2020-2021學(xué)年高中物理 第7章 分子動(dòng)理論 2 分子的熱運(yùn)動(dòng)教案1 新人教版選修3-3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第7章 分子動(dòng)理論 2 分子的熱運(yùn)動(dòng)教案1 新人教版選修3-32020-2021學(xué)年高中物理 第7章 分子動(dòng)理論 2 分子的熱運(yùn)動(dòng)教案1 新人教版選修3-3年級(jí)：姓名：- 7 -分子的熱運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)思路1.本節(jié)課是學(xué)生在學(xué)完宏觀物體的有關(guān)知識(shí)后，對(duì)微觀世界的知識(shí)進(jìn)一步探究學(xué)習(xí)，為后面研究物體內(nèi)能及其有關(guān)知識(shí)做好鋪墊。但由于分子的運(yùn)動(dòng)無(wú)法直接觀察，所以本節(jié)課主要采用實(shí)驗(yàn)演示擴(kuò)散現(xiàn)象，學(xué)生借助顯微鏡動(dòng)手觀察布朗運(yùn)動(dòng)，用電子目鏡展示顯微鏡中的景象，以計(jì)算機(jī)模擬的方法為輔組織教學(xué)。2為加深學(xué)生對(duì)擴(kuò)散這個(gè)常見現(xiàn)象的探究興趣，設(shè)計(jì)了學(xué)生熟悉的香水?dāng)U散、二氧化氮?dú)怏w和空氣的擴(kuò)散、

2、紅墨水在水中擴(kuò)散以及比較紅墨水在冷、熱水中擴(kuò)散快慢的演示實(shí)驗(yàn)。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)物理源于生活，服務(wù)于生活，了解和分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)代科技，讓學(xué)生列舉擴(kuò)散現(xiàn)象在生活中的有關(guān)實(shí)例，進(jìn)一步體會(huì)分子的運(yùn)動(dòng)。3本節(jié)需要考察的知識(shí)與技能內(nèi)容比較抽象，在學(xué)習(xí)過程中，主要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以學(xué)生分析、討論為主，在教師引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，以“提出問題實(shí)驗(yàn)探究分析歸納得出結(jié)論”為主線的思維過程進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和歸納總結(jié)的能力。4本節(jié)課為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)于布朗運(yùn)動(dòng)及擴(kuò)散現(xiàn)象有更具體、清晰的了解，在相關(guān)部分設(shè)計(jì)了一些視頻展示，幫助學(xué)生理解。教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能：（1）觀察擴(kuò)散現(xiàn)象，理解推斷擴(kuò)散現(xiàn)象是由

3、于分子運(yùn)動(dòng)造成的；（2）觀察布朗運(yùn)動(dòng)，能夠敘述布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；（3）能夠用分子運(yùn)動(dòng)理論解釋布朗運(yùn)動(dòng)成因，推測(cè)宏觀表現(xiàn)的微觀成因，體會(huì)大量分子不斷撞擊微粒的情景，能夠解釋布朗運(yùn)動(dòng)；能夠區(qū)分布朗運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)；（4）認(rèn)識(shí)到科學(xué)觀察要細(xì)致，推斷要有充分依據(jù)。體會(huì)分子運(yùn)動(dòng)的“無(wú)規(guī)則性”。2過程與方法：（1）學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究和實(shí)例分析，教師適當(dāng)點(diǎn)撥、引導(dǎo)，使學(xué)生能真正理解該節(jié)內(nèi)容；（2）培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力，理解推理能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?情感、態(tài)度與價(jià)值觀：（1）在體會(huì)宏觀物質(zhì)的性質(zhì)由微觀結(jié)構(gòu)決定的同時(shí)認(rèn)識(shí)客觀事物之間的普遍聯(lián)系；（2）體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)過程，養(yǎng)成仔細(xì)觀察、勤于思考和合作交流的能力和學(xué)習(xí)習(xí)

4、慣；（3）注重學(xué)生人文精神的培養(yǎng)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)。難點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動(dòng)與分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、自學(xué)探究法、問題引領(lǐng)法、模型演示法。教具準(zhǔn)備1氣體和液體的擴(kuò)散演示實(shí)驗(yàn)：裝有香水的香水瓶；2氣體和液體的擴(kuò)散演示實(shí)驗(yàn)視頻；3觀察布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)視頻。教學(xué)過程新課引入自我介紹引入“布朗運(yùn)動(dòng)”。布朗運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)呢？這就是我們這節(jié)課所要研究的主要內(nèi)容之一，本節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)課本的第二節(jié) 分子的熱運(yùn)動(dòng)。（打開香水瓶）新課講解通過前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道分子大小的數(shù)量級(jí)僅為10-10m，很小的物體中都含有大量的分子，如1 cm3水中含有的分子數(shù)約為 3. 31022個(gè)，

5、還要像研究宏觀物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)研究每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)，顯然是不可能的。但我們可以通過對(duì)一些宏觀現(xiàn)象進(jìn)行分析來(lái)研究分子的運(yùn)動(dòng)，比如我們初中已經(jīng)學(xué)過的擴(kuò)散現(xiàn)象。（一）擴(kuò)散現(xiàn)象 請(qǐng)問前排的學(xué)生有沒有聞到什么特殊的氣味。（學(xué)生聞到香水味，香水發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象，香水分子運(yùn)動(dòng)了。）【觀察演示實(shí)驗(yàn)視頻】濃氨水和空氣的擴(kuò)散。大家看到什么現(xiàn)象？罩在一個(gè)大玻璃瓶下的酚酞實(shí)驗(yàn)慢慢變紅了（是由于氨分子和空氣分子在運(yùn)動(dòng)，彼此進(jìn)入了對(duì)方。這就是我們學(xué)過的氣體擴(kuò)散現(xiàn)象。）1、我們把不同物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散氣體與氣體之間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，液體和液體之間呢？【演示實(shí)驗(yàn)】在水溶液中注入硫酸銅溶液，由于密度的

6、不同，硫酸銅溶液沉在水溶液的下方，經(jīng)過一段時(shí)間放置之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)水溶液和硫酸銅溶液之間的界限越來(lái)越模糊，直至最后兩個(gè)溶液完全融合在一起，這個(gè)過程需要至少30天。（視頻）向裝有水的燒杯中滴入幾滴紅墨水，觀察水的顏色變化。水慢慢全變紅了，紅墨水已擴(kuò)散到整個(gè)水中，液體也同樣發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象。說明了液體分子在運(yùn)動(dòng)。你們猜猜看，固體間能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象嗎？（能）由于固體間的擴(kuò)散速度相對(duì)較慢一些，想觀察到他們間的擴(kuò)散過程要花很長(zhǎng)的時(shí)間，有的甚至幾年，今天無(wú)法在課堂上演示，舉例說明：堆放煤炭的地方，去除煤炭后，把墻壁表層鏟去后，墻的內(nèi)部仍然是黑色的。這說明了什么？（說明碳分子進(jìn)入了墻壁，固體間也發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象。固體

7、分子在運(yùn)動(dòng)。）2、擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體中都能發(fā)生。只不過固體間擴(kuò)散發(fā)生慢，氣體、液體相對(duì)擴(kuò)散發(fā)生快。擴(kuò)散的快慢除了和物體的狀態(tài)有關(guān)，還和什么因素有關(guān)呢？（溫度）【觀察演示實(shí)驗(yàn)視頻】分別向相同質(zhì)量的冷水和熱水中同時(shí)滴入幾滴紅墨水。（注意比較擴(kuò)散的快慢。） 3、特點(diǎn)：溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。擴(kuò)散現(xiàn)象在我們的生活中是比較常見的，請(qǐng)舉出你生活中的與擴(kuò)散有關(guān)的一些現(xiàn)象。（如酒好不怕巷子深、腌制食品、炒菜等。）介紹擴(kuò)散現(xiàn)象在生活、科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用?；仡^再看一下氣體和液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，說明擴(kuò)散總的趨勢(shì)是濃度趨于一致，濃度一致后此時(shí)分子仍在運(yùn)動(dòng)。4、擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證

8、明。分子的永不停息運(yùn)動(dòng)是建立在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上的，但我們能直接看到分子在運(yùn)動(dòng)嗎？（不能）我們?nèi)庋壑荒軈^(qū)分10-4m的物體，大家想不想看到小于10-4m物體的運(yùn)動(dòng)呢？（想）怎么辦呢？接下來(lái)我們就一起來(lái)研究一種我們僅憑肉眼看不到的也與分子運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)象，也是剛開始我所介紹的布朗運(yùn)動(dòng)。（二）布朗運(yùn)動(dòng)介紹布朗。1、懸浮微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫布朗運(yùn)動(dòng)。大家想看到布朗運(yùn)動(dòng)嗎？問題：怎樣來(lái)觀察布朗運(yùn)動(dòng)呢？（可借助于顯微鏡來(lái)觀察。）（視頻展示）用顯微鏡觀察布朗運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)的小黑點(diǎn)就是懸浮在水中的花粉微粒。問題：請(qǐng)問你看到這些小微粒在干什么？（運(yùn)動(dòng)） 問題：你猜猜看會(huì)不會(huì)停下來(lái)？小顆粒的運(yùn)動(dòng)有規(guī)則嗎？（沒有規(guī)

9、則） 問題：再仔細(xì)觀察一下，這些懸浮在水中的花粉小微粒大小一樣嗎？（不一樣） 問題：它們同樣明顯嗎？（小的的更明顯） 剛剛在擴(kuò)散現(xiàn)象中大家知道溫度越高，擴(kuò)散越快，你猜猜看布朗運(yùn)動(dòng)呢？如果給顏料溶液加熱后，觀察到布朗運(yùn)動(dòng)也越明顯。（板書，投影出布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)）2、布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)： 永不停息、無(wú)規(guī)則，微粒越小、溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。投影出每隔30s觀察的花粉微粒的折線圖；思考：這些折線是不是微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡？（類比今天在常州，明天到泰州，后天去南京了）實(shí)驗(yàn)得出的每隔一定時(shí)間微粒所處位置的連線，不是微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。（三）布朗運(yùn)動(dòng)的解釋了解了布朗運(yùn)動(dòng)后，想想布朗運(yùn)動(dòng)中的小微粒為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)呢？請(qǐng)同學(xué)們閱

10、讀課本第6頁(yè)的第1段到第3段。各小組成員間交流你自己的理解。液體分子對(duì)小微粒的碰撞是現(xiàn)行物理學(xué)家們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的最確切的解釋。分析單個(gè)微粒，受到大量的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)水分子的碰撞不平衡而產(chǎn)生的。為了便于理解，我們一起來(lái)觀看一段模擬視頻?！灸M展示布朗運(yùn)動(dòng)的成因】我們找學(xué)生來(lái)演示一下布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的模擬場(chǎng)景，選10個(gè)左右的學(xué)生來(lái)演示水分子的運(yùn)動(dòng)，再選幾個(gè)學(xué)生來(lái)演示花粉微粒。1、布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因：大量液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的根本原因就是液體分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的。2、【分組討論】為什么懸浮微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯？

11、 一般能做明顯布朗運(yùn)動(dòng)的微粒大小的數(shù)量級(jí)為10-6m，肉眼看不到。 3、【思考討論】布朗運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)嗎？（不是，為什么？各組互相補(bǔ)充。）（從布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因、數(shù)量級(jí)上都可以說明布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)。）布朗運(yùn)動(dòng)既不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是懸浮小微粒分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮小微粒的運(yùn)動(dòng)。但它是液體分子運(yùn)動(dòng)的反映。布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的區(qū)別：擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明 ；布朗運(yùn)動(dòng)間接反映了液體分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。其實(shí)在滿足一定的條件下，布朗運(yùn)動(dòng)在氣體中也能觀察到。（四）熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都表明分子在永不停息地作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，而且溫度越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越劇烈。這說明物體的溫度高低是與內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度直接相關(guān)的。物體內(nèi)部大量分子的永不停的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，被稱為分子的熱運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)不是熱運(yùn)動(dòng)，但是熱運(yùn)動(dòng)