新泰一中北校高二物理課件物理：7.1.1《物體是由大量分子組成的》課件新人教版選3-3

7.1.第一課時《物體是由大量分子組成的》第七章《分子動理論》高中物理新人教版選修３-３系列課件一、教學(xué)目標(biāo)1．在物理知識方面的要求：（1）知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級；（2）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。2．學(xué)會間接測量微觀量的原理和方法．3．運用理想化方法，建立物質(zhì)分子是球形體的模型，是為了簡化計算，突出主要因素的理想化方法。二、重點、難點分析1．使學(xué)生理解和學(xué)會用單分子油膜法估算分子大小的方法。2．盡管今天科學(xué)技術(shù)已經(jīng)達到很高的水平，但是在物理課上還不能給學(xué)生展現(xiàn)出分子的真實形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識帶來一定的困難，也更突出了運用估算方法和建立理想模型方法研究分子直徑重要意義。三、教具：1．幻燈投影片或課件：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。2．演示實驗：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板兩千多年前，古希臘的著名思想家德謨克利特說：萬物都是由極小的微粒組成的?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，這種猜想已被證實。構(gòu)成物質(zhì)的單元多種多樣，如：原子、離子和分子等，熱學(xué)中統(tǒng)稱為分子。物質(zhì)是由大量分子組成的。

組成物質(zhì)的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它們，就是用光學(xué)顯微鏡也看不到它們。用掃描隧道顯微鏡（能有放大幾億倍）用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個亮斑都是一個碳原子.

掃描隧道顯微鏡石墨表面原子排布圖用離子顯微鏡觀測硅表面硅原子的排列放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型2.油膜法實驗原理：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散開形成單分子油膜，若把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可認(rèn)為是油膜分子的直徑.1.有一種粗略測定分子大小的方法叫油膜法.一、分子的大小3、具體做法：①先測出油酸滴的體積V；②測出水面上漂浮的油膜的表面積S；③單分子油膜的厚度等于油滴體積V與油膜面積S的比值：

d=V/S（V—油酸的體積，S—油酸在水面上形成的單分子薄膜面積）4、用油膜法測分子直徑，必須做理想化處理

①把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層.②把分子看成球形.③油分子一個緊挨一個整齊排列方法小結(jié)：通過測量宏觀量來研究微觀量。二、實驗㈠、實驗器材清水、盛水淺盤、滴管(或注射器)、容量瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆．㈡、實驗步驟1．取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，配制成500毫升的油酸酒精溶液．（配）2．往邊長約為30cm～40cm的淺盤中倒入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上．（撒）3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝mL.（量）4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜．（滴）5．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將準(zhǔn)備好的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．（畫）6．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積．方法是計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，等于或多于半個的算一個，把正方形的個數(shù)乘以單個正方形的面積就是油膜的面積．（數(shù)）7．據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，利用一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子的直徑．（算）8、重復(fù)以上實驗步驟多次測量求平均值，比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位為m)是否為10－10，若不是10－10需重做實驗．㈢、數(shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.實驗次數(shù)量筒內(nèi)增加1mL溶液時的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S12實驗次數(shù)一滴溶液中純油酸的體積V分子的大小(m)平均值12㈣、注意事項(1)油酸酒精溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度產(chǎn)生實驗誤差．(2)實驗前應(yīng)練習(xí)好滴法．(3)待測油酸擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：第一是水面受到油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)；第二是酒精揮發(fā)后液面收縮．(4)當(dāng)重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)面上會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫棉擦干，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔．(5)從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴散至均勻，比在水面上撒粉效果好．(6)本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可．㈤、誤差分析

1．純油酸體積的計算誤差．

2．油膜面積的測量誤差：

(1)油膜形狀的畫線誤差；

(2)數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差．㈥、實驗改進在做本實驗時，把痱子粉均勻撒在水面上是很關(guān)鍵的一步，在實際操作時常撒的不均勻或撒多，因痱子粉溶于水不能攪拌，只好重做．在實際應(yīng)用中，可用印刷碳粉代替痱子粉，因為印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若學(xué)生撒的太多，可將水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒攪拌，直至碳粉在水面薄且均勻，若學(xué)生撒的不均勻，可直接用玻璃棒攪拌均勻．一些數(shù)據(jù)太大或很小,為書寫方便,習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫成10的乘方數(shù),如3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級,1×10-10m和9×10-10m,數(shù)量級都是10-10m（特別注意若是cm呢？）。測量分子大小的方法很多,油膜法只是其中的一種.不同方法測得的分子大小可能不一樣，但直徑數(shù)量級是一樣的，一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m（除少數(shù)有機物大分子以外）三、分子直徑的數(shù)量級例1、利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的比較大的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙．(1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC.A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)n；B．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴一滴，油酸在水面上慢慢散開，形成穩(wěn)定的形狀；C．__________________________________________；D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S.(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小________(單位：cm)．解：本題考查用油膜法測油酸分子直徑的步驟及數(shù)據(jù)處理方法．

(1)將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．

(2)每滴油酸酒精溶液的體積為

cm3

每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為：

V＝×0.05%cm3

所以單個油酸分子的大小為d＝練習(xí)1、體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級是（）

A．102cm2

B．104cm2

C．106cm2

D．108cm2B2、某種液體的密度為0.8×103kg/m3,取這種液體0.8g滴在水面上，最后形成的液膜浮在水面上，則此液膜的最大面積約是（）

A.1.0×104cm2B.1.0×104m2C.1.0×1010cm2D.1.0×1010m2B3、課本P4T1、24、將1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為0.2m2，由此可估測油酸分子直徑是多少？1滴油酸酒精的體積為1/50cm3其中含油酸體積為10-10m3油酸膜的厚度為5×10-10m(2011·大綱全國卷·22)在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟：①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上．②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定．③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小.④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積．⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的