2022年高三物理分子动理论和物体的内能全章教案人教版.docx

《2022年高三物理分子动理论和物体的内能全章教案人教版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高三物理分子动理论和物体的内能全章教案人教版.docx（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载高三物理分子动理论和物体的内能全章教案 11-1 物质是由分子组成的【教学目标】1在物理学问方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义,记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径；2培育同学在物理学中的估算才能,会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径） 、分子数等微观量；3渗透物理学方法的训练；运用抱负化方法,建立物质分子是球形体的模型,是为了简化 运算,突出主要因素的抱负化方法；【重点难点】1重点有两个,其一是使同学懂得和学会用单分子油

2、膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法；2尽管今日科学技术已经达到很高的水平,但是在物理课上仍不能给同学呈现出分子的真实外形和分子的外观；这给讲授分子的学问带来肯定的困难,也更突出了运用估算方法和建立 抱负模型方法争论固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义；【教具预备】1教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的 图样；2演示试验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200）,滴管,直径约20cm圆形水槽,烧杯,画有方格线的透亮塑料板；【教学过程】（一）热学内容简介 1热现象：与温度有关的物理现

3、象；如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是 热现象；2热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等；3热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规章运动,因此争论热学的基本理 论是分子动理论、能的转化和守恒规律；（二）新课教学过程 1分子的大小；分子是看不见的,怎样能知道分子的大小呢？（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法；介绍并定性地演示：假如油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,可 以通过幻灯观看到,并且利用已制好的方格透亮胶片盖在水面上,用于测定油膜面积；如图 1 所示；提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分

4、子的直径是多少？在同学回答的基础上,仍要指出：介绍数量级这个数学名词,一些数据太大,或很小,为了书写便利,习惯上用科学记数名师归纳总结 法写成 10 的乘方数,如3 10-10m；我们把10 的乘方数叫做数量级,那么1 10-10m 和 9第 1 页,共 19 页10-10m,数量级都是10-10m；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 假如分子直径为学习好资料欢迎下载d,油滴体积是V,油膜面积为S,就 d=V/S,依据估算得出分子直径的数量级为 10-10m；（2）利用离子显微镜测定分子的直径；看物理课本上彩色插图,钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部

5、分亮点直接反映钨原子排列情形；经过运算得出钨原子之间的距离是2 10-10m；假如设想钨原子是一个挨着一个排列的话,那么钨原子之间的距离L 就等于钨原子的直径d,如图 2 所示；（3）物理学中仍有其他不同方法来测量分子的大小,用不同方法测量出分子的大小并不完全相同,但是数量级是相同的；测量结果说明,一般分子直径的数量级是 10-10m；例如水分子直径是 4 10-10m,氢分子直径是 2.3 10-10m；（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型,是简化地处理问题,实际分子结构很复杂,但通过估算分子大小的数量级,对分子的大小有了较深化的熟悉；2阿伏伽德罗常数向同学提问： 在化学课上学过的阿伏伽

6、德罗常数是什么意义？数值是多少？明确 1mol 物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数 ）都相同；此数叫阿伏伽德罗常数,可用符号 NA表示此常数, NA=6.02 1023 个/mol ,粗略运算可用NA=6 1023 个/mol ；（阿伏伽德罗常数是一个基本常数,科学工作者不断用各种方法测量它,以期得到它精确的数值；）再问同学,摩尔质量、摩尔体积的意义；假如已经知道分子的大小,不难粗略算出阿伏伽德罗常数；例如,1mol 水的质量是0.018kg ,体积是 1.8 10-5m3；每个水分子的直径是4 子是一个挨着一个排列的；提问同学：如何算出 1mol 水中所含的水分子数？3微观物理量

7、的估算如已知阿伏伽德罗常数,可对液体、固体的分子大小进行估算；事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）；提问同学： 1mol 水的质量是M=18g,那么每个水分子质量如何求？名师归纳总结 提问同学：如已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8 103kg/m3,试求质量是1g 的铁块中第 2 页,共 19 页铁原子的数目（取1 位有效数字） ；又问：是否可以运算出铁原子的直径是多少来？- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载归纳总结：以上运算分子的数量、分子的直径,都需要借助于阿伏伽德罗常数；因此可以 说,

8、阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁；它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来；阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数（曾经学过的万有引力恒量也是一个重要常 数）；物理常数是物理世界客观规律的反映；一百多年来,物理学家想出各种方法来测量它,不断地努力,使用一次比一次更精确的测量方法；现在测定它的精确值是NA=6.022045 1023/mol ；（三）课堂练习是1体积是10-4cm3 的油滴滴于水中,如绽开成一单分子油膜,就油膜面积的数量级 A 102cm2 B 104cm2 C 106cm2 D 108cm2 答案： B 2已知铜的密度是8.

9、9 103kg/m3,铜的摩尔质量是63.5 10-3kg/mol ；体积是4.5cm3的铜块中,含有多少原子？并估算铜分子的大小；答案： 3.8 1023,3 10-10 米；（四）课堂小结 1物体是由体积很小的分子组成的；这一结论有坚实的试验基础；单分子油膜试验等试验 是上述结论的有力依据；分子直径大约有 10-10 米的数量级；2阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数,它的意义和常数数值应当记住；3学会运算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法；由于微观量是不能直接测量的,人们可以测定宏观物理量,用阿伏伽德罗常数作为桥梁,间接运算 出微观量来；如分子质量 m,可通

10、过物质摩尔质量 M和阿伏伽德罗常数 NA,得到 m=M/NA；通过物质摩尔质量 M、密度 、阿伏伽德罗常数 NA,运算出分子直径（五）说明 1由于课堂内时间限制,单分子油膜法测定分子直径的试验不行能在课堂上完成全过程；在课堂上让同学看到油膜散开现象和油膜面积的测量方法即可；要想造成单分子油膜,必需选用脂肪酸类,如油酸C17H33COOH或棕榈酸C15H31COOH,这类脂肪酸分子的外形为长链形,它的羧基一端浸入水中,而烃链 酸长分子在水面上垂直排列,如图 3 所示；第十一章 分子动理论和物体的内能C17H33伸在水面上方,造成油名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精

11、选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载 11-2 分子的热运动【教学目标】1物理学问方面的要求：（1）知道并记住什么是布朗运动,的缘由；知道影响布朗运动猛烈程度的因素,知道布朗运动产生（2）知道布朗运动是分子无规章运动的反映；（3）知道什么是分子的热运动,知道分子热运动的猛烈程度与温度的关系；2通过对布朗运动的观看,发觉其特点,分析概括出布朗运动的缘由；培育同学概括、分 析才能和推理判定才能；从对悬浮颗粒无规章运动的缘由分析,使同学初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然 大事的必定结果；【重点难点】1通过同学对布朗运动的观看,引导同学摸索、分析出布朗运动不是外界影

12、响产生的,是 液体分子撞击微粒不平稳性产生的；布朗运动是永不停息的无规章运动,反映了液体分子的永 不停息的无规章运动；这一连串结论的得出是这堂课的教学重点；2同学观看到的布朗运动不是分子运动,但它又间接反映液体分子无规章运动的特点；这 是课堂上的难点；这个难点要从开头分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐步分散解疑；【教具预备】1气体和液体的扩散试验：分别装有二氧化氮和空气的玻璃储气瓶、玻璃片；250 毫升水 杯内盛有净水、红墨水；2制备好的有藤黄悬浮颗粒的水、显微镜用载物片、显微摄像头、大屏幕投影电视；【教学过程】（一）引入新课 让同学观看两个演示试验：1把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖

13、直方向对口相接触,看到二氧化氮气体从下 面的瓶内逐步扩展到上面瓶内；2在一烧杯的净水中,滴入一二滴红墨水后,红墨水在水中逐步扩绽开来；提问：上述两个试验属于什么物理现象？这现象说明什么问题？在同学回答的基础上总结：上述试验是气体、液体的扩散现象,扩散现象是一种热现象；它说明分子在做永不停息的无规章运动；而且扩散现象的快慢直接与温度有关,温度高,扩散 现象加快；这些内容在中学物理中已经学习过了；（二）新课教学过程 1介绍布朗运动现象 1827 年英国植物学家布朗用显微镜观看悬浮在水中的花粉,发觉花粉颗粒在水中不停地做 无规章运动,后来把颗粒的这种无规章运动叫做布朗运动；不只是花粉,其他的物质如藤

14、黄、墨汁中的炭粒,这些小微粒悬浮在水中都有布朗运动存在；介绍显微镜下如何观看布朗运动；在载物玻璃上的凹槽内用滴管滴入几滴有藤黄的水滴,将盖玻璃盖上,放在显微镜载物台上,然后通过显微镜观看,在视场中看到大大小小的很多颗 粒,认真观看其中某一个很小的颗粒,会发觉在不停地活动,很像是水中的小鱼虫的运动；将 一台显微镜放在讲台上,然后让用显微摄像头拍照布朗运动,经过电脑在大屏幕上显示投影成 像,让全体同学观看,最好老师用教鞭指一个颗粒在屏幕上的位置,以此点为参考点,让同学 看这颗微粒以后的一些时间内对参考点运动情形；让同学看教科书上图,图上画的几个布朗颗粒运动的路线,指出这不是布朗微粒运动的轨迹,它只

15、是每隔30 秒观看到的位置的一些连线；实际上在这短短的30 秒内微粒运动也极不规就,绝不是直线运动；2介绍布朗运动的几个特点名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（1）连续观看布朗运动,发觉在多天甚至几个月时间内,只要液体不干枯,就看不到这种 运动停下来；这种布朗运动不分白天和黑夜,不分夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻）,永久在运 动着；所以说,这种布朗运动是永不停息的；（2）换不同种类悬浮颗粒,如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动,说明布朗运 动不取决于颗粒本身；更换不同种类液体,都不存在布朗运

16、动；（3）悬浮的颗粒越小,布朗运动越明显； 颗粒大了, 布朗运动不明显, 甚至观看不到运动；（4）布朗运动随着温度的上升而愈加猛烈；3分析、说明布朗运动的缘由（1）布朗运动不是由外界因素影响产生的,所谓外界因素的影响,是指存在温度差、压强 差、液体振动等等；分层次地提问同学：如液体两端有温度差,液体是怎样传递热量的？液体中的悬浮颗粒将 做定向移动,仍是无规章运动？温度差这样的外界因素能产生布朗运动吗？归纳总结同学回答,液体存在着温度差时,液体依靠对流传递热量,这样悬浮颗粒将随液 体有定向移动；但布朗运动对不同颗粒运动情形不相同,因此液体的温度差不行能产生布朗运 动；又如液体的压强差或振动等都只

17、能使液体具有定向运动,悬浮在液体中的小颗粒的定向移 动不是布朗运动；因此,推理得出外界因素的影响不是产生布朗运动的缘由,只能是液体内部 造成的；（2）布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平稳造成 的；显微镜下看到的是固体的微小悬浮颗粒,液体分子是看不到的,由于液体分子太小；但液 体中许很多多做无规章运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒,当微小颗粒足够小时,它受到来 自各个方向的液体分子的撞击作用是不平稳的；如教科书上的插图所示；在某一瞬时, 微小颗粒在某个方向受到撞击作用强,它就沿着这个方向运动；在下一瞬时,微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强,它又向着另一个方向运动；

18、任一时刻微小颗粒所受的 撞击在某一方向上占优势只能是偶然的,这样就引起了微粒的无规章的布朗运动；悬浮在液体中的颗粒越小,在某一瞬时跟它相撞击的分子数越小；布朗运动微粒大小在10-6m 数量级,液体分子大小在10-10m 数量级,撞击作用的不平稳性就表现得越明显,因此,布朗运动越明显；悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬时跟它相撞击的分子越多,撞击作用的 不平稳性就表现得越不明显,以至可以认为撞击作用相互平稳,因此布朗运动不明显,甚至观 察不到；液体温度越高,分子做无规章运动越猛烈,撞击微小颗粒的作用就越猛烈,而且撞击次数 也加大,造成布朗运动越猛烈；5布朗运动的发觉及缘由分析的重要意义（1）结合上

19、面的讲解分析提问同学：布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒分子的运动吗？是液体分子无规章运动吗？布朗微粒是被谁无规章撞击而造成的？布朗运动间接地反映了谁的 无规章运动？综合同学回答归纳总结：（1）固体颗粒是由大量分子组成的,仍旧是宏观物体； 显微镜下看到的只是固体微小颗粒,光学显微镜是看不到分子的；布朗运动不是固体颗粒中分子的运动,也不是液体分子的无规章 运动,而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规章运动；无规章运动的缘由是液体分子对它无规章 撞击的不平稳性；因此,布朗运动间接地证明白液体分子的无规章运动；（2）布朗运动随温度上升而愈加猛烈,在扩散现象中,也是温度越高,扩散进行的越快,而这两种现象都是分

20、子无规章运动的反映；这说明分子的无规章运动与温度有关,温度越高,分子无规章运动越猛烈；所以通常把分子的这种无规章运动叫做热运动；（三）课堂小结名师归纳总结 1要知道什么是布朗运动；它是悬浮在液体中的固体微粒的无规章运动,是在显微镜下观第 5 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载察到的；2知道布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规章运动；颗粒越小,布朗运动越明显；温度越高,布朗运动越明显；3产生布朗运动的缘由：匀称性造成的；它是由于液体分子无规章运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不4布朗运动间接地反映了液体分子的无规章运动

21、,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规章运动；（四）课堂练习是1关于布朗运动的下列说法中,正确的 ；A布朗运动就是液体分子的热运动B布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒内的分子的无规章热运动C温度越高,布朗运动越猛烈D悬浮颗粒越小,布朗运动越猛烈答案： C、D；2如图是观看记录做布朗运动的一个微粒的运动路线；从微粒在 A 点开头记录,每隔 30秒记录下微粒的一个位置,得到 B、C、DE、F、G等点,就微粒在 75 秒末时的位置 ；A肯定在 CD连线的中点 B肯定不在 CD连线的中点C可能在 CD连线上,但不肯定在CD连线的中点D可能在 CD连线以外的某点答案： C、D

22、；五、说明1本节课取得教学成效的关键是将布朗运动演示试验做好,让同学都看清晰布朗运动；即使教学设备条件差的学校,也应当预备 24 台生物显微镜,预先调好后,让同学轮番观看；设 备条件好的学校,运用显微摄像头,对准载玻璃上有藤黄的悬浮液,拍照的结果通过电脑在大 屏幕投影电视上呈现出来；用显微镜观看布朗运动全部过程也应拍照出来,给同学呈现；2对于分子的永不停息的无规章运动,要留意是无规章,而不是无规律；无规章是指由于 分子之间的相互碰撞,每个分子的运动方向和速率在不断地转变,任何时刻,液体或气体内部,而且分子运动的速率有大有小；对于某一个分子运动是无规律的,沿各个方向运动的分子都有,但是热学争论的

23、是大量分子热运动的总体成效,这就是统计规律；对于大量分子的无规章运动是有规律可遵循的,第十一章 分子动理论和物体的内能 11-3 分子间的相互作用力【教学目标】1在物理学问方面的要求：（1）知道分子同时存在着相互作用的引力和斥力,表现出的分子力是引力和斥力的合力；（2）知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律,知道分子间距离是 r0 时分子力为 零,知道 r0 的数量级；（3）明白在固体、液体、气体三种不同物质状态下,分子运动的特点；2通过一些基本物理事实和试验推理得出分子之间有引力,同时有斥力；这种以事实和实验为依据求出新的结论的思维过程,就是规律推理；通过学习这部分学问,培育同学的推理能

24、名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载力；【重点难点】1重点内容有两个,一是通过分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示试验 和事实,推理论证出分子之间存在着引力和斥力；二是分子间的引力和斥力都随分子间距离的 变化而变化,而分子力是引力和斥力的合力,能正确懂得分子间作用力与距离关系的曲线的物 理意义；2难点是形象化懂得分子间作用力跟分子间距离关系的曲线的物理意义；【教具预备】1演示分子间有间隙的试验； 约 1m长的,外径约1cm的玻璃管,各约2030ml 的酒精和有红色颜料的水、橡皮塞；长

25、15cm的 U形玻璃管、架台、橡皮塞、红墨水；2演示分子间存在引力的试验；两个圆柱形铅块（端面刮光、平滑）、支架、钩码如干；用细线捆住的平板玻璃、直径20cm的盛水玻璃槽、弹簧秤；3幻灯片：分子力随分子间距离变化的曲线和两个分子距离在 子力的示意图；【教学过程】（一）引入新课r=r0 ,r r0 ,r r0 时分分子动理论是在坚实的试验基础上建立起来的；我们通过单分子油膜试验、离子显微镜观察钨原子的分布等试验,知道物质是由很小的分子组成的,分子大小在10-10m 数量级；我们又通过扩散现象和布朗运动等试验知道了分子是永不停息地做无规章运动的；分子动理论仍告知 我们分子之间有相互作用力,这结论的

26、试验依据是什么？分子间相互作用力有什么特点？这是 今日要学习的问题；（二）教学过程设计 1已知的试验事实分析、推理得出分子之间存在着引力；（1）演示试验：长玻璃管内,分别注入水和酒精,混合后总体积减小；U形管两臂内盛有肯定量的水（不注满水）管水面上的空气被压缩；提问同学：这两个试验说明白什么问题？,将右管端橡皮塞堵住,左管连续注入水,右总结归纳同学的回答：上述试验可以说明气体、液体的内部分子之间是有间隙的；钢铁这 样牢固的固体的分子之间也有间隙,有人用两万标准大气压的压强压缩钢筒内的油,发觉油可 以透过筒壁溢出；布朗运动和扩散现象不但说明分子不停地做无规章运动,同时也说明分子间有间隙,否就 分

27、子便不能运动了；前面第一节争论分子的大小时,认为固体和液体分子是一个挨一个排列的,那只是估算分 子直径的数量级而做的设想,实际上分子大小比估算值要小,中间存在着间隙,但数量级仍是 正确的；（2）一方面分子间有间隙,另一方面,固体、液体内大量分子却能集合在一起形成固定的 外形或固定的体积,这两方面的事实,使我们推理出分子之间肯定存在着相互吸引力；（3）演示试验： 两个圆柱体形铅块,当把端面刮平后,让它们端面紧压在一起,合起来后,它们不分开,而且悬挂起来后,下面仍可以吊起肯定量的重物；仍有平常人们用力拉伸物体时,为什么不易拉断物体；2依据已知的试验事实,推理得出分子之间仍存在着斥力；提问同学：由哪

28、些试验事实,判定得出分子之间有斥力？综合同学的回答,总结出：固体和液体很难被压缩,即使气体压缩到了肯定程度后再压缩名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载也是很困难的；用力压缩固体（或液体、气体）时,物体内会产生抵抗压缩的弹力；这些事实都是分子之间存在斥力的表现；运用反证法推理,假如分子之间只存在着引力,分子之间又存在着间隙,那么物体内部分子都吸引到一起,造成全部物体都是很紧密的物质；但事实不是这样的,说明必定仍有斥力存在着；3分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系；（1）经过争论发觉分子之间的引力

29、和斥力都随分子间距离增大而减小；但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图 1 中两条虚线所示；（2）由于分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力；在图 1 图象中实线曲线表示引力和斥力的合力（即分子力）随距离变化的情形；当两个分子间距在图象横坐标 r0 距离时,分子间的引力与斥力平稳,分子间作用力为零,r0 的数量级为 10-10m,相当于 r0 位置叫做平稳位置；分子间距离当 r r0 时,分子间引力和斥力都随距离减小而增大,但斥力增加得更快,因此分子间作用力表现为斥力；呈现幻灯片图2；当 r r0 时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小的更快,因而分子间的作用

30、力表现为引力,但它也随距离增大而快速减小,当分子距离的数量级大于 10-9m 时,分子间的作用力变得非常柔弱,可以忽视不计了；在图 2中表示分子间距离 r 不同的三种情形下,分子间引力斥力大小的情形；4固体、液体和气体的分子运动情形；分子动理论告知我们物体中的分子永不停息地做无规章运动,它们之间又存在着相互作用力；分子力的作用要使分子集合起来,而分子的无规章运动又要使它们分散开来；由于这两种相反因素的作用结果,有固体、液体和气体三种不同的物质状态；（1）提问同学：固体与液体、气体比较有什么特点？总结同学回答的结果,说明固体为什么有肯定的外形和体积呢？由于在固体中,分子间距离较近,数量级在 10

31、-10m,分子之间作用很大,绝大部分分子只能在各自平稳位置邻近做无规就的振动；（2）液体分子运动情形；固体受热温度上升,最终熔化为液体,对大多数物质来说,其体积增加 10,也就是说分子之间距离大约增加 3；因此,液体分子之间作用力很接近固体情形,分子间有较强的作用力,分子无规章运动主要表现为在平稳位置邻近振动；但由于分子间距离有所增加,使分子也存在移动性,所以液体在宏观上有肯定的体积,而又有流淌性,没有固定的外形；（3）液体汽化时体积扩大为原先的1000 倍,说明分子间距离约增间除碰撞时有相互作用力外,彼此之间一般几乎没有分子作用力,分子在两次碰撞之间是 自由移动的；所以气体在宏观上表现出没有

32、肯定的体积外形,可以布满任何一种容器；五、课堂小结名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载1前面三课时内学习的内容是对中学物理已学过的分子动理论的加深和扩展；总结起来,分子动理论内容是：物体是由大量分子组成的,分子做永不停息的无规章热运动,分子之间存 在着引力和斥力；分子动理论是建立在大量试验事实基础上的,这理论是说明、分析热现象的 基本理论；2通过试验知道分子之间存在着引力和斥力,而且知道分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而削减,特别斥力随距离增大减小得更快；由于分子间的斥力和引力同时存在,每个分

33、 子受到引力和斥力的合力大小及方向随分子间距离大小而转变；其中分子间距离在 10-10m 的数 量级有一个平稳位置（r0 ）,此位置下,斥力与引力的合力为零；当分子间距离大于 r0 引力显 r0 斥力显著；分子间距离接近 10-9m 时,分子间作用力将微小到可忽视 著,当分子间距离小于 的程度；3固体、液体、气体三种状态的分子之间距离不同,分子之间作用力的变化也由大到小至 几乎不计；造成固、液、气三种物质状态的特性不同；课堂练习：1用分子动理论的学问说明以下现象：（1）洒在屋里的一点香水,很快就会在屋里的其他地方被闻到；（2）水和酒精混合后,总体积减小；（3）高压下的油会透过钢壁渗出；（4）温

34、度上升,布朗运动及扩散现象加剧；（5）固体不简洁被压缩和拉伸；2把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面（如图 3）；假如你 想使玻璃板离开水面,用手向上拉橡皮筋,拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力？动手试 一试,并说明为什么？课堂上,表演后让同学回答；正确答案是：拉力会大于玻璃板的重力；玻璃板离开水面时水会发生分裂,由于水分子之 间有引力存在, 外力要克服这些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力；玻璃板离开水面后,可以看到玻璃板下表面上仍有水,说明玻璃板离开水时,水层发生断裂；六、说明 完成本节课内容,以老师与同学相互争论对话方式进行为宜,在其中完成几个必要的演示 试验；

35、整个教学过程表达人们依据已知事实,进行分析、判定、推理的过程；防止一节课自始 至终采纳老师单独 第十一章 分子动理论和物体的内能 11-4 物体的内能 热量【教学目标】1在物理学问方面要求：（1）知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度是分子平均动能大小的标志；律；（2）知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规（3）知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区分物体的内能和机械能；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（4）知道做功和热传递在转变物体

36、内能上是等效的,知道两者的区分,明白热功参量的意 义；2在培育同学才能方面,这节课中要让同学建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念,又要让同学初步知道三个物理规律：温度与分子平均动 能关系,分子势能与分子间距离关系,做功与热传递在转变物体内能上的关系；因此,教学中 着重培育同学对物理概念和规律的懂得才能；3渗透物理学方法的训练：在分子平均动能与温度关系的讲授中,渗透统计的方法；在分 子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法；【重点难点】1教学重点是使同学把握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能）,把握三个物 理规律（温度与分子

37、平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）；2区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的 势能曲线是教学上的另一难点；【教具预备】1压缩气体做功,气体内能增加的演示试验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉；2幻灯及幻灯片,呈现分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线；【教学过程】（一）引入新课 我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化；另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的；那么热运动的能量与大量的 无规律运动有什么关系呢？这是今日学习的问题；（二）教学过程的设计 1分子的动能、温度 物体内大量分子不

38、停息地做无规章热运动,对于每个分子来说都有无规章运动的动能；由 于物体内各个分子的速率大小不同,因此,各个分子的动能大小不同；由于热现象是大量分子 无规章运动的结果,所以争论个别分子运动的动能是没有意义的；而争论大量分子热运动的动 能,需要将全部分子热运动动能的平均值求出来,这个平均值叫做分子热运动的平均动能；学习布朗运动和扩散现象时,我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系,温度越高,布朗运动越猛烈,扩散也加快；依照分子动理论,这说明温度上升后分子无规章运动加剧；用 上述分子热运动的平均动能来说明,就是温度上升,分子热运动的平均动能增大；假如温度降 低,说明分子热运动的平均动能减小；因此从分

39、子动理论观点来看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志； “ 标志”的含义是指物体温度上升或降低,表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小；温度不变,就表示了分子热运动的平均动能不变；其他宏观物理量如时 间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志；但是,温度不是直接等于分子的平均 动能；另一方面,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,对于个别分 子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的；我们知道,温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运 动平均动能大小的标志,这是温度的微观含义；2分子势能 分子间存在着相互作用力,因

40、此分子间具有由它们的相对位置打算的势能,这就是分子势 能；名师归纳总结 假如分子间距离约为10-10m 数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0 ；第 10 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当分子距离小于学习好资料欢迎下载r0 时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必需克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大；这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的；如图 1 中弹簧压缩,弹性势能 Ep 增大；假如分子间距离大于 r0 时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必需克服引力做功,因此,分子势能随分

41、子间的距离增大而增大；这种情形与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相像的；如图 1 中弹簧拉伸, Ep增大；从以上两种情形综合分析,分子间距离以r0 为数值基准, r 不论减小或增大,分子势能都增大；所以说,分子在平稳位置处是分子势能最低点；假如分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远逐步削减至r0 以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离削减,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零仍小为负值；当分子间距离到达 r0 以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势 能增大；其数值将从负值逐步变大至零,甚至为正值；分子势能随分子间距离 r

42、的变化情形可以在图 2 的图象中表现出来；从图中看到分子间距离在r0 处,分子势能最小；既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小 变化情形呢？假如对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分 子间的势能变化；所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映；3物体的内能（1）物体中全部分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能；一切物体都是由不停地做无规章热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的；提问同学：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？依据同学的回答,引导到一个确定的物体,分子总数是固定的

43、,那么这物体的内能大小是由宏观量温度和体积打算的；假如不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来打算；课堂争论题：以下各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由；一块铁由 15上升到 55,比较内能；质量是 1kg50的铁块与质量是0.1kg50 的铁块,比较内能；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载质量是 1kg100的水与质量是1kg100的水蒸气,比较内能；（2）物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能；任何物体都具有内能,同时仍可以 具有机械能；例如在空中飞行的炮弹

44、,除了具有内能,仍具有机械能动能和重力势能；提问同学：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以 60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加？通过此问题,让同学熟悉内能是全部分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向 移动的动能；另一方面,物体机械能增加,内能不肯定增加；4物体的内能转变的两种方式（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具,锯条、木头和刀具温度上升,说明克服摩擦力做功,可 以使物体的内能增加；假如外力对物体做功全部用于物体内能转变的情形下,外力做多少功,物体的内能就转变多少；假如用W表示外界对物体做的功,用E 表示物体内能的变化,那么有 W= E；功的单位是焦耳,内能的单位也是焦耳；演示压缩空气,硝化棉燃烧；说明外力压缩空气过程,对气体做功,使气体的内能增加,温度上升到棉花的燃点而使其燃烧；以上