人教版高中物理选修3-3全册教案7.2 分子的热运动

课题 7.2分子的热运动 课 型 课 时 新授课 1 1．理解布朗运动以及影响布朗运动激烈程度的因素和布朗运动产生的原教学 因。 目标 2．理解分子的热运动概念，掌握分子热运动的激烈程度与温度的关系。 3．通过对布朗运动的观察和分析，培养学生概括、分析能力和推理判断能力。 1．重点是通过对布朗运动的观察，思考、分析概括出布朗运动产生的原教 学 重 点 难 点 因。 2．难点是布朗运动不是分子运动，但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。 教 学 准 备 （一）引入新课 实验演示：在一杯净水中，滴入一二滴红墨水后，红墨水在水中逐渐扩展开来。 提问：上述实验属于什么物理现象？这现象说明什么问题？ 在学生回答的基础上总结：上述实验是液体的扩散现象，在气体中也存在。教 学 过 程 扩散现象是一种热现象，它说明分子在做永不停息的无规则运动。而且扩散现象的快慢直接与温度有关，温度高，扩散现象加快。这些内容在初中物理中已经学习过了。 （二）新课教学 1．布朗运动现象 1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。不只是花粉，其他的物质如墨汁中的炭粒等，在水中都有布朗运动存在。 介绍课文P73实验：显微镜下观察布朗运动，展示多媒体课件。让学生看教科书上图，图上画的几个布朗颗粒运动的路线，指出这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30秒观察到的位置的一些连线。实际上在这短短的30秒内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。 250毫升水杯内盛有净水、红墨水；多媒体课件。 2．布朗运动的特点 （1）连续观察布朗运动，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不干涸，就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻），永远在运动着。所以说，这种布朗运动是永不停息的。 （2）不同种类悬浮颗粒，如花粉、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于颗粒本身。且悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显。颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。 （3）布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。 3．布朗运动产生的原因 （1）布朗运动不是由外界因素影响产生的，所谓外界因素的影响，是指存在温度差、压强差、液体振动等等。 分层次地提问学生：若液体两端有温度差，液体是怎样传递热量的？液体中的悬浮颗粒将做定向移动，还是无规则运动？温度差这样的外界因素能产生布朗运动吗？ 归纳总结学生回答，液体存在着温度差时，液体依靠对流传递热量，这样悬浮颗粒将随液体有定向移动。但布朗运动对不同颗粒运动情况不相同，因此液体的温度差不可能产生布朗运动。又如液体的压强差或振动等都只能使液体具有定向运动，悬浮在液体中的小颗粒的定向移动不是布朗运动。因此，推理得出外界因素的影响不是产生布朗运动的原因，只能是液体内部造成的。 （2）布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。 多媒体课件展示：液体中许许多多做无规则运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒，当微小颗粒足够小时，它受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。如教科书上的插图所示。 在某一瞬间，微小颗粒在某个方向受到撞击作用强，它就沿着这个方向运动。在下一瞬间，微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强，它又向着另一个方向运动。任一时刻微小颗粒所受的撞击在某一方向上占优势只能是偶然的，这样就引起了微粒的无规则的布朗运动。 悬浮在液体中的颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越小。布朗运动微粒大小在10-6m数量级，液体分子大小在10-10m数量级，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，以至可以认为撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。 液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。 5．布朗运动的发现及原因分析的重要意义 （1）结合上面的讲解分析提问学生：布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒分子的运动吗？是液体分子无规则运动吗？布朗微粒是被谁无规则撞击而造成的？布朗运动间接地反映了谁的无规则运动？ 综合学生回答归纳总结： （1）布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。光学显微镜观察不到液体分子，太小了。 （2）布朗运动随温度升高而愈加激烈，在扩散现象中，也是温度越高，扩散进行的越快，而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。 作 业 布 置 1．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的运动。 2．布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗课堂总结 运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 3．产生布朗运动的原因：是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 4．布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 思考P75（1）（2）（3）