新人教版高中物理选修3-3精品教案 全册
第七章 分子动理论
7.1 物质是由大量分子组成的
三维教学目标 1、知识与技能
（1）知道一般分子直径和质量的数量级；
（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位； （3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
2、过程与方法：通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。形成正确的唯物主义价值观。
3、情感、态度与价值观
教学重难点
（1）使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法； （2）运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
教学教具
（1）教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样；
（2）演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。
教学过程：
第一节 物质是由大量分子组成的
（一）热学内容简介
（1）热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。 （2）热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。
（3）热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。
（二）新课教学
1、分子的大小：分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？
（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。
提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？（如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m） （2）利用离子显微镜测定分子的直径。
看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。
1
（3）用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。
测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。 （4）分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。
2、阿伏伽德罗常数
提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？明确1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数， NA=6.02×10个／mol，粗略计算可用NA=6×10个／mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）
提问：摩尔质量、摩尔体积的意义？
如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，1mol水的质量是0.018kg，体积是1.8×10m。每个水分子的直径是4×10m，它的体积是（4×10－10）m=3×10m。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。 如何算出1mol水中所含的水分子数？
-10
3
-29
3
-53
23
23
3、微观物理量的估算
若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。
提问：1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？
提问：若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8×10kg／m，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位
3
3
有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子的直径是多少来？
总结：以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。
课堂练习：
（1）体积是10cm的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（B）
2
-4
3
A.10cm
2
2
B.10cm
3
42
C.10cm
323
62
D. 10cm
-3
3
-10
82
（2）已知铜的密度是8.9×10kg／m，铜的摩尔质量是63．5×10kg／mol。体积是4．5cm的铜块中，含有多少原子？并估算铜分子的大小。（3．8×10， 3×10m）
课堂小结
（1）物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10－10m的数量级。
（2）阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记住。
（3）学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，得到m=M／NA。通过物质摩尔质量 M、密度 ρ、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径：
7.2 分子的热运动
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