高中物理选修3-3_第7章《分子动理论》整章课件

1、新课标人教版课件系列,高中物理 选修3-3,第七章 分子动理论,7.1物体是由大量 分子组成的,教学目标,1在物理知识方面的要求： （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培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。 1,3,5 3渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。,二、重点、难点分析 1重点有两个，其一是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；其二是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。 2尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。 三、教具 1幻灯投影片或课件：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

2、样。 2演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。,分子动理论的基本内容： 1、物质是有大量分子组成 2、分子永不停息的做无规则热运动 3、分子间存在着相互作用的引力和斥力,一、分子的大小,放大上亿倍的蛋白质分子结构模型,利用纳米技术把铁原子排成“师”字,1分子大小的估测单分子油膜法,单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径,如何得知油酸体积？,如何得知油膜面积？,用单分子油膜法测得分子直径的数量级为,利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为,注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为上面数值，以后无特别说明，我们就以上面数值作为分子直径的数量级,二、阿伏加德罗常数,1阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.,2阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁,微观量的估算方法,1、固体或者液体分子的估算方法：

3、 对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，1mol任何固体或液体都含有NA个分子，其摩尔体积Nmol可以认为是NA个分子体积的总和。,如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径d,练习：课本P5 3,微观量的估算方法,2、气体分子间平均距离的估算： 气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距 离就等于小立方体的边长L，即： （d并非分子的直径）,练习：课本P5 4,微观量的估算方法,3、物质分子所含分子数的估算： 关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数,例题：,已知空气的摩尔质量是， 则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）,解析 :,空气分子的平均质量为：,2成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：,所吸入的分子数为：,课堂小结,物质是有大量分子构成的： 1、分子很小，直径数量级1010m （

4、单分子油膜法测直径） 2、分子的质量很小，一般数量级为1026 kg 3、分子间有间隙 4、阿佛加德罗常数：NA6.011023mol1,（1）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量m0,（其中，VA为摩尔体积,为物质的密度）,（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目N,（3）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体积 V0,7.2分子的热运动,教学目标,知识目标： ( 1 )了解扩散现象是由于分子的热运动产生的。 ( 2 )知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。 ( 3 )知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素。 （）注重理论联系实际，勤观察、多思考，养成良好的学习习惯。 能力目标： 分析综合能力，理解推理能力，实验能力 情感态度价值观： 唯物主义世界观，尊重事实 教学重点、难点 扩散现象 布朗运动 教具：显微镜（大于500倍），火柴，电源接线，布朗运动演示仪（气体）,讨论问题,1、分子运动的激烈程度与什么因素有关？ 2、什么是扩散现象，它说明了什么？ 3、布朗运动指的是什么运动？ 4、为什么说布朗运动间接反映了液体分子 永不停息的无规则运动？ 5、布朗运动

5、的激烈程度与哪些因素有关？,1、分子运动的激烈程度与什么因素有关？,分子运动的激烈程度与温度有关,2、什么是扩散现象，它说明了什么？,扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的 现象。,扩散现象直接说明了组成物体的分子总是永不 停息地做无规则运动。,3、布朗运动指的是什么运动？,气体、液体和固体都会发生扩散现象,布朗是英国的一位植物学家。1827年布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作无规则运动。布朗经过反复观察后，写下了这样的一段文字：“我确信这种运动不是由于液体的流动所引起，也不是由于液体的逐渐蒸发所引起，而是属于粒子本身的运动。”,布朗的发现一经公布，就引起了科学界的轰动，在以后的几十年里，众多的物理学家经过大量的观测和研究，终于科学的解释了布朗运动，揭示了自然界普遍存在的分子运动的奥秘，使人类认识产生了飞跃。人们为了纪念这个发现，便把悬浮在液体中的花粉的无规则运动命名为布朗运动。,为了进一步证实这种看法，布朗把观察的,对象扩大到一切物质的微小颗粒，结果发现，一切悬浮在液体中的微小颗粒，都会作无休止的不规则运动。,观测到的现象,做

6、布朗运动的小颗粒虽然不是分子，但是它的无规则的运动间接反映了液体分子的无规则运动。,产生原因：先看下面的实验,液体是由许多液体分子组成，分子不停地做无规则运动，和微粒碰撞，对微粒产生撞击力，微粒受到各个方向的撞击作用不平衡时，微粒就做无规则运动，微粒越小，不平衡性就越明显。,注意,1、布朗运动是固体微粒的运动，而不是固体分子 的运动，也不是液体分子的无规则运动。,2、固体微粒的运动时不规则的，图11-4中并不是 微粒运动的轨迹，而是每隔一段时间的位置的 连线。,3、任何固体微粒悬浮于液体中，在任何温度下都 会做布朗运动。,为什么颗粒越小，布朗运动越明显？,颗粒越小,每一瞬间受到液体 分子撞击的数目少,受力极易不平衡,颗粒越大,同时跟它撞击 的分子数多,受力的平均效果互相平衡,质量大，惯性大,运动状态难改变,布朗运动的激烈程度与什么因素有关？,布朗运动的激烈程度 与固体微粒的体积， 质量及液体的温度有 关，体积、质量越小，温度越高，布朗运动越激烈,第二节 分子的热运动,悬浮在液体中的微粒的无规则运动,颗粒越小，布朗运动越明显,液体温度越高，布朗运动越激烈,实 验 基 础,是液体分子无规则

7、运动的间接反映,布朗运动,扩散,直接说明组成物体的分子在永不停 息的做无规则的运动,原因:小颗粒受周围液体(气体)分子撞击不 平衡的无规则性.,1.“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。则布朗运动是指：（ ） A：液体分子的运动； B：悬浮在液体中的固体分子的运动； C：悬浮在液体中的固体颗粒的运动； D：液体分子和固体分子的共同运动；,C,C,3、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（ ） A、与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈； B、与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，越激烈； C、与温度有关，温度越高布朗运动越激烈； D、与观察时间长短有关，观察时间越长，运动趋于平缓。,AC,4、较大的颗粒不做布朗运动是因为（ ） A、 液体分子停止运动； B、液体温度太低； C、跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用 平衡; D、分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态,CD,5、关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（ ） A、布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体 中发生; B、布朗运动和扩散现象都是分子的运动； C、布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显； D、布朗运动和扩散现

8、象都是永不停息的,CD,6. 以下说法中错误的是 ( ABC ). (A)布朗运动就是液体分子的无规则运动 (B)布朗运动就是花粉分子的无规则运动 (C)两个分子间的作用力总表现为吸引力 (D)布朗运动说明液体分子在不断地做无规则运动,分子的无规则运动,温 度,激 烈,4.分子的热运动是指,分子热运动的激烈程度与,有关。,温度越高，分子运动越,，,。,7.3分子间的作用力,教学目标,(1)知道分子间存在空隙；且同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。 (2)了解分子力为零时，分子间距离r0的数量级。 (3)知道分子间的距离rr0时，实际表现的分子力为斥力，这个斥力随r的减小而迅速增大。 (4)知道分子间的距离rr0时，实际表现的分子力为引力，这个引力随r的增大而减小。 (5)了解r增大到什么数量级时，分子引力已很微弱，可忽略不计。 (6)物理离不开生活，能用分子力解释日常生活中一些常见的现象。,教学重点、难点 重点: 分子间的作用力和分子间作用力的变化。 难点: 用分子动理论解释有关现象。 教学方法 讨论探究法、分析法、归纳法。 教具 多媒体教学课件 课型 新授课

9、 课时计划 1课时,（5）分子力何时表现为引力、零、斥力？,（1）哪些现象表明分子间有空隙？,（2）为什么分子间有空隙还能形成固体和液体？,（3）为什么分子不能紧挨在一起，而存在空隙？,（4）分子间的引力、斥力随分子间的距离如何变化？,结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力,引力和斥力的合力称为分子力,分子间的引力、斥力随分子间的距离如何变化？,F,F斥,F引,0,r,分子力和分子间距的变化图,（1）分子间引力和斥力同时存在,（2） F引、F斥随r增大而减小, 但F斥减小更快,（） 分子间的F引和F斥的合力叫分子力,F,F斥,F引,F分,r0,0,r,分子力和分子间距的变化图,分子力和分子间距的关系,（1）当r=r0=10-10m时，F引F斥，分子力F分0，处于平衡状态,（2）当rr0时，随r的减小，F引、F斥都增大，F斥比F引增大得快，F斥F引，分子力表现为斥力，r减小，分子力增大,(3)当rr0时，随r 的增加，F引、F斥都减小，F斥比F引减小得快，F斥F引，分子力表现为引力,r增大，分子力如何变化呢？,（4）当r10r0时，分子力等于0,分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能,分子的势能,地面上的物体,由于与地球相互作用,重力势能,发生弹性形变的弹簧, 相互作用,弹性势能,分子间相互作用,分子势能,说明（1）如果rr0分子势能随r增大而增大，这与弹簧拉伸相似；如果rr0，分子势能随r减小而增大，这与弹簧压缩相似；r=r0势能最小.,（2）一个物体的体积改变，分子势能也随改变，因此分子势能和它的体积有关。,分子势能： 分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为： (1)当rr0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增加；,(2)当rr0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增加； (3)当rr0时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为当两分子相距无穷远时分子势能为零 (4)分子势能曲线如上图所示,1、用分子动理论的知识解释下列现象

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