新人教版九年级物理上册第13第1节分子热运动教案 (2)

分子热运动

教学目的

1．了解分子动理论的初步知识。 2．了解扩散现象的重要意义。 3．培养学生抽象思维能力。 教学重点

分子动理论的三个要点。 教学难点

宏观的物理现象揭示了物质的微观结构。 教具

广口瓶、玻璃片、二氧化氮气体、量筒、清水和硫酸铜溶液、分子内聚力演示器、钩码 教学过程

(一)引入

上一章中的滚摆实验说明了动能和势能可以相互转化。但是大家也看到了滚摆上升的高度一次比一次小，最终停下来。滚摆的机械能哪里去了？

一个乒乓球在地面上往返跳，最终停下来，乒乓球原来具有的机械能哪里去了？ 一粒飞行的子弹具有动能，子弹打中物体后留在物体内，子弹原有的机械能哪里去了？ 这些物体的机械能没有了，机械能转化为其他形式的能枣内能。

内能，顾名思义，这种能一定在物的内部。所以我们先学习物质内部的结构。 (二)分子动理论

1．我们在化学课中已经学过，物质由大量分子构成。分子是保持物质化学性质的最小微粒。

分子很小，用肉眼是不能直接观察到的。分子小到什么程度，通过以下的数据可以说明。一克的水中含有大约3×1022个水分子；体积是1厘米3的空气中大约有207×1019个分子；如果把分子看作球形，一般的分子的直径是百亿分之几米，即把百亿个分子一个挨一个的排成一队，才只有几米长。这些数据足以说明分子是非常小的，而组成物质的分子数目的非常多的。这就是分子动理论的第一个要点：物质由大量分子组成。

2．分子永不停息地做无规则运动。

物质由大量分子构成，分子的数目非常之大，体积非常之小，这就为我们直接研究大

量分子的状态带来了困难。但是我们可以通过某些实验间接地窥探到物质内部分子的情况。

(1)实验：气体的扩散。（边讲述、边实验）这个广口瓶中充满了红棕色的二氧化氮气体，用玻璃片盖住。上面用一个充满空气的广口瓶口向下放在玻璃片上，二氧化氮气体的密度比空气大。现在把两个瓶口之间的玻璃片抽出，注意观察发生什么现象。（学生观察后再回答）

我们发现下面的瓶子中气体的红棕色变浅，上面的瓶子中气体的颜色也渐渐变成了浅的红棕色。直到两个瓶子中的气体颜色均匀了为止。

装有空气的瓶子中颜色变深，说明二氧化氮气体的分子运动到空气中去了。而空气的一部分分子运动到下面的瓶子中去了。最后两种气体均匀地混在一起。像这样，不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象有力地说明了气体的分子是不停地运动。

(2)实验：液体的扩散（边演示、边讲述）。不仅气体能发生扩散现象，液体也能发生扩散，只是比气体扩散的慢很多。量筒中装硫酸铜溶液，上面装有一半清水，水的密度小，在上面。二者之间的界限很清晰。我们盖上盖子，过几天再来观察液体的扩散现象。

液体的扩散现象说明了液体分子是不停地运动。 (3)固体也能发生扩散。

扩散现象说明物质的分子永不停息地做无规则运动。这是分子动理论的第二个要点。 3．分子间有相互作用的引力和斥力

扩散现象不仅说明分子不停地运动，也说明物体中分子之间有孔隙；才能使其他物体的分子“有孔可入”、“有缝可钻”。

分子之间有间隙，为什么不散开反而聚合在一起呢？我们通过下面的实验来说明。 (1)实验：铅块分子间的吸引力（边演示、边讲述）。这是两个铅块，我们用小刀把它们的表面切平、切干净，然后用力把铅压紧。松开手后两个铅块结合在一起，在铅块下挂一个钩码也不能把它们拉开。

这个实验说明了分子之间存在着吸引力。但是这种引力只有在分子间距离很近时才明显，这就是实验前必须把铅块表面切平的道理。

(2)分子之间有引力，而且分子之间又有空隙，那么为什么固体和液体的体积又很难被压缩呢？这是因为分子之间不但有引力，同时还有斥力的缘故。

分子之间既有引力同时又有斥力，这一点很难理解。其实，引力和斥力并不是大小相等且同时存在的。引力和斥力的作用范围不同。一般地说，当分子间距离小于10-10米时，斥力起主要作用；当分子间距离大于10-10米时，引力起主要作用。这就如同是两个小球之间用一个弹簧相连，小球相距10-10米。当小球距离缩短时，斥力为主；当小球间距离增

大时，引力为主。

分子间的引力和斥力都随距离的增大而迅速减小，当距离增大到分子直径的10倍时，分子之间的作用就变得十分微小，可以忽略不计。气体分子就是如此，可以认为气体间的分子之间没有相互作用力。

分子动理论的第三个要点是物质的分子之间有相互作用的引力和斥力。 (三)总结

分子动理论的基本要点有三个：一是物质由大量分子组成；二是分子永不停息地做无规则运动；三是分子之间有相互作用的引力和斥力。

扩散现象说明了分子永不停息地做无规则运动，它是分子运动的实验基础。

通过物体的宏观现象可以提示物质内部的微观结构，这是物理学中研究物质结构的常用的思想方法。

(四)布置作业 (1)复习课文。

(2)习题1和2。（盛重光） 说明

一、按照教学大纲的要求，本课时的教学内容属于“知道”这种较低层次的。但是分子动理论确是分子物理学和热学的基础。学生能真正了解分子动理论的基本要点，无疑对进一步学习高中物理和了解有关物体的内能是有好处的。所以，建议教师努力创造演示实验的条件，准备丰富的带有趣味性的材料，以提高学生的学习兴趣，真正知道分子动理论的内容。

二、分子动理论实属研究物体的微观结构。但是分子之小、数量之大、运动状态之千差万别，瞬息万变，致使我们根本无法逐个去研究。借助于物体的宏观特性的研究，间接地窥探物质的微观结构，这是统计物理的基本研究方法。所以应从现在开始，向学生渗透这种科学方法，对开发学生智力、培养能力是大有裨益的。

三、液体扩散的实验需要的时间过长，远不是一课时所能完成的。但是建议给学生演示，也是有好处的。

《分子热运动》

课题 §13～1 分子热运动 本节内容主要是通过学生观察实验和生活实例展现，让学生经历了“问题—思考—探究实验—结论”的过程，很好地体现了新课标让学生体验知识的形成，在发展过程中主动获取知识的精神，培养了学生观察和分析的能力。根据本节内容的特点，结合学生的实际情况，为了更好地突出重点、突破难点，设计思想 利用扩散实验和分子间作用力的实验，引导学生参与实验过程，以激发学生的学习兴趣。为了让学生能够达到学以致用，掌握分子动理论知识，应用分子动理论分析典型实例。本节通过使用宏观的物理现象揭示物质的微观结构，渗透物理学的思想和方法。 学生已具备一定的运用所学知识解决简单实际问题的能力，且学生已有的有关力及运动方面的知识为本节内容的学习提供了知识基础。学生已基本能够学情分析 运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。这为本节课的学习提供了有利的方法保证。学生还存在着一定的思维障碍。例如：分子间同时存在着引力和斥力；用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。 按照教学大纲的要求，本课时的教学内容是属于“知道”这种较低层次的。但是分子动理论是分子物理学和热学的基础，学生能真正了解分子动理论的基教材分析 本要点，无疑对进一步学习高中物理和了解有关物体的内能是有好处的。所以，努力创造演示实验的条件，准备丰富的带有趣味性的材料，以提高学生的学习兴趣，真正了解分子动理论的内容。 1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 知识与 2．能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 教学 目标 技能 3．知道分子热运动的快慢与温度的关系。 4．知道分子之间存在相互作用力。 1．通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

过程与 2．通过演示实验使学生知道物体温度越高，分子热运动越剧烈。 方法 3．通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力。 情感态用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可度与价以认识无法直接感知的事实。 值观 教学 重点：通过对演示实验的观察、分析、推理，了解分子动理论的初步知识。 重点 难点：从对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。 难点 教学 实验探究法、讨论法、观察对比法。 方法 使用香水、盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片、烧杯4个、硫酸铜溶液、漏斗、分子器材 内聚力演示器、钩码、针管、红墨水、冷水、热水、滴管、多媒体课件 课时 1课时

教学过程设计 教学 教师活动 环节 引入：（课前在教室的地面上偷偷地洒一些香水） ◆探究活动1： 在教室内喷洒香水，请同学们讨论香味是如何传播的？ 活动 激发兴趣从学生熟知的现象学生设计意图 思考、 入手来分析，符交流 合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究。 一、引入 新课 盛夏时节，百花绽放。四溢的花香引来了长喙天蛾，它们悬浮在空中吸食花蜜。花香是如何传播的呢？ 其实不是气味跑到了我们的鼻子里，而是一些带有香味的分子，进入空气中，向各个方向散布开来。当它们到达我们的鼻子里时，我们就会闻到香味。 一、物质的构成： 通过视频了解物质的构成。 分析 归纳 通过教师的问题设置，进一步激发了学生的学习兴趣。 二、探究 新知 成的。 2．分子的大小：直径约为10m。 3．分子间有空隙。 二、分子热运动： -10 1．常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构思考、交流、 总结

1．扩散现象：不同物质互相接触时，彼此进入对方的 现象。 ◆探究活动2：扩散现象 学生通过 (1)气体扩散实验（盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、 玻璃片）：将空瓶子倒扣在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。 观察、 实验现象：一段时间后，两瓶气体彼此进入对方，颜色混合均匀，变为浅红棕色。 实验结论：气体分子在不停运动。 (2)液体扩散实验（演示实验结合视频）（烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗）在烧杯里装一半清水，水下面注入硫酸铜溶液。硫酸铜溶液的密度比水大，沉在下部，可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面。 思考、 讨论、 总结 实验现象：一段时间后，硫酸铜溶液和水混合均匀。 实验结论：液体分子在不停运动。 (3)固体扩散实验(视频) 观察、 思考、 教师的“演示”讨论、 实验和学生参与总结 实验有机的结合，激发兴趣。 宏观的物理

实验现象：几年后电子显微镜下观察到的合金。 实验结论：固体分子在不停运动。 观察、 现象揭示物质的思考、 微观结构，渗透2．一般情况下，固体之间的扩散最慢，气体之间的扩 讨论、 物理学的思想和散最快。 总结 方法。 3．扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做 无规则运动。（同时也说明分子间有空隙） ◆探究活动3： 影响扩散快慢的因素（烧杯2个、红墨水、冷水、观察、 热水、滴管）：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯底注入红墨水。 思考、 讨论、 总结 实验现象：热水杯的颜色先变得均匀。 实验结论：温度越高、分子无规则运动越剧烈，扩散得越快。 4．影响扩散快慢的因素：温度。 5．分子无规则的运动叫分子的热运动。 三、分子间的作用力： ◆探究活动4：分子间的作用力 (1)分子间有引力（内聚力演示器、钩码）：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开。（请学生亲身感受力的大小） 分析、 学生通过 归纳、 教师的“演示”结论 实验和学生参与实验有机的结合，激发兴趣。 宏观的物理现象揭示物质的观察、 微观结构，渗透思考、 物理学的思想和

讨论、 方法。 总结 实验现象：磨光的两铅柱紧压对接在一起，下面挂很重的物体也不能将它们分开。 实验结论：分子间有引力。 (2)分子间有斥力 实验现象：针管里的气体压缩到一定程度后，很难再被压缩。 实验结论：分子间有斥力。 观察、 思考、 讨论、 1．分子间存在引力 总结 学生通过 教师的“演示”实验和学生参与实验有机的结合，激发兴趣。 宏观的物理现象揭示物质的微观结构，渗透物理学的思想和方法。 宏观表现：固体、液体能保持一定体积，不致散开。 2．分子间存在斥力 宏观表现：固体、液体很难被压缩。 类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球，分析分子间作用力。 3．分子间作用力与分子间距离(r)有关： r ＜平衡距离时，表现为斥力； r ＞平衡距离时，表现为引力； r ＞10倍平衡距离时，作用力很微弱，可以忽略。 引导学生归纳分子动理论内容。 四、分子动理论及应用

1．内容： (1)物质由分子组成； (2)分子在永不停息地做无规则运动； (3)分子间存在相互作用的引力和斥力。 2．应用： 例：用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素。 利用视频了解固态、液态、气态的微观模型， 讨论、 思考、 回答 讨论、 思考、 回答 应用分子动理论解决实际问题。 培养学生归纳能力。 引导学生归纳。 五、固态、液态、气态的微观模型 1．固态物质：分子排列紧密，分子间作用力强，分子虽然做无规则运动，但位置相对稳定。 2．液态物质：分子间作用力比固体小，分子没有固定位置，运动比较自由。 3．气态物质：分子间距很大，高速向周围运动，分子间作用力很小。 1．下面说法正确的是（ ） A．扩散现象只能在气体之间发生 三、巩固 B．物体温度越高，分子热运动越剧烈 练习 C．分子之间只存在引力 D．液体容易流动，说明液体分子间只存在斥力 2．下列现象属于扩散的是（ ） 思考、 回答 加深对知识的理解。

A．冰熔化为水 B．埋在地下的铁管，过一段时间生锈了 C．打开香水瓶，香味四处飘逸 D．沙尘漫天 3．请将表格填充完整： 微观特征 物态 分子间距离 较大 较大 分子间作用力 很大 较大 宏观特征 有无固定形状 有无固定体积 一、基本知识：分子动理论 思考、 四、课堂 固态、液态、气态的微观模型 回答、 堂小结，使知识小结 二、基本技能：通过宏观现象分析微观问题。 交流 三、基本方法：观察法、对比法 五、知识 小论文：奇妙的微观世界 延展 六、布置 教材：P6动手动脑学物理1～5 作业 §13～1 分子热运动 板书 设计 一、物质的构成 二、分子热运动 三、分子间的作用力 四、分子动理论及应用 五、固态、液态、气态的微观模型

归纳 景，置疑引新。 讨论、 创设问题情更具系统性。 学生通过课 固态 液态 气态