人教版高中物理教案-分子的热运动.pdf

2 2、分子的熱運動、分子的熱運動三維教學目標1、知識與技能（1）知道並記住什麼是布朗運動，知道影響布朗運動激烈程度的因素，知道布朗運動產生的原因；（2）知道布朗運動是分子無規則運動的反映；（3）知道什麼是分子的熱運動，知道分子熱運動的激烈程度與溫度的關係2、過程與方法：分析概括出布朗運動的原因；培養學生概括、分析能力和推理判斷能力從對懸浮顆粒無規則運動的原因分析，使學生初步接觸到用概率統計的觀點分析大量偶然事件的必然結果3、情感、態度與價值觀教學重點：通過學生對布朗運動的觀察，引導學生思考、分析出布朗運動不是外界影響產生的，是液體分子撞擊微粒不平衡性產生的布朗運動是永不停息的無規則運動，反映了液體分子的永不停息的無規則運動這一連串結論的得出是這堂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，但它又間接反映液體分子無規則運動的特點這是課堂上的難點這個難點要從開始分析顯微鏡下看不到分子運動這個問題逐漸分散解疑教學教具：氣體和液體的擴散實驗：分別裝有二氧化氮和空氣的玻璃儲氣瓶、玻璃片；250mL水杯內盛有淨水、紅墨水一）引入新課（一）引入新課讓學生觀察兩個演示實驗：1把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個玻璃瓶豎直方向對口相接觸，看到二氧化氮氣體從下面的瓶內逐漸擴展到上面瓶內。

2在一燒杯的淨水中，滴入一二滴紅墨水後，紅墨水在水中逐漸擴展開來提問：上述兩個實驗屬於什麼物理現象？這現象說明什麼問題？在學生回答的基礎上總結：上述實驗是氣體、液體的擴散現象，擴散現象是一種熱現象它說明分子在做永不停息的無規則運動而且擴散現象的快慢直接與溫度有關，溫度高，擴散現象加快這些內容在初中物理中已經學習過了二）新課教學過程（二）新課教學過程1介紹布朗運動現象1827年英國植物學家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發現花粉顆粒在水中不停地做無規則運動，後來把顆粒的這種無規則運動叫做布朗運動不只是花粉，其他的物質如藤黃、墨汁中的炭粒，這些小微粒懸浮在水中都有布朗運動存在讓學生看教科書上圖，圖上畫的幾個布朗顆粒運動的路線，指出這不是布朗微粒運動的軌跡，它只是每隔30s觀察到的位置的一些連線實際上在這短短的 30s內微粒運動也極不規則，絕不是直線運動2介紹布朗運動的幾個特點（1）連續觀察布朗運動，發現在多天甚至幾個月時間內，只要液體不乾涸，就看不到這種運動停下來這種布朗運動不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要懸浮液不冰凍），永遠在運動著所以說，這種布朗運動是永不停息的2）換不同種類懸浮顆粒，如花粉、藤黃、墨汁中的炭粒等都存在布朗運動，說明布朗運動不取決於顆粒本身。

更換不同種類液體，都不存在布朗運動3）懸浮的顆粒越小，布朗運動越明顯顆粒大了，布朗運動不明顯，甚至觀察不到運動4）布朗運動隨著溫度的升高而愈加激烈3分析、解釋布朗運動的原因（1）布朗運動不是由外界因素影響產生的，所謂外界因素的影響，是指存在溫度差、壓強差、液體振動等等分層次地提問學生：若液體兩端有溫度差，液體是怎樣傳遞熱量的？液體中的懸浮顆粒將做定向移動，還是無規則運動？溫度差這樣的外界因素能產生布朗運動嗎？歸納總結學生回答，液體存在著溫度差時，液體依靠對流傳遞熱量，這樣懸浮顆粒將隨液體有定向移動但布朗運動對不同顆粒運動情況不相同，因此液體的溫度差不可能產生布朗運動又如液體的壓強差或振動等都只能使液體具有定向運動，懸浮在液體中的小顆粒的定向移動不是布朗運動因此，推理得出外界因素的影響不是產生布朗運動的原因，只能是液體內部造成的2）布朗運動是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體各個方向液體分子撞擊作用不平衡造成的顯微鏡下看到的是固體的微小懸浮顆粒，液體分子是看不到的，因為液體分子太小但液體中許許多多做無規則運動的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒，當微小顆粒足夠小時，它受到來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。

如教科書上的插圖所示在某一瞬間，微小顆粒在某個方向受到撞擊作用強，它就沿著這個方向運動在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強，它又向著另一個方向運動任一時刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上佔優勢只能是偶然的，這樣就引起了微粒的無規則的布朗運動懸浮在液體中的顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數越少布朗運動微粒大小在106m數量級，液體分子大小在 1010m數量級，撞擊作用的不平衡性就表現得越明顯，因此，布朗運動越明顯懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞擊的分子越多，撞擊作用的不平衡性就表現得越不明顯，以至可以認為撞擊作用互相平衡，因此布朗運動不明顯，甚至觀察不到液體溫度越高，分子做無規則運動越激烈，撞擊微小顆粒的作用就越激烈，而且撞擊次數也加大，造成布朗運動越激烈5布朗運動的發現及原因分析的重要意義（1）結合上面的講解分析提問學生：布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒分子的運動嗎？是液體分子無規則運動嗎？布朗微粒是被誰無規則撞擊而造成的？布朗運動間接地反映了誰的無規則運動？綜合學生回答歸納總結：（1）固體顆粒是由大量分子組成的，仍然是宏觀物體；顯微鏡下看到的只是固體微小顆粒，光學顯微鏡是看不到分子的；布朗運動不是固體顆粒中分子的運動，也不是液體分子的無規則運動，而是懸浮在液體中的固體顆粒的無規則運動。

無規則運動的原因是液體分子對它無規則撞擊的不平衡性因此，布朗運動間接地證實了液體分子的無規則運動2）布朗運動隨溫度升高而愈加激烈，在擴散現象中，也是溫度越高，擴散進行的越快，而這兩種現象都是分子無規則運動的反映這說明分子的無規則運動與溫度有關，溫度越高，分子無規則運動越激烈所以通常把分子的這種無規則運動叫做熱運動三）課堂小結1要知道什麼是布朗運動它是懸浮在液體中的固體微粒的無規則運動，是在顯微鏡下觀察到的2知道布朗運動的三個主要特點：永不停息地無規則運動；顆粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越明顯3產生布朗運動的原因：它是由於液體分子無規則運動對固體微小顆粒各個方向撞擊的不均勻性造成的4布朗運動間接地反映了液體分子的無規則運動，布朗運動、擴散現象都有力地說明物體內大量的分子都在永不停息地做無規則運動四）課堂練習1關於布朗運動的下列說法中，正確的是A布朗運動就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內的分子的無規則熱運動C溫度越高，布朗運動越激烈D懸浮顆粒越小，布朗運動越激烈答案：C、D2如圖是觀察記錄做布朗運動的一個微粒的運動路線從微粒在A點開始記錄，每隔30s記錄下微粒的一個位置，得到B、C、D、E、F、G等點，則微粒在75s末時的位置。

A一定在CD連線的中點B一定不在CD連線的中點C可能在CD連線上，但不一定在CD連線的中點D可能在CD連線以外的某點答案：C、D。