子组成，分子尺度约为纳米数量级。 油膜法 用体积与面积估算单分子油膜厚度，得到分子直径。 布朗运动 悬浮微粒的无规则运动间接反映液体分子的无规则运动。 扩散与温度 气、液、固体都能扩散；温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快。 方法 用观察、归纳和转换法从宏观现象认识微观运动。 SZ-LWH 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 SZ-LWH $