2024-2025學(xué)年高中物理 第7章 分子動理論 2 分子的熱運(yùn)動教案1 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第7章分子動理論2分子的熱運(yùn)動教案1新人教版選修3-3授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中物理第7章分子動理論2“分子的熱運(yùn)動”教案1，新人教版選修3-3。本節(jié)課主要依據(jù)教材內(nèi)容，圍繞以下知識點(diǎn)展開：

1.分子熱運(yùn)動的定義與特性。

2.分子動能與勢能的微觀解釋。

3.理解溫度與分子平均動能的關(guān)系。

4.分子間的碰撞與能量傳遞。

5.氣體分子速率分布律及其應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合教材，旨在幫助學(xué)生深入理解分子動理論中熱運(yùn)動的基本概念，培養(yǎng)他們運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：科學(xué)思維、物理觀念和科學(xué)探究。

1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和原理，分析分子熱運(yùn)動現(xiàn)象，提高邏輯推理和批判性思維能力。

2.物理觀念：幫助學(xué)生建立分子動理論的基本觀念，理解微觀世界的運(yùn)動規(guī)律，培養(yǎng)宏觀與微觀相結(jié)合的物理觀念。

3.科學(xué)探究：指導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，探索分子熱運(yùn)動的規(guī)律，提高觀察、實(shí)驗(yàn)和解決問題的能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）分子熱運(yùn)動的定義與特性：分子熱運(yùn)動的隨機(jī)性、無序性以及與溫度的關(guān)系。

舉例：通過講解氣體分子在容器中的運(yùn)動，強(qiáng)調(diào)分子熱運(yùn)動的隨機(jī)性和無序性，以及分子平均動能與溫度的正比關(guān)系。

（2）分子動能與勢能的微觀解釋：從微觀角度理解分子動能和勢能的轉(zhuǎn)化。

舉例：分析分子間的碰撞，解釋碰撞過程中動能與勢能的轉(zhuǎn)化。

（3）氣體分子速率分布律：理解速率分布律的規(guī)律，以及其與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

舉例：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)氣體分子速率分布的規(guī)律，并探討其與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）分子熱運(yùn)動與溫度的關(guān)系：理解溫度是分子平均動能的宏觀表現(xiàn)，以及溫度對分子熱運(yùn)動的影響。

突破方法：通過實(shí)例分析，讓學(xué)生直觀地感受到溫度對分子熱運(yùn)動的影響，如加熱物體時分子運(yùn)動加快等現(xiàn)象。

（2）分子間碰撞與能量傳遞：理解分子間碰撞的類型，以及碰撞過程中能量的傳遞和轉(zhuǎn)化。

突破方法：借助動畫或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生觀察分子間碰撞的過程，進(jìn)而理解能量傳遞和轉(zhuǎn)化的原理。

（3）氣體分子速率分布律的應(yīng)用：運(yùn)用速率分布律分析實(shí)際問題，如氣體壓強(qiáng)、擴(kuò)散等現(xiàn)象。

突破方法：結(jié)合實(shí)際例子，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用速率分布律進(jìn)行問題分析，加強(qiáng)知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用。

（4）微觀與宏觀現(xiàn)象的聯(lián)系：理解分子動理論在解釋宏觀現(xiàn)象中的作用。

突破方法：通過對比宏觀現(xiàn)象和微觀原理，讓學(xué)生認(rèn)識到分子動理論在解釋宏觀現(xiàn)象中的重要性。教學(xué)資源1.硬件資源：

-分子動理論教學(xué)掛圖

-氣體分子速率分布實(shí)驗(yàn)裝置

-投影儀

-計算機(jī)及多媒體設(shè)備

2.軟件資源：

-分子動理論教學(xué)課件

-分子運(yùn)動模擬軟件

-數(shù)據(jù)分析軟件

3.課程平臺：

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-課堂互動教學(xué)平臺

4.信息化資源：

-電子教材

-網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源（如教學(xué)視頻、動畫等）

5.教學(xué)手段：

-講授法

-實(shí)驗(yàn)演示法

-互動討論法

-小組合作學(xué)習(xí)

-案例分析法

-信息化教學(xué)手段（如多媒體展示、在線測試等）教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（包括PPT、教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求，強(qiáng)調(diào)分子動理論的基本概念和分子的熱運(yùn)動特性。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“分子的熱運(yùn)動”，設(shè)計問題如“分子熱運(yùn)動與溫度有何關(guān)系？”、“分子間的碰撞如何影響能量傳遞？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用系統(tǒng)跟蹤功能，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，及時通過班級微信群提供幫助。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，閱讀資料，初步理解分子熱運(yùn)動的概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行深入思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將筆記、思維導(dǎo)圖、問題等提交至教學(xué)管理系統(tǒng)。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺和微信群，實(shí)現(xiàn)資源的共享和進(jìn)度的監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前接觸核心概念，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對重難點(diǎn)的初步理解。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過播放分子熱運(yùn)動的動畫，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解分子熱運(yùn)動的特性、分子動能與勢能的微觀解釋等，結(jié)合實(shí)際例子幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論、模擬實(shí)驗(yàn)等活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中探究氣體分子速率分布律。

-解答疑問：針對學(xué)生在討論和實(shí)驗(yàn)中的疑問，進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，對講解的知識點(diǎn)進(jìn)行積極思考。

-參與課堂活動：在小組討論和實(shí)驗(yàn)中，積極探究氣體分子速率分布律。

-提問與討論：對不懂的問題進(jìn)行提問，參與課堂討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生深入理解重難點(diǎn)。

-實(shí)踐活動法：通過模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感受分子熱運(yùn)動。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作和溝通能力。

作用與目的：

-加深學(xué)生對分子熱運(yùn)動理論的理解，突破教學(xué)難點(diǎn)。

-通過實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和問題解決能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的溝通和協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置相關(guān)的課后習(xí)題，鞏固分子動理論的知識點(diǎn)。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)的科學(xué)文章、視頻等，供學(xué)生課后深入學(xué)習(xí)和研究。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生個性化的反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，繼續(xù)深入學(xué)習(xí)分子動理論。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主完成作業(yè)，進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生課堂上學(xué)到的知識點(diǎn)，強(qiáng)化記憶。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬知識視野，增強(qiáng)學(xué)生的研究能力。

-通過反思總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生自我評價和自我改進(jìn)的能力。知識點(diǎn)梳理1.分子熱運(yùn)動的定義與特性

-分子熱運(yùn)動是指分子在永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動。

-分子熱運(yùn)動的特性包括隨機(jī)性、無序性，與溫度相關(guān)。

2.分子動能與勢能的微觀解釋

-分子動能：分子由于熱運(yùn)動而具有的能量。

-分子勢能：分子之間相互作用所具有的能量。

-分子間的碰撞會導(dǎo)致動能與勢能之間的轉(zhuǎn)化。

3.溫度與分子平均動能的關(guān)系

-溫度是分子平均動能的宏觀表現(xiàn)，兩者成正比關(guān)系。

-分子平均動能越大，溫度越高。

4.分子間的碰撞與能量傳遞

-分子間碰撞包括彈性碰撞和非彈性碰撞。

-碰撞過程中，能量可以相互傳遞，影響分子的動能和勢能。

5.氣體分子速率分布律

-氣體分子速率分布律描述了不同速率的分子在氣體中的分布情況。

-速率分布律與溫度、壓強(qiáng)等因素有關(guān)。

6.分子動理論的應(yīng)用

-解釋宏觀現(xiàn)象，如氣體的壓強(qiáng)、溫度、擴(kuò)散等。

-氣體分子速率分布律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

7.宏觀與微觀現(xiàn)象的聯(lián)系

-分子動理論是連接宏觀現(xiàn)象與微觀原理的橋梁。

-理解宏觀現(xiàn)象背后的微觀機(jī)制，有助于深入認(rèn)識物理現(xiàn)象。

8.分子熱運(yùn)動與溫度的關(guān)系

-溫度升高，分子熱運(yùn)動加劇，平均動能增大。

-分子熱運(yùn)動的劇烈程度可以通過溫度來衡量。

9.氣體分子速率分布律的推導(dǎo)與意義

-推導(dǎo)氣體分子速率分布律，了解其數(shù)學(xué)表達(dá)式。

-分析速率分布律的物理意義，探討其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

10.分子動理論的局限性與發(fā)展

-分子動理論在解釋某些物理現(xiàn)象時存在局限性。

-隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，分子動理論在不斷發(fā)展完善。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

本節(jié)課主要圍繞分子動理論中的分子熱運(yùn)動進(jìn)行講解，通過對以下知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對分子熱運(yùn)動有了更深入的了解：

（1）分子熱運(yùn)動的定義與特性：分子熱運(yùn)動的隨機(jī)性、無序性以及與溫度的關(guān)系。

（2）分子動能與勢能的微觀解釋：分子動能和勢能的轉(zhuǎn)化。

（3）溫度與分子平均動能的關(guān)系：溫度是分子平均動能的宏觀表現(xiàn)。

（4）分子間的碰撞與能量傳遞：分子間碰撞的類型及能量傳遞。

（5）氣體分子速率分布律：速率分布律的規(guī)律及其應(yīng)用。

（6）分子動理論的應(yīng)用：解釋宏觀現(xiàn)象，如氣體的壓強(qiáng)、溫度、擴(kuò)散等。

2.當(dāng)堂檢測

為了檢驗(yàn)學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況，設(shè)計以下當(dāng)堂檢測題：

（1）選擇題：

a.下列哪個選項(xiàng)描述了分子熱運(yùn)動的特性？

A.規(guī)則運(yùn)動B.有序運(yùn)動C.隨機(jī)運(yùn)動D.勻速運(yùn)動

b.溫度與分子平均動能之間的關(guān)系是？

A.成正比B.成反比C.無關(guān)D.成平方關(guān)系

（2）簡答題：

a.請簡要說明分子動能與勢能的微觀解釋。

b.請解釋氣體分子速率分布律的物理意義。

（3）應(yīng)用題：

某氣體的溫度升高，試分析氣體分子速率分布律的變化。

（4）實(shí)驗(yàn)題：

設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證分子熱運(yùn)動與溫度的關(guān)系。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.本節(jié)課采用了多元化的教學(xué)手段，如多媒體動畫、模擬實(shí)驗(yàn)等，使抽象的分子熱運(yùn)動理論變得生動形象，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

2.引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作探究氣體分子速率分布律，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和實(shí)際操作能力。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)組織方面，課堂時間分配不夠合理，導(dǎo)致部分學(xué)生未能充分參與到課堂活動中。

2.教學(xué)評價方面，對學(xué)生的預(yù)習(xí)和課堂表現(xiàn)反饋不夠及時，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）改進(jìn)措施

1.針對課堂時間分配不合理的問題，今后將更加注重課堂節(jié)奏的把握，確保每個學(xué)生都有機(jī)會參與到課堂活動中。

2.加強(qiáng)教學(xué)評價，及時給予學(xué)生反饋，幫助他們了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和存在的問題，以便及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

3.進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)方法，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計更具針對性的教學(xué)活動，提高教學(xué)質(zhì)量。典型例題講解題目：一個密封容器中有大量氣體分子，溫度為T。若溫度升高到2T，求氣體分子的平均動能變化情況。

解答：根據(jù)分子動理論，氣體分子的平均動能與溫度成正比。因此，當(dāng)溫度升高到2T時，氣體分子的平均動能也增大到原來的2倍。

2.典型例題2：

題目：兩個氣體分子A和B在真空中相向而行，A的速度為v，B的速度為2v。假設(shè)它們發(fā)生彈性碰撞，求碰撞后A和B的速度。

解答：在彈性碰撞中，分子間的總動能和動量守恒。設(shè)碰撞后A的速度為v1，B的速度為v2，則有：

mAv=mAv1+mBv2

1/2mAv^2+1/2mB(2v)^2=1/2mAv1^2+1/2mBv2^2

解以上方程組得：v1=-v，v2=3v。

3.典型例題3：

題目：一定量的理想氣體從狀態(tài)1(P1,V1)變?yōu)闋顟B(tài)2(P2,V2)，求氣體分子的平均速率變化情況。

解答：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，氣體分子的平均速率與溫度成正比。設(shè)狀態(tài)1的溫度為T1，狀態(tài)2的溫度為T2，則有：

P1V1/T1=P2V2/T2

由于nR為常數(shù)，可得T2/T1=P2V2/(P1V1)

因此，氣體分子的平均速率也按T2/T1的比例變化。

4.典型例題4：

題目：一定量的理想氣體從狀態(tài)1(P1,V1)變?yōu)闋顟B(tài)2(P2,V2)，求氣體分子的速率分布函數(shù)的變化情況。

解答：氣體分子的速率分布函數(shù)與溫度成正比，因此，氣體分子的速率分布函數(shù)也按T2/T1的比例變化。

5.典型例題5：

題目：一定量的理想氣體從狀態(tài)1(P1,V1)變?yōu)闋顟B(tài)2(P2,V2)，求氣體分子的平均自由程的變化情況。

解答：氣體分子的平均自由程與溫度成反比，因此，氣體分子的平均自由程也按T1/T2的比例變化。板書設(shè)計①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-分子熱運(yùn)動的定義與特性

-分子動能與勢能的微觀解釋

-溫度與分子平均動能的關(guān)系

-分子間的碰撞與能量傳遞

-氣體分子速率分布律

②詞、句等：

-"分子熱運(yùn)動是無規(guī)則的隨機(jī)運(yùn)動，與溫度密切相關(guān)。"

-"分子動能和勢能的轉(zhuǎn)化是分子間碰撞的結(jié)果。"