新版高中物理選修3-3優秀教案完全本
第 7 章 分子運動理論
7.1 物質由大量分子組成
立體教學目標
1. 知識和技能
（1）知道一般分子直徑和質量的數量級；
（2）理解阿伏伽德羅常數的含義，記住它的數值和單位；
（3）懂得利用單分子油膜法估算分子的直徑。
2.過程與方法：利用單分子油膜法估算和測量分子大小，使學生理解物質是由大量分子構成的。
正義的價值觀。
3. 情感、態度和價值觀
教學困難
（1）讓學生了解并學會利用單分子油膜法估算分子大?。ㄖ睆剑?span style="display:none">n0R物理好資源網(原物理ok網)
（2）利用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子體積、直徑、分子數等）的方法。
教學輔助工具
（1）教學海報或幻燈片：水面上油膜單個分子的示意圖；離子顯微鏡下看到的鎢原子的分布模式；
（2）演示實驗：單分子油膜的演示：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直徑約20cm的圓形水槽，燒杯，畫有網格線的透明玻璃片。
明亮的塑料片材。
教學流程：
第一節 物質是由大量分子構成的
1. 熱科學簡介
（1）熱現象：與溫度有關的物理現象。例如熱膨脹和收縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服變干等。
（2）熱力學的主要內容：熱傳遞，熱膨脹，物理狀態的變化，固體、液體、氣體的性質等。
（3）熱力學基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，所以研究熱力學的基本理論是分子運動論、質量守恒定律、運動定律。
恒定規則。
2. 新課程教學
1、分子的大?。悍肿邮强床灰姷?，那么我們如何知道分子的大小呢？
（1）單分子油膜法是描述分子尺寸最粗略的方法。
演示：如果油在水面上盡可能地鋪開，可以認為在水面上形成了單分子油膜，可以通過載玻片觀察，并使用準備好的
在水面上放置方形透明薄膜，測量油膜面積，如圖1所示。
問題：已知一滴油的體積V，水面油膜的面積S，求該油分子的直徑是多少？（設分子直徑為d，則油滴的體積為
V，油膜面積為S，則d=V/S，據估算，分子直徑在10-10m數量級）
（2）利用離子顯微鏡測量分子的直徑。
看看物理教科書中的彩色插圖，鎢針尖端的原子分布圖案：插圖中心的亮點直接反映了鎢原子的排列。
計算得出的鎢原子間距為2×10-10m。如果假設鎢原子是逐個排列的，那么鎢原子之間的距離L等于
鎢原子的直徑d如圖2所示。
(3)不同方法測得的分子尺寸不完全相同，但數量級相同。
測量結果表明，一般分子直徑在10-10m數量級，如水分子直徑為4×10-10m，氫分子直徑為2.3×10-10m。
（4）分子的球形形狀是簡化問題的近似模型。實際的分子結構非常復雜，但通過估計分子尺寸的數量級，我們可以
我們對分子的大小有了更深入的了解。
2. 阿伏伽德羅常數
問題：我們在化學課上學到的阿伏伽德羅常數是什么意思？它的值是多少？有多少粒子（包括原子、
分子數、離子數等都是相同的，這個數叫做阿伏伽德羅常數，可以用符號NA來表示，NA=6.02×10
23
件/摩爾，大致
計算可用NA = 6×10
23
阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學家一直在用各種方法測量它，以得到它的準確值。
。
問題：摩爾質量和摩爾體積含義是什么？
如果已經知道分子的大小，粗略計算阿伏伽德羅常數并不困難。例如，1 mol 水的質量為 0.018 kg，體積為 1.8×10
-5
。
每個水分子的直徑為4×10
-10
m，其體積為（4×10－10）m
=3×10
-29
如果你想象一下水分子是一個一個地排列著。
怎樣計算1mol水所含水分子數？
3. 微觀物理量的估算
如果知道阿伏伽德羅常數，就可以估算出液體和固體的分子大小。我們假設液體和固體的分子大約為
逐一排列（對于氣體則不能這么假設）。
問題：1mol水的質量為M=18g，那么如何計算每個水分子的質量？
問題：已知鐵的相對原子質量為56，鐵的密度為7.8×10
公斤／米
，嘗試找出質量為 1g 的鐵塊中鐵原子的數量（取 1 個位置
還有一個問題：是否可以計算出鐵原子的直徑？
摘要：以上計算分子數目、分子直徑都需要借助阿伏伽德羅常數，因此可以說阿伏伽德羅常數是微觀世界與微觀世界的紐帶。
它是連接宏觀世界與微觀世界的橋梁，它把摩爾質量、摩爾體積等宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等微觀量聯系起來。
綁起來。
課堂練習：
（1）體積為10
-4
厘米
如果把一滴油滴到水中，鋪展成單分子油膜，油膜面積的數量級為（B）
A.10
厘米
B.10
厘米
C.10
厘米
D.10
厘米
（2）銅的密度為8.9×10
公斤／米
銅的摩爾質量為63.5×10
-3
kg/mol。體積為4.5立方厘米
一塊銅塊里含有多少原料？
并估計銅分子的大小。（3.8×10
23
、3×10
-10
米）
課程總結
（1）物體是由很小的分子構成的。這一結論有著堅實的實驗基礎。單分子油膜實驗等實驗就是上述結論的有力證據。
分子直徑為10-10m數量級。
（2）阿伏伽德羅常數是物理學中的一個重要常數，它的意義和值要牢記。
（3）學習計算微觀世界物理量（如分子數目、分子質量、分子直徑等）的一般方法。
人們可以測量宏觀物理量，并利用阿伏伽德羅常數作為橋梁，間接計算出微觀量，例如，可以通過物質的摩爾質量來計算分子量m。
質量 M 和阿伏伽德羅常數 NA 得出 m=M/NA。分子直徑可以通過物質的摩爾質量 M、密度 ρ 和阿伏伽德羅常數 NA 計算得出：
7.2 分子的熱運動
立體教學目標
1. 知識和技能
（1）了解并記住什么是布朗運動，知道影響布朗運動強度的因素，知道布朗運動產生的原因；
（2）知道布朗運動是分子隨機運動的體現；
（3）了解什么是分子熱運動，以及分子熱運動強度與溫度的關系。
2.過程與方法：分析總結布朗運動的原因，培養學生總結、分析、推理的能力。
通過對事故原因的分析，學生可以初步接觸運用概率統計的方法分析大量偶然事件的必然結果。
3. 情感、態度和價值觀
教學重點：通過學生對布朗運動的觀察，引導學生思考和分析布朗運動不是由于外界影響而引起的，而是由于液體分子撞擊微觀粒子引起的。
布朗運動是一種永無休止的不規則運動，反映了液體分子永無休止的不規則運動。這一系列結論
結論是本課的教學重點。
教學難點：學生觀察到的布朗運動不是分子運動，但間接反映了液體分子不規則運動的特點，這是課堂上的一個難點。
這個困難要從分析顯微鏡下看不到分子運動的問題入手，逐步解決。
教具：氣體與液體的擴散實驗：玻璃氣瓶和玻璃片，分別盛有二氧化氮和空氣；250mL水杯，盛有清水，紅色
墨水。
教學流程：
第二節 分子的熱運動
1. 推出新課程
演示實驗：
（1）將盛有二氧化氮的玻璃瓶垂直放置，與另一個玻璃瓶接觸高中物理選修3-5，你會看到二氧化氮氣體從下瓶逐漸膨脹到上瓶。
在臉瓶里。
（2）將一至兩滴紅墨水滴入燒杯中的清水中，紅墨水在水中逐漸擴散。
問：上述兩個實驗屬于什么物理現象？這些現象說明了什么？
摘要：以上實驗是氣體和液體的擴散現象。擴散是一種熱現象。它表明分子在不斷進行無規則運動。
擴散的速度和溫度有直接的關系，溫度越高，擴散越快，這個內容初中物理學過。
2. 新課程教學
1.布朗運動現象簡介
1827年，英國植物學家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發現花粉粒在水中不停地作不規則的運動。
這種粒子的不規則運動稱為布朗運動。不僅是花粉，還有其他物質，如墨水中的藤黃和碳粒子，這些懸浮在水中的小顆粒
存在布朗運動。
看課本上的圖，圖上畫了幾個布朗粒子的軌跡，指出這不是布朗粒子的軌跡，只是每隔30秒觀察一次而已。
事實上在這短短的30秒的時間里，粒子的運動也是非常不規則的，絕對不是直線運動。
2. 介紹布朗運動的幾個特點
（1）對布朗運動的連續觀察表明，在幾天甚至幾個月的時間內，只要液體不干涸，運動就不會停止。
布朗運動永遠不會停止，無論白天還是黑夜，夏天還是冬天（只要懸浮液沒有結冰）。
（2）不同類型的懸浮顆粒，例如花粉、藤黃以及墨水中的碳顆粒，都表現出布朗運動，這表明布朗運動不依賴于顆粒本身。
如果改變液體的類型，就不會發生布朗運動。
（3）懸浮顆粒越小，布朗運動越明顯，當顆粒較大時，布朗運動不明顯，甚至觀察不到。
(4) 隨著溫度的升高，布朗運動變得更加劇烈。
3.分析并解釋布朗運動的原因
（1）布朗運動不是由外界因素引起的，所謂外界因素是指溫度差、壓力差、液體振動等的存在。
問：如果液體兩端有溫差，液體如何傳熱？液體中的懸浮顆粒會定向運動還是隨機運動？
這樣的外界因素能產生布朗運動嗎？
摘要：當液體中存在溫差時，液體會通過對流傳遞熱量，使懸浮顆粒隨液體有方向性的移動，而布朗運動對不同顆粒的運動沒有影響。
運動條件不同，所以液體的溫度差不能產生布朗運動，例如液體的壓力差或者振動只能使液體產生定向運動。
懸浮在液體中的小顆粒的定向運動不是布朗運動。因此，可以推斷，外界因素的影響不是布朗運動的原因，而只是
這是由里面的液體引起的。
(2)布朗運動是由于液體分子從各個方向對懸浮在液體中的微小顆粒進行不平衡撞擊而引起的。
液體分子太小，肉眼無法看見，但液體中無數隨機運動的分子卻不斷相互碰撞。
當微小懸浮顆粒足夠小時，它會受到來自各個方向的液體分子的撞擊，失去平衡。如教科書中的插圖所示
顯示。
在某一時刻，微小粒子在某個方向上受到重擊貝語網校，于是它就向這個方向運動。下一刻，微小粒子又向另一個方向運動。
如果粒子在某個方向上受到的撞擊較強，它就會朝另一個方向移動。粒子在某一時刻受到的撞擊在某個方向上較強，這只是偶然現象。
這導致粒子的不規則布朗運動。
懸浮在液體中的粒子越小，在給定時刻與其碰撞的分子就越少。布朗運動粒子的尺寸約為10-6m。
當顆粒尺寸在10-10m數量級時，撞擊的不平衡現象更加明顯，因而布朗運動更加明顯。
粒子越大，某一時刻與其碰撞的分子數越多，碰撞效應的不平衡性就越不明顯，從而可以認為碰撞效應是平衡的。
因此，布朗運動并不明顯，甚至無法觀察到。
液體的溫度越高，分子的隨機運動越劇烈，微小顆粒間的碰撞越劇烈，碰撞越頻繁，引起布朗運動。
運動越激烈。
5.布朗運動的發現意義及原因分析
（1）布朗運動是懸浮在液體中的固體粒子的運動嗎？它是液體分子的隨機運動嗎？是什么導致布朗粒子隨機地相互碰撞？
布朗運動引起的不規則運動是什么？
總結：
（1）固體顆粒是由大量分子組成的高中物理選修3-5，仍是宏觀物體，在顯微鏡下看到的只是微小的固體顆粒，光學顯微鏡看不到分子。
布朗運動不是固體顆粒中分子的運動，也不是液體分子的隨機運動，而是懸浮在液體中的固體顆粒的隨機運動。
不規則運動的產生，是由于液體分子不規則運動對其影響的不平衡所致，因此布朗運動間接地證實了液體分子的不規則性。
然后鍛煉。
（2）布朗運動隨溫度升高而加劇。在擴散中，溫度越高，擴散越快。這兩種現象都是分子
由此可見，分子的不規則運動與溫度有關，溫度越高，分子的不規則運動越劇烈。
這種不規則的運動稱為熱運動。
課程總結：
（1）你需要知道什么是布朗運動。它是懸浮在液體中的固體顆粒的隨機運動，在顯微鏡下可以觀察到。
（2）了解布朗運動的三個主要特點：永無休止的無規則運動；粒子越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越強烈。
明顯的。
（3）布朗運動的原因：是由于液體分子不規則的運動對固體微小顆粒在各個方向上的不均勻撞擊而引起的。
（4）布朗運動間接反映了液體分子的無規則運動。布朗運動和擴散現象有力地表明，物體內部有大量分子在不斷運動。
不停地做不規則的動作。
課堂練習：
（1）下列關于布朗運動的論述中，哪一個是正確的？（C，D）
A.布朗運動是液體分子的熱運動。B.布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒中分子的隨機熱運動。
C.溫度越高，布朗運動越劇烈。D.懸浮顆粒越小，布朗運動越劇烈。
7.3 分子間相互作用
教學目標
（1）知道分子之間既有吸引力，也有排斥力，分子力是吸引力與排斥力的合力；
（2）知道分子力隨分子間距離變化的定性規律，知道當分子間距離為R0時分子力為零，知道R0的數量級；
（3）了解物質在固態、液態、氣態三種不同狀態下分子運動的特點；
（4）通過一些基本的物理事實和實驗推理，得出分子之間存在著引力和排斥力。這是一個基于事實和實驗的新結論。
思維過程就是邏輯推理，通過學習這部分知識，可以培養學生的推理能力。
教學重點：
（1）首先，通過一些實驗和事實證明分子之間存在間隙，分子之間存在引力和排斥力，從而推斷分子之間存在引力。
和排斥。
（2）其次，分子間的吸引力和排斥力是隨著分子間距離的變化而變化的，分子力就是吸引力和排斥力的綜合作用。
力與距離關系曲線的物理意義。
教學難點：直觀地理解分子間力與分子間距離關系曲線的物理意義。
教學輔助工具：
（1）證明分子之間存在間隙的實驗：一根長約1米、直徑約1厘米的玻璃管，20至30毫升加紅色顏料的酒精和水，以及一塊橡膠
15厘米長的U形玻璃管，支架，橡膠塞，紅色墨水。
（2） 演示分子間引力存在的實驗：兩個圓柱形鉛塊（兩端光滑，兩端刮擦）、一個支架和若干個掛鉤。一塊平板玻璃用細線綁住，
一個直徑20厘米的玻璃槽，里面裝滿水和一個彈簧秤。
（3）圖：r=R0，r>R0，r時分子力隨分子間距離及兩分子間距離變化的曲線 教學過程：
第 3 節 分子間相互作用
（一）開設新課程
分子動力學理論建立在堅實的實驗基礎之上，我們進行了單分子油膜實驗、離子顯微鏡觀察鎢原子分布等實驗。
通過經驗，我們知道物質是由非常小的分子組成的，分子大小為10
-10
m 數量級。我們還從擴散和布朗運動等實驗中知道，分子
分子處于不斷的無規則運動中，分子運動論也告訴我們分子之間存在相互作用，這個結論的實驗依據是什么？
相互作用力有哪些特點呢?這就是我們今天要學習的問題。
（二）新課程教學
1、分析推斷已知的實驗事實，得出分子之間存在引力的結論。
（1）演示實驗：
① 將水與酒精分別注入長玻璃管中，混合后總體積減小。
②U型管兩臂內裝有一定量的水（未裝滿水），堵住右端橡皮塞，繼續向左管內注入水，右管內水面以上的空氣被壓縮。