這是小學(xué)數(shù)學(xué)第一節(jié)的分子熱運動學(xué)項目，共11頁。 學(xué)習(xí)案例主要包括情境創(chuàng)設(shè)、新課衍生、新課教學(xué)、課堂總結(jié)、板書設(shè)計、教學(xué)反思等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1、知識與技能：
（1）能簡單地說明物質(zhì)是由分子和原子組成的。
(2)通過實驗得知，所有物質(zhì)的分子都在不斷地隨機(jī)運動。
(3)可以從分子熱運動的角度來識別和解釋擴(kuò)散現(xiàn)象。
(4)知道分子之間存在相互排斥作用。
2、工藝流程及方法：
（1）通過對宏觀現(xiàn)象和微觀機(jī)制的推理，初步認(rèn)識本研究方法；
(2)了解分子動力學(xué)理論的初步知識。
3. 情感心態(tài)和價值觀：
（1）了解探索微觀奧秘的途徑，從宏觀熱現(xiàn)象分析其微觀機(jī)理；
（2）借助微觀模型解釋更宏觀的熱現(xiàn)象過程，體驗成功的喜悅。
主要困難
要點：（1）分子的熱運動。
(2)了解分子熱運動速度與濕度的關(guān)系。
難點：（1）通過了解直接感知的現(xiàn)象，推導(dǎo)出難以直接感知的事實。
(2)分子間的吸引力和相互作用同時存在
教學(xué)流程
1.創(chuàng)設(shè)情境，汲取新教訓(xùn)
周日，小明來到父親家過節(jié)，發(fā)現(xiàn)父親家的奶柜里有一瓶醋泡雞蛋。 調(diào)皮的小明趁爸爸不注意，把“軟雞蛋”沖洗干凈，放入清水中。 奇怪的！ “軟蛋”一點一點地“胖”起來。 你能解釋一下這其中的奧秘嗎？
2.新課教學(xué)
知識點1：物質(zhì)的組成
提出問題：展示玻璃并思考。 如果瓶子被打碎了，碎片還是玻璃嗎？ 如果經(jīng)過多次分割物理分子熱運動練習(xí)題，顆粒會變得越來越小。 如果繼續(xù)分裂，還有極限嗎？
討論交流：小組交流討論材料的變化，以及小組無限分裂時出現(xiàn)的情況。
綜上所述：
(1)保持物質(zhì)原有性質(zhì)不變的最小粒子稱為分子或原子。
(2)普通物質(zhì)都是由極其微小的粒子——分子和原子組成的。
(3)分子的大小通過分子的半徑來判斷，分子的大小一般以10-10m為單位進(jìn)行測量。
知識點2.分子熱運動
1、擴(kuò)散現(xiàn)象
活動一
示范一：班主任打開香爐，讓附近的中學(xué)生聞一聞。
問：你能聞到香味嗎？ 為什么？
演示實驗2：將一個空杯子倒置在盛有紅棕色二氧化碳的杯子中，并取下覆蓋二氯甲烷瓶的玻璃板。
觀察思考：里面的空瓶子出現(xiàn)藍(lán)色現(xiàn)象說明什么？ 把空瓶子倒過來，杯子里裝滿紅棕色的二氧化碳，重新做實驗，是否可以得出同樣的推論？
推論：里面的空瓶是黑色的，說明空瓶里面有氯氣和二氧化碳的分子，并且分子在運動。 這個實驗是擴(kuò)散現(xiàn)象。 如果顛倒過來，就不能得出同樣的推論。 由于二氧化碳密度較高，在重力作用下會向上運動，很難證明分子在運動。
摘要： 不同物質(zhì)接觸時相互步入的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散現(xiàn)象。
交流討論：在我們的日常生活中，擴(kuò)散現(xiàn)象是很常見的。 讓我們在小組之間進(jìn)行交流和討論。 你能舉幾個例子嗎？
活動二
問一個問題：二氧化碳可以擴(kuò)散，那么液體和固體也可以擴(kuò)散嗎？
演示實驗3：用滴管將兩滴紅墨水分別注入兩個裝有冷水和冷水的燒瓶中。
觀察并思考：觀察到什么現(xiàn)象？ 說明了哪些問題？
推論：說明液體之間也可以發(fā)生擴(kuò)散，擴(kuò)散的速度與物體的溫度有關(guān)。
拓寬和延伸：結(jié)合演示實驗，討論教材P3 13.1-3中解釋的問題。 如果實驗中鹽酸銅堿液下面放了水，還會影響實驗效果嗎？
活動三
提問：固體分子之間也會出現(xiàn)類似的現(xiàn)象，請與朋友分享和討論。
綜上所述：
(1)表明二氧化碳、液體、固體接觸后都能進(jìn)入對方的內(nèi)部。 這些現(xiàn)象稱為擴(kuò)散現(xiàn)象。
(2)擴(kuò)散速度的原因與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散速度越快。
(3)擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子不斷地隨機(jī)運動； 分子之間有間隙。
案例：福州，東亞文化之都，風(fēng)景秀麗。 如圖所示情況，能解釋分子不規(guī)則運動的是（）
A. 天柱山天竺葵枯葉歸根 B. 紅曉村油菜花茶飄香
C. 清源山五彩秋葉如夢 D. 九仙山松果羅瓊花
【提示】分子運動是微觀運動，肉眼看不見。 它是通過宏觀的色、香、味間接體現(xiàn)出來的； 機(jī)械運動是宏觀運動。 由此來分析、解答。
【自我回答】
【方法歸納】分子的隨機(jī)運動不能直接觀察到，而是通過宏觀的色、香、味來間接反映。 只要是我們能看到的運動，都屬于宏觀機(jī)械運動。 我們平常看到的陽光下飛揚(yáng)的塵埃和滾滾濃煙，并不能解釋分子的無規(guī)則運動。
知識點3：分子間的斥力
問題一：固體和液體的分子不斷地隨機(jī)運動，分子之間也有間隙，但為什么分子不是飛舞飄動，而是聚集在一起？
演示實驗4：將兩根鉛柱的底面壓平并清理干凈，然后將它們壓緊在一起，兩根鉛就結(jié)合在一起了。
實驗五：取出準(zhǔn)備好的注射器，擰開注射器，拔出柱塞，用大手指堵住注射器一端，用力按壓柱塞，感覺如何？ 將活塞內(nèi)的空氣用水置換，再做一次，感覺如何？
總結(jié)：分子之間存在著相互吸引力和作用力
擴(kuò)大延伸：
示范六：讓中學(xué)生拿一根彈簧，感受拉、壓時手上所受的力。 之后，班主任拿了兩個乒乓球，中間放了一個彈簧，告訴中學(xué)生用這個模型來比較兩個相連的分子。 班主任操作，請中學(xué)生回答。 當(dāng)彈簧拉長時，分子間的距離減小物理分子熱運動練習(xí)題，排斥力充當(dāng)吸引力； 當(dāng)彈簧壓縮時，分子間的距離減小，排斥力充當(dāng)主動力； 當(dāng)彈簧未施力時，吸引力=作用力。
綜上所述：
(1)分子間同時存在吸引力和作用力，同時存在和消失。
(2)無交感作用下分子間斥力的特點：
如果d指的是“分子間的距離”； r指的是“分子之間的平衡距離”
然后還有：
①當(dāng)d=r時，平衡距離處F吸引=F排斥。
②當(dāng)d<r時，F(xiàn)吸引<F排斥，力起主要作用。
③當(dāng)d>r時，F(xiàn)吸引>F排斥，重力起主要作用。
④當(dāng)d>10r時，分子間斥力很弱，可以忽略不計。
問題2：結(jié)合P5的13-1-5、6、7，討論交換教材中物質(zhì)三態(tài)的分子模型。 以表格形式比較三種物質(zhì)狀態(tài)的分子排列的不同特征。
綜上所述：
典型案例分析：從分子斥力的角度，談?wù)劇捌歧R重圓”是否真能發(fā)生。
[提示]分子間距離與分子間的距離有關(guān)。 當(dāng)分子間的距離足夠大時，分子間的排斥力就不存在。
3. 課堂總結(jié)
本節(jié)首先回顧了物質(zhì)是由分子組成的知識（這部分知識中學(xué)生在物理課上已經(jīng)學(xué)過），讓中學(xué)生對分子體積之小和物體中數(shù)量巨大的短毛印象深刻。 隨后，通過演示擴(kuò)散現(xiàn)象，中學(xué)生可以從宏觀現(xiàn)象出發(fā)，用推理去感知“一切物質(zhì)的分子都在不斷地?zé)o規(guī)則運動”。 通過實驗比較一滴紅墨水在熱水和冷水中的擴(kuò)散速度，中學(xué)生可以得出結(jié)論：溫度越高，分子的運動越劇烈，從而產(chǎn)生熱運動的概念。 同時，為下節(jié)研究溫度與內(nèi)能的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。 通過演示實驗和類比，讓中學(xué)生了解分子之間存在相互排斥作用。
4、黑板設(shè)計
第一節(jié) 分子的熱運動
五、教學(xué)反思
本部分是為了中學(xué)生在學(xué)習(xí)了宏觀物體的相關(guān)知識后，進(jìn)一步探索和學(xué)習(xí)微觀世界的知識，為之前學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能及相關(guān)知識做好鋪墊。 但由于分子的運動無法直接觀察和探索，因此本課程主要采用實驗為主，計算機(jī)模擬為輔。 本節(jié)考察的知識和技能內(nèi)容比較具體。 在學(xué)習(xí)過程中，主要目的是充分調(diào)動中學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，注重中學(xué)生的分析和討論。 在班主任指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，以“提出問題——實驗探究——分析歸納——得出推論”的思維過程為主線進(jìn)行教學(xué)，有利于培養(yǎng)中學(xué)生的邏輯思維能力和總結(jié)能力。
同步練習(xí)：
1.關(guān)于分子運動理論的知識，下列說法不正確的是（）
A.加水時，炒菜變咸的速度比泡菜快，說明分子運動的速度與溫度有關(guān)
B. 0°C 冰塊中的分子是靜止的
C、50ml酒精和50ml水充分混合且總體積大于100ml
D. 手中的筆尖不易被壓縮或拉伸，說明分子間同時存在力和引力
答案：B
2.下列說法正確的是（ ）
A.掃地時灰塵飛揚(yáng)，說明分子在不規(guī)則運動
B、“破鏡重圓”是因為固體分子之間只有力
C、蛋糕能捏扁，說明分子間有間隙
D、煮紅茶蛋時，雞蛋很快就會變咸，說明溫度越高，分子運動越劇烈
答案：D
3、“N95”濾嘴（如圖）對半徑0.075um±0.020um的非干燥顆粒物（??如煙霧、PM2.5、飛沫、微生物）過濾效率達(dá)到95%以上。 它由三層組成：外吸水層、中過濾層、內(nèi)硫水層。 則下列說法正確的是（ ）
A、新型冠狀病毒通過飛沫傳播是分子運動
B、過濾效率高，因為口料分子之間沒有間隙
C、中間過濾層通過工藝帶靜電，可提高顆粒物的吸附能力
D、外吸水層能有效吸收呼出的水蒸氣，說明分子間存在作用力
答案：C
4、將干凈的玻璃板掛在測功機(jī)下方，讀取測功機(jī)的指示。 讓玻璃板水平接觸海面，然后用一點力向下拉玻璃板（如圖），發(fā)現(xiàn)測力計上的讀數(shù)減小。 原因是 （ ）
A. 玻璃板受到重力 B. 玻璃板受到壓力
C. 玻璃板承受大氣壓力 D. 玻璃分子和水分子之間存在相互作用力
答案：D
5、對于圖中所示的情況，下列說法正確的是（）
A、圖A：注射器內(nèi)的液體很難被壓縮，說明液體分子之間不存在間隙
B、圖B：用手?jǐn)D壓海綿，海綿的體積變小，并不意味著分子之間有間隙
C. 圖C：雪花在飛舞，這意味著分子在隨機(jī)運動
D、丁圖：在做“墨水滴入水底”的擴(kuò)散實驗時，水溫越高，墨水?dāng)U散得越快
答案：D
6、學(xué)習(xí)了分子動力學(xué)理論后，小明總結(jié)了日常生活中許多與分子動力學(xué)理論相關(guān)的現(xiàn)象。 下列概括中正確的是（）
A、“花氣打人，突然變暖”說明分子的熱運動與濕度有關(guān)
B、人造木板膠粘劑中的甲醛擴(kuò)散到空氣中導(dǎo)致環(huán)境污染
C、用透明膠把紙上的錯字去掉，因為膠水和紙之間有相互的作用力
D、“破鏡重圓”是指分子間的距離太大，排斥力顯得很弱
答案：D
7、元宵節(jié)吃月餅是我國許多地區(qū)的傳統(tǒng)習(xí)俗。 “粽葉香”，說明分子有； 荷葉上的兩滴水珠靠得很近時，常常會被手工結(jié)合在一起。
答：分子間存在引力擴(kuò)散，不停地隨機(jī)運動
8、取兩根干凈、表面光滑的鉛柱，使它們緊密接觸并壓緊，下面可以掛一盞吊燈而不分開，這意味著它們之間存在分子； 將氧化長玻璃管裝滿一半水，注入酒精，關(guān)閉管口，翻轉(zhuǎn)數(shù)次，發(fā)現(xiàn)水和酒精的總體積增加，說明分子的存在； 如圖所示，將兩個裝有空氣和紅棕色二氧化碳?xì)怏w（ρ二胺碳>ρ空氣）的玻璃瓶相互連接，中間用玻璃板隔開，拉出架子后，兩個瓶中的二氧化碳變成紅棕色，這表明分子就位； 對于玻璃瓶的三種擺放方式（如圖），您認(rèn)為擺放方式最不合理。
答：引力分子之間存在間隙，它們不斷地隨機(jī)運動。 狀態(tài)B
9、密度板是由木纖維和粘合劑制成的人造薄板，常用于加工成燈具。 其生產(chǎn)過程依賴于粘合劑和木纖維兩個分子之間的相互作用力。 劣質(zhì)粘合劑富含甲醛、苯等較多有毒物質(zhì)，會造成室外環(huán)境污染。 這是由于室外空氣中有毒物質(zhì)的現(xiàn)象造成的。 這些現(xiàn)象在夏天非常嚴(yán)重，因為溫度越高，分子運動越快。
答案：猛烈引入并擴(kuò)散
10、圖中所示的實驗是我們在學(xué)習(xí)分子動力學(xué)理論時所做的一些實驗：
圖a：濃硝酸銅氨水與清水的界面一開始非常清晰，幾天后兩液混合均勻；
圖b：玻璃板下表面接觸海面，發(fā)現(xiàn)拉力小于玻璃板重力；
圖c：充分混合后的水和酒精的總體積大于混合前的水和酒精的總體積；
圖d：將紅色墨水滴入水底，可以看到它浮在水底；
圖e：將兩個底部干凈平整的鉛錘緊緊壓在一起，兩個鉛錘仍然會結(jié)合在一起，下面懸掛的重物不會將它們拉開。
(1) 圖中兩個實驗具有相同的動機(jī)產(chǎn)生實驗現(xiàn)象，實驗表明：
(2) 圖中兩個實驗具有相同的動機(jī)產(chǎn)生實驗現(xiàn)象，實驗表明： 。
答案：（1）ad分子不斷地隨機(jī)運動（2）be分子之間存在萬有引力
物質(zhì)的狀態(tài)
微觀特征
宏觀特征
分子間距離
分子間排斥力
是否有一定的形狀
有一定的體積嗎
固體狀態(tài)
較小
很大
有
有
液體
更大
更大
沒有任何
有
氣態(tài)
很大
非常弱
沒有任何
沒有任何