分子間的作用力_教學(xué)設(shè)計(jì)2

第三節(jié) 分子間的作用力教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目分子間的作用力參賽學(xué)校參賽選手指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)理念1高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的課程理念和課程目標(biāo)。2科學(xué)探究的教學(xué)理念：創(chuàng)設(shè)問題情境作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)作出結(jié)論運(yùn)用。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1知道分子之間存在間隙。2知道分子間同時(shí)存在引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的合力。3知道分子間的作用力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。4理解分子動(dòng)理論的內(nèi)容。過程與方法1培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和對(duì)知識(shí)的遷移能力。2培養(yǎng)學(xué)生建立物理模型，并類比思考的學(xué)習(xí)方法。情感態(tài)度和價(jià)值觀1理解分子間的作用力在科學(xué)技術(shù)，生活中的應(yīng)用，感受物理與現(xiàn)實(shí)的相關(guān)性。2激發(fā)學(xué)生興趣，擴(kuò)寬學(xué)生視野，體驗(yàn)科學(xué)精神和態(tài)度在科學(xué)探究中的重要作用。教學(xué)重點(diǎn)1分子之間存在著引力，斥力。2分子力的引力、斥力和合力隨間距變化的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)理解分子間作用力跟分子間距離關(guān)系的曲線及物理意義。教學(xué)方法建立宏觀模型，啟發(fā)思考，演示實(shí)驗(yàn)，討論交流的思想方法。教 具學(xué) 具多媒體課件，水，酒精，200ml量筒，燒杯，鉛塊，米粒等。教學(xué)過程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境引入新課經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)我們知道，物質(zhì)是由大量的分子組成的，那么同學(xué)們有沒有想過，許許多多微小的分子是以怎樣的形式結(jié)合成我們所看到的所看到的宏觀的物質(zhì)的呢？今天我們就來學(xué)習(xí)分子間的作用力。運(yùn)用分子間的作用力，可以解釋很多生活中常見的現(xiàn)象，比如在拔河比賽中使用的繩子，雖然兩端承受著很大的壓力，但是繩子卻不容易斷裂，比如我們壓縮固體時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)比較困難，另外，這部分的知識(shí)還廣泛的運(yùn)用到了科學(xué)領(lǐng)域，特別是精密的光學(xué)儀器制造方面，所以大家要認(rèn)真的學(xué)好這堂課。提出疑問引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并聯(lián)系生活與科學(xué)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)所學(xué)內(nèi)容的重要性。新課教學(xué)一、分子之間有間隙建模：既然物質(zhì)是由大量的分子組成的，我們知道，分子很小，不容易觀察，為了方便大家的理解，老師用米粒來代替分子，假設(shè)這個(gè)物塊就是由許許多多的米粒組成的。設(shè)問引導(dǎo)：大家看，由于米粒有自身的形狀和大小，米粒之間存在著間隙，那么組成物質(zhì)的分子之間是否也存在著這樣的間隙呢？帶著這個(gè)問題，我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。演示：展示盛有100ml水的量筒，并讓學(xué)生自己讀數(shù)，再向燒杯中注入100ml酒精，讓學(xué)生讀數(shù)并通過聞味確定是酒精這種物質(zhì)。將水與酒精混合，觀察混合液體總體積。100ml100ml200ml混合前 混合后圖（1） 分子之間有間隙引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：水和酒精都是由分子組成的，如果分子之間很緊密，沒有間隙的話，100ML的水和100ML的酒精混合，應(yīng)該能得到200ML的混合液體。而實(shí)際結(jié)果小于200ML，證明了分子之間有間隙。建模：這就好比向米粒中摻入細(xì)沙，由于沙子很細(xì)小，會(huì)滲入到米粒的間隙中去，這樣，我們得到的沙子和米粒的總體積就會(huì)小于原來二者的體積之和。聯(lián)系實(shí)際：舉出一些能夠說明氣體或者固體也存在間隙的例子?？偨Y(jié)：無論是固體，氣體，還是液體，分子之間都存在著間隙。二、分子之間有引力建模并設(shè)問：我們繼續(xù)用米粒模型進(jìn)行研究，可以看到，米粒很松散，沒有固定的形狀和大小，而我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降暮暧^物體是有固定的形狀和大小的，同學(xué)們想一想，如果我要使這些松散的米粒形成固定的形狀，我可以怎么做呢？總結(jié)學(xué)生回答：學(xué)生想法有一個(gè)共同點(diǎn)，就是當(dāng)米粒之間有粘粘的力的作用的時(shí)候，他們就可以形成固定的形狀了。那么由此我們又可以猜想，組成物質(zhì)的分子之間是否也會(huì)存在著這種粘粘的或者說吸引的力的作用呢？講解課本實(shí)驗(yàn)：課本上有一幅照片，這是將兩個(gè)表面很平整的鉛塊用力壓合到一起，然后再在掛上一個(gè)勾碼拍下的照片。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：對(duì)下面的鉛塊進(jìn)行受力分析，可以知道，鉛塊收到自身的重力和砝碼的拉力，這兩個(gè)力的方向都是向下的，如果鉛塊要能靜止的話必須受到一個(gè)向上的力的作用。這實(shí)際上就驗(yàn)證了我們的猜想，正是由于斷面間的分子有引力的作用，下面的鉛塊才不會(huì)掉落下來。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了，分子之間的確存在著引力。三、分子間引力大小與距離的關(guān)系設(shè)問：請(qǐng)看大屏幕，屏幕上是一面破碎的鏡子，我們知道破鏡是難以重圓的，那么我們既然可以用分子間的引力使兩個(gè)鉛塊壓合到一起，為什么我們卻不能用同樣的方法是破鏡重圓呢？學(xué)生思考討論：請(qǐng)同學(xué)們帶著這個(gè)問題閱讀課本第8頁的圖7.32，自己尋找答案，在屏幕上老師給出了4點(diǎn)提示，大家可以根據(jù)提示尋找答案。1圖像描述的是哪兩個(gè)物理量間的關(guān)系？2隨著r變大，f如何改變？3r增大到r時(shí)，f大小怎樣？4破鏡的斷面是否平整？教師總結(jié)：圖像描述的是分子間的引力隨分子間距離的變化關(guān)系，可以看到，隨著分子間距離的增大，曲線離橫軸越來越近，也就是說，引力越來越小，當(dāng)分子間的引力減小到某個(gè)值的時(shí)候。分子間的引力就很小，可以忽略了，這個(gè)位置約是109次方米。由此我們就可以知道，分子間的引力是一個(gè)短程力。這也就是破鏡難以重圓的原因，由于鏡子的質(zhì)地比較堅(jiān)硬，而且鏡子的斷面比較粗糙，我們很難使分子間的引力達(dá)到作用范圍內(nèi)，所以破鏡難以重圓。而我們實(shí)驗(yàn)中使用的鉛塊，質(zhì)地比較軟，而且表面光滑，所以實(shí)驗(yàn)可以成功，但仍需要很大的外力壓合。聯(lián)系實(shí)際：雖然我破鏡難以重圓，但是隨著科技的發(fā)展，人們已經(jīng)可以是破鏡重圓了，大家看大屏幕，相機(jī)和棱鏡都是比較精密的光學(xué)儀器，在制作這些光學(xué)儀器的時(shí)候，我們需要將兩塊折射率不同的玻璃壓合到一起，如果我們使用膠水的話會(huì)引入第三種物質(zhì)，使得鏡片的質(zhì)量下降，這時(shí)我們就可以將玻璃表面磨平，然后均勻的施加一個(gè)很大的壓力，這樣，鏡片就利用分子間的引力壓合到一起，得到高質(zhì)量的鏡片了。四、分子之間有斥力設(shè)問：剛才我們學(xué)習(xí)了分子間的引力，那么同學(xué)們思考一下，既然物質(zhì)分子間都存在引力，那么為什么老師想把這些米粒壓縮到一起仍然比較困難呢？總結(jié)：固體和液體很難被壓縮，用力壓縮固體時(shí)，物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的彈力。這些事實(shí)都是分子之間存在斥力的表現(xiàn)。運(yùn)用反證法推理，如果分子之間只存在著引力，分子之間又存在著空隙，那么物體內(nèi)部分子都吸引到一起，造成所有物體都是很緊密的物質(zhì)。但事實(shí)不是這樣的，說明必然還有斥力存在著。五、分子間引力，斥力及合力的大小跟分子間距離的關(guān)系（1）經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些，如圖1中兩條虛線所示。（2）由于分子間同時(shí)存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實(shí)線曲線表示引力和斥力的合力隨距離變化的情況（3）當(dāng)r=r0距離時(shí)，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，r0的數(shù)量級(jí)為1010m，相當(dāng)于r0位置叫做平衡位置。當(dāng)rr0時(shí)，分子間引力和斥力都隨距離減小而增大，但斥力增加得更快，因此分子間作用力表現(xiàn)為斥力。當(dāng)rr0時(shí)，引力和斥力都隨距離的增大而減小，但是斥力減小的更快，因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力，但它也隨距離增大而迅速減小，當(dāng)分子距離的數(shù)量級(jí)大于109m時(shí)，分子間的作用力變得十分微弱，可以忽略不計(jì)了。六、分子動(dòng)理論前面三課時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是對(duì)初中物理已學(xué)過的分子動(dòng)理論的加深和擴(kuò)展。總結(jié)起來，分子動(dòng)理論內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的，分子做永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著引力和斥力。分子動(dòng)理論是建立在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的，是解釋、分析熱現(xiàn)象的基本理論。建立物理模型，幫助學(xué)生將微觀概念想象成宏觀物質(zhì)。學(xué)生自己讀數(shù)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可信度。利用宏觀模型引導(dǎo)學(xué)生思考，猜想。運(yùn)用類比的方法引發(fā)學(xué)生猜想。通過受力分析讓學(xué)生思路清晰，概念明確。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)情景，啟發(fā)思考。讓學(xué)生看書，討論，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，合作交流的能力。對(duì)比破鏡與鉛塊，強(qiáng)化分子間作用力是短程力的概念。聯(lián)系科學(xué)技術(shù)，達(dá)到情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的目的。分別用生活中觀察到的事實(shí)和反證法推理，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)規(guī)律的認(rèn)同。通過兩個(gè)圖像的對(duì)應(yīng)說明，將抽象概念具體化，方便理解。與前兩節(jié)課內(nèi)容結(jié)合，作為對(duì)過去知識(shí)的復(fù)習(xí)和本節(jié)內(nèi)容的小結(jié)。反饋練習(xí)1用分子動(dòng)理論的知識(shí)解釋下列現(xiàn)象：（1）灑在屋里的一點(diǎn)香水，很快就會(huì)在屋里的其他地方被聞到。（2）水和酒精混合后，總體積減小。（3）高壓下的油會(huì)透過鋼壁滲出。（4）溫度升高，布朗運(yùn)動(dòng)及擴(kuò)散現(xiàn)象加劇。（5）固體不容易被壓縮和拉伸。2把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面（如下圖）。如果你想使玻璃板離開水面，用手向上拉橡皮筋，拉動(dòng)玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力？動(dòng)手試一試，并解釋為什么？表演后讓學(xué)生回答。答案：拉力會(huì)大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面時(shí)水會(huì)發(fā)生分裂，由于水分子之間有引力存在，外力要克服這些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，說明玻璃板離開水時(shí)，水層發(fā)生斷裂。及時(shí)聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化理論概念的理解。通過明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加深新學(xué)知識(shí)的印象。板書設(shè)計(jì) 7.3分子間的作用力一、分子之間有間隙二、分子間的作用力1引力（1）隨分子間距離r增加而減小。距離 合力rr0 引力（2）當(dāng)r=m時(shí)，趨于0。2斥力（1）隨分子間距離r增加而