2022年2021-2021年高中物理《物体是由大量分子组成的》教案6新人教版选修3-3 .pdf

2019-2020 年高中物理物体是由大量分子组成的教案6 新人教版选修3-3教学 目标（1） 知道物体是由大量分子组成的（2）知道分子的大小，知道数量级的概念，记住分子大小的数量级（3）理解阿伏加德罗常数，记住它的数值和单位（4）会一些简单微观量的计算，如分子大小、直径等（5）知道油膜法估测分子大小实验教学 建议教材分析分析一： 本节简单介绍了分子动理论的第一个基本观点：物质是由大量分子组成的要注意这里的分子与化学中提到的分子的含义是不完全相同的，这里把构成物体的分子、原子、离子等统称为分子分析二： 油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，它巧妙地将微观的、不易测量的量转化为宏观的、可直接测量的量，能较好地培养学生解决问题能力，扩展学生分析问题的思路在将解本实验时要注意实验原理的分析分析三：阿弗加德罗常量是联系宏观和微观的重要桥梁，已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的质量和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积；已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量教法建议建议一： 本节内容在初中已有相当好的基础，因此可以结合复习初中知识来讲解本节知识另外还可以引入相关化学知识，使学生更易理解建议二： 油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，有条件的学校最好能让学生自己名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 动手做这个实验，以加深学生的分子大小的直观感觉建议三： 围绕阿伏加德罗常数的计算，教师 可以举几个例题，然后让学生自己动手计算几个相关题目教学 设计方案教学 重点：分子大小的计算教学 难点：微观量与宏观量之间的联系一、物质有大量分子构成结合化学提出不同物体不同的分子组成，并且物理中此时提到的分子有别于化学中的分子，它包括分子、原子、离子等展示几个漂亮的分子模型，激发学生学习兴趣二、分子的大小1、分子大小的测量方法（1）显微镜观测（2）实验油膜法估测分子大小实验原理：将体积为的油滴到水面上，使其均匀地、尽可能地散开成很薄的一层，此时可以认为油分子一个挨一个紧密排成一单层油膜，油膜的厚度就是单个分子的直径，因此只需测出油膜的面积，就知道该油分子的近似直径实验过程所用的酒精油酸溶液溶于水时，酒精溶于水，油酸形成单分子油膜例题：将 1 cm3的油酸溶于酒精， 制成 200 cm3的油酸酒精溶液 已知 1cm3溶液有 50 滴，一滴滴到水面上，酒精溶于水， 油酸形成一单分子层，其面积为0.2 m2. 由此可知油酸分子名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 大约为多少？解：一滴油酸酒精溶液含油酸体积油酸分子直径约为：三、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的一个重要桥梁，其大小为每摩尔物质含有的微粒数（或 12g 炭 12 含有的炭原子数），即6.02 1023mol-1已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的质量和摩尔体积 ，就可以求出物质的分子数，；已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积 ；已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量例题：已知地球到月球的距离是3.84 105km ，铁的摩尔质量为56g，密度为7.9 103kg/m3，如果将铁原子一个一个地排列起来，从地球到月亮需要多少个铁原子？、 1.4 105个B 、1.4 1010个C、1.4 1018个D、1.4 1021个答案： C 分析：本题可以先求出单个铁原子的直径：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 所以需要的铁原子个数为：另外，本题还可以从数量级上迅速判断出答案，由于地球到月亮的距离数量级为108m ，而分子直径的数量级在10-10m左右，所以需要的铁原子个数在1018的数量级上， 应选 C选项四、作业探究活动题目：怎样测量阿伏加德罗常数组织：分组方案：查阅资料，设计原理，实际操作评价：方案的可行性、科学性、可操作性2019-2020 年高中物理物体是由大量分子组成的教案7 新人教版选修3-3要点：理解油膜法测分子直径的方法知道阿伏加德罗常数的数值和单位，能进行相应的计算知道一般分子的直径的数量级和质量数量级教学难点：宏观到微观的思维方法的改变和适应考试要求：高考（物质是由大量分子组成的），会考课堂设计：鉴于学生在初中已接触分子运动的基本内容，而又有一定化学（原子）知识，不必再对这个理论的形成进行讲述。课堂教学针对学生认为不可能（用简单方法测到分子直径）的实验引起学生的兴趣，并详细介绍实验中的“放大”作用，体会怎样通过宏观量来（间接）测量微观量，使得在没有实验、多媒体的配合下有一个新奇的印象。通过对分子的具体计算和比较、抽象思维和理想化模型的处理，对看不见摸不着很微小的分子（直径数量级、质量数量级）有个初步的了解。利用阿伏加德罗常数进行数量计算后，通过小结点明思维方法的不同，激发学习兴趣。解决难点：学生对由宏观量表示微观量的认识并不难，但这种简单原理应用中有极高的思维要求，尽管学生可以通过结合化学知识、阿伏加德罗常数对微小量进行计算，但其真正体会分子小到什么程度还需要相应的练习来理解和巩固。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 学生现状：学生知道分子很小，但没有建立数量级，无法表示小到什么程度；不能理解油膜法测分子直径的实验原理和意义；首次涉及测定微小量中的思维能力缺乏准备。培养能力：分析综合能力，理解推理能力，实验能力思想教育：唯物主义世界观，爱国主义，自信和自强课堂教具：直玻管（一端封闭）、水杯、红色水、酒精、小烧杯、滴管备注：学生实验用油膜法估测分子的大小不安排在夏令营中进行一、引入 (8 ) 从今天开始我们将学习热学，热学知识主要分为两部分：第一部分是从微观角度研究热学问题，即从分子动理论的观点认识热现象；第二部分是从宏观角度研究热学问题，即从能量的观点认识热现象。这一章先学第一部分，即从分子动理论的观点来认识热现象。【问】首先谈谈你们对分子的认识，你认可三大内容的理由？物质由大量分子组成证明：微粒间有空隙能找到这种空隙就能证明微粒的存在演示水和酒精混合后体积减小分子在不停地作无规则运动气味的扩散、溶解、墨水的扩散分子间有相互的作用力（注：物理学中把原子、分子、离子统称为分子，区别与化学中的分子）研究分子运动与原来高一知识是不同的：宏观与微观，个体与群体，实验与想象。本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点。二、分子大小的测定(20 ) 【问】你们认为分子很小，小到什么程度？厘米3的水，分子数为3.35 1022个，若均匀分布地球表面，则5 亿个 / 米2；若像拉面一样拉成一列，长度是地球太阳间的90 倍。若我们吸满一个口腔的空气，以 1 亿个 / 秒的速度吸入气体分子，达到 1 大气压需要2200个世纪。分子极其微小，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。现在有了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，用它能观察到物质表面的分子。怎样才能知道分子的大小呢？【思考】现在我们有一个集装箱的乒乓球，如何测得一个球的高度？请注意：微观的“球”是不能直接测得高度的阅读课本测定分子大小的方法（油膜法）， 思考这个实验中主要推荐的是一种科学的思维方式：怎样用宏观量表示微观量。【思考题】1、 用什么方法来测定分子的大小和直径？2、 怎样才能用此方法来测分子的直径和大小？3、 用此方法测分子直径的科学依据是什么？分析 ：1、粗略测定法：单分子层油膜法测分子直径油膜法 测定分子直径：对应具体的数据计算取一滴油，测出其体积 1厘米3稀释（放大）加溶剂至 200 厘米3取稀释液1 滴如 125 滴为 1 厘米3，此时含油为 1/(200 125) 厘米3名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 扩展成油膜水面尽量扩展测油膜面积单层划格，得S 一般油膜能达到1/4 1/3 米2，以割补法求所占格的面积设分子为球形且单层排列理想化模型计算厚度（直径） D1/(200 125S)厘米一般在 10-10m数量级上2、测定原理d=V/s 3、科学依据：油分子看成球形将油膜看成单分子油膜不考虑油分子之间的间隙注：建立理想化分子模型是物理研究的重要方法4、分子直径的数量级：10-10m 举例：水分子直径的数量级 4 10-10m ；氢气分子直径2.3 10-10m 。分子是很小的，如果把水分子跟乒乓球比就相当于乒乓球跟地球大小相比，每个物体分子的数目都大的惊人。例如： 1cm3水中约有3.3 1022m个分子， 假如全世界的人不分男女老少都来数这些分子，每人每秒数一个也需要大约17 万年才能数完。例：一滴石油体积为10-3cm3, 把它滴在平静的湖面上，扩散成面积为2.5m2的单分子层油膜，则石油的半径为多少？（210-10m ）三、阿伏加德罗常数(10 ) 【问】怎么理解“摩尔”？物质量的单位国际单位制中的基本单位之一 1971年第 14 届国际计量大会决定，把0.012 克 C12所含的结构粒子数定义为1 摩尔。即： NA6.02 1023mol-1单位：个 / 摩尔类似箱、打、年、光年等单位量摩尔有两个含义：能表示一种（特定）物质的质量能表示所含的结构粒子数它是一个很大的数，但用在微观上，并不一定表示很多的量（如体积、质量等）因为分子很小，所以构成一般（宏观上能测量到的）物体，需要很大的数目，NA就是起这样作用的一个单位量。这是一个极其重要的物理量，它时宏观量和微观量之间的联系桥梁：例：已知1 摩尔的水质量0.018 千克，求水分子质量 m0.018 千克 /NA3.0 10-26千克微观的极小量构成了宏观，宏观的测量证实了微观（辩证关系）无法直接测得的分子大小、分子质量跟宏观的摩尔体积、摩尔质量联系在一起。四、小结和练习(5 ) 分子很小：直径数量级10-10m 分子很轻：质量数量级10-2610-30kg 重要常数： NA6.02 1023mol-1阅读材料纳米技术作业：课本P71 练习一（检查板演的列式）摩尔质量： 1 摩尔该种物质分子的集合总质量（与物质有关），千克 / 摩尔若以克 / 摩尔为单位，则摩尔质量恰好是其分子量摩 尔 数：一定物质量中含有的粒子数是摩尔的倍数教学札记：1. 2. 3. 水d 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -