高中物理分子间的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

高中物理分子间的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

《高中物理分子间的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理分子间的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理分子间的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思

《分子间的作用力》教学设计

（一）设计理念

1．《高中物理新课程标准》的课程理念和课程目标。

2．科学探究的教学理念：

创设问题情境→作出假设→实验→作出结论→运用。

（二）教学目标

【知识与技能】

1、分子间存在空隙，且同时存在引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

2、知道分子间的作用力随分子间距离变化而变化的定性规律；

3、掌握分子动理论的内容。

【过程与方法】

1、通过对分子间作用力的分析过程，培养学生的观察能力和对知识的迁移能力。

能够初步树立微观思想。

2、通过建立物理模型，以及类比思考的学习方法，培养学生利用模型法理解微观规律的能力和逻辑推理能力。

【情感态度与价值观】

1、理解分子间的作用力在科学技术，生活中的应用，感受宏观世界和微观世界的与现实的相关性，产生探究物理奥秘的兴趣。

2、激发学生兴趣，扩宽学生视野，体验科学精神和态度在科学探究中的重要作用。

（三）教学重点

1、分子间的分子力随分子间距离变化的规律。

2、能用分子力的变化规律解释简单的现象。

3、分子动理论的内容。

（四）教学难点

理解分子间作用力跟分子间距离关系的曲线的物理意义。

（五）教学方法

实验演示观察法、讲授法、分析推理法、归纳生成法、建立模型法、小组合作讨论法

（六）教具

多媒体课件，水，酒精，200M量筒，烧杯，大注射器，铅块，自制玻璃板，玻璃缸、“破镜子”、小米粒等。

（七）教学过程

【引入新课】

前面两节的学习中，我们通过建立“球形”和“正方体”模型，了解了宏观物质与微观大量分子之间的联系；我们通过对扩散现象和布朗运动的研究和分析，认识了与温度密切相关的分子的热运动。

今天我们将继续尝试用“模型覆盖法”来完善与物质的热学性质有关的微观理论。

【温故知新】请同学们思考后回答下面的问题：

◆扩散现象、布朗运动产生的原因是什么呢？

（组成物质的大量分子在永不停息地做无规则运动.）

◆再结合它们发生的环境，这些现象能够产生还能说明其他问题吗？

（分子间存在空隙）

【设计意图】提出问题引发学生思考，激发学习兴趣，充分体现“温故”才能“知新”，引导学生保持正确的学习方法。

【新课教学】

一、分子之间有间隙

【“建模”】既然物质是由大量的分子组成的，我们知道分子很小，不容易观察，为了方便大家的理解，老师用米粒来代替分子，假设这个物块就是由许许多多的米粒组成的。

由于米粒有自身的形状和大小，米粒之间存在着间隙，那么组成物质的分子之间是否也存在着这样的间隙呢？

带着这个问题，大家来做几组实验。

【学生分组实验】

实验①酒精与水混合（液体分子间有空隙）

实验②碳原子结构图（固体分子间有空隙）

实验③注射器内封闭气体被压缩（气体分子间有空隙）

【“建模”】这就好比向米粒中掺入细沙，由于沙子很细小，会渗入到米粒的间隙中去，这样，我们得到的沙子和米粒的总体积就会小于原来二者的体积之和。

【联系实际】举出一些能够说明气体或者固体也存在间隙的例子。

【归纳总结】无论是固体，气体，还是液体，分子之间都存在着间隙。

【设计意图】提出疑问引发学生思考，激发学习兴趣，建立物理模型，帮助学生将微观概念想象成宏观物质。

能够让学生在宏观层面上发现分子间存在空隙，有助于他们的理解。

二、分子间同时存在引力和斥力

【观察•思考】

Ø为什么分子不能紧紧挨着而是存在着空隙呢？

（说明:

分子间存在着作用力——斥力。

固体和液体很难被压缩，用力压缩固体时，物体内会产生反抗压缩的弹力。

这些事实都是分子之间存在斥力的表现）

Ø为什么分子间有空隙却还能“团结”在一起呢？

（说明:

分子间存在着作用力——引力）

Ø分子间究竟存在着什么样的作用力呢？

（说明：

分子间同时存在引力和斥力.）

【设计意图】这个知识点学习的整体设计思路，就是让学生先根据宏观现象推出微观实质，利用宏观模型引导学生思考，运用类比的方法引发学生猜想，进而能再去分析作用力的变化情况，层层递进，由宏观到微观。

三、分子间引力、斥力及合力的大小跟分子间距离的关系

【小组讨论•学生演示】

●你有没有办法让这两个铝块“粘”在一起呢？

（实验④）

●是否能用刚才同样的方法让摔碎的镜子“破镜重圆”呢？

（实验⑤）

（说明：

分子间的引力和斥力大小与分子间距有关.）

【设计意图】结合生活经验，创设情景，启发思考。

对比破镜与铅块，能联系到分子间作用力是短程力的概念。

通过小组讨论交流，培养学生独立思考，合作交流的能力。

【观察•思考】

分子间的引力和斥力大小与分子间距有怎样的关系呢？

请同学们带着这个问题阅读课本，结合paid上推送的4点提示寻找答案。

◆

图像描述的是哪两个物理量间的关系？

◆随着r变大，F如何改变？

◆r增大到r′时，F大小怎样？

◆破镜的断面是否平整？

【分析归纳】图像描述的是分子间的引力随分子间距离的变化关系，可以看到，随着分子间距离的增大，曲线离横轴越来越近，也就是说，引力越来越小，当分子间的引力减小到某个值的时候。

分子间的引力就很小，可以忽略了，这个位置约是10-9m。

由此我们就可以知道，分子间的引力是一个短程力。

这也就是破镜难以重圆的原因，由于镜子的质地比较坚硬，而且镜子的断面比较粗糙，我们很难使分子间的引力达到作用范围内，所以破镜难以重圆。

而我们实验中使用的铅块，质地比较软，而且表面光滑，所以实验可以成功，但仍需要很大的外力压合。

【联系实际】虽然“破镜”难以重圆，但是随着科技的发展，人们已经可以是破镜重圆了，大家看大屏幕，相机和棱镜都是比较精密的光学仪器，在制作这些光学仪器的时候，我们需要将两块折射率不同的玻璃压合到一起，如果我们使用胶水的话会引入第三种物质，使得镜片的质量下降，这时我们就可以将玻璃表面磨平，然后均匀的施加一个很大的压力，这样，镜片就利用分子间的引力压合到一起，得到高质量的镜片了。

【设计意图】联系科学技术，达到情感态度与价值观教育的目的，增强学生对规律的认同。

结合图像的对应说明，将抽象概念具体化，方便理解。

【总结•提升】

（1）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，但分子间斥力随分子间距离加增大而减小得更快些。

（2）分子力是指引力和斥力的合力。

（在图象中红色曲线表示引力和斥力的合力随距离变化的情况。

）

（3）当r=r0距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r0的数量级为10-10m，相当于r0位置叫做平衡位置。

（4）当r＜r0时，分子间作用力表现为斥力。

（5）当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力。

当分子距离的数量级大于10-9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了。

【设计意图】这是本节课的难点，为了突破难点，需要引导学生从实际问题出发，通过自己操作演示，找到解决问题的方法和途径。

结合F-r图像，理解图像的物理意义，化解难度，师生一起进行深度学习，得到结论。

也可使后面要引出的“分子力模型”水到渠成。

【“建模”】分子力随分子间距的变化规律，分子力就好比“弹簧模型”：

原长即r=r0时，弹力为0；压缩时，r＜r0，弹力为斥力性质；拉伸时，r＞r0，弹力为引力性质。

四、分子动理论

再结合前面两节学习的内容：

物体是由大量分子组成的，分子做永不停息的无规则热运动，分子间存在着引力和斥力——分子动理论。

它是建立在大量实验事实基础上的，是解释、分析热现象的基本理论。

把物体的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现，这样建立的理论是一种微观统计理论.

五、课堂典例

例1、当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应是（）

A.两分子间的距离r＜r0时，它们之间只有斥力作用

B.两分子间的距离r＜r0时，它们之间只有引力作用

C.两分子间的距离r＜r0时，既有引力又有斥力作用且斥力大于引力

D.两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力作用且引力大于斥力（答案：

CD）

例2、下列说法中正确的是（　）

A．用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隙.

B．煤堆在墙角时间长了墙内部也变黑了，证明分子在永不停息地运动.

C．打开香水瓶后，很远的地方能闻到香味，证明分子在不停地运动.

D．封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力.（答案：

BCD）

例3、下列现象可以说明分子间存在引力的是（　）

A．打湿了的两张纸很难分开

B．磁铁吸引附近的小铁钉

C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开

D．用电焊把两块铁焊在一起（答案：

ACD）

【设计意图】及时联系实际，强化理论概念的理解。

也能够反馈出学生对物理概念的掌握情况，培养学生分析和应用能力。

例4、前面的实验④和实验⑤，你是否可以改进操作，保证实验成功？

【学生归纳总结】用刮刀刮一下铅块表面的氧化层，铅块相对较软，旋转式压紧后，能使接触面的部分凹凸不平处被压平从而更加贴合，分子间距变小，分子的引力作用使它们紧紧结合在一起；破镜子的断面处凹凸不平，即使用再大的力，分子间的距离也较大，分子引力几乎为零，不能使其重新结合到一起。

【设计意图】设计“观察•思考•回扣”思路，分别用生活中观察到的事实和反证法推理，增强学生对规律的认同，再次利用创设的情境回扣到本节重点，使学生思路清晰，概念明确。

六、开放探究

1、你能否创设几种情境：

能够让这块吊在细绳下的玻璃板受到的拉力大于其重力？

动手试一试。

【设计意图】引导学生合作探究，从“情境”中发现和提炼问题，根据已有知识去分析和获取相关的物理规律和结论。

如：

将玻璃板加速提升过程、减速下降过程、使玻璃板水平的接触水面（如有图）然后向上拉起的过程。

让学生动手进行实验操作，给学生充分的实验探究的机会。

（此时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。

）

2、水在不同温度下表现出固态、液态、气态，你能否应用分子动理论解释水的三态变化？

【设计意图】根据课堂学情灵活处理，也可作为课下探究题目，就是为了让学生简单了解固体、液体和气体的分子运动情况。

分子动理论告诉我们物体中的分子永不停息地做无规则运动，它们之间又存在着相互作用力。

分子力的作用要使分子聚集起来，而分子的无规则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。

（分子力束缚着分子的运动，分子的运动又会突破这种束缚，矛盾的双方谁占主导地位，就决定着物质的三态。

水在不同温度下表现出的固态、液态、气态，就是由这种相互对立的作用决定的。

在较低温度下，水分子的无规则运动不够剧烈，分子在相互作用力作用下被束缚在各自的平衡位置附近做较小的振动，这时水表现为固态——冰。

当温度升高，无规则运动达到某一程度时，分子力的作用已不能使分子在平衡位置附近振动了，但分子还是不能远离，这时水表现为液态。

）

七、课堂小结

八、布置作业

九、板书设计

§7.3分子间的作用力

一、分子间存在空隙

二、分子间存在作用力

1、分子间同时存在着引力和斥力。

2、分子力指分子间引力和斥力的合力。

3、引力和斥力随分子间距离的增大（减小）而减小（增大），但斥力变化的快。

4、分子间相互作用的平衡位置：

指F引=F斥（F=0）的位置，r0=10-10m。

5、关系图线：

r＜r0，F引

r=r0，F引=F斥，F=0.

r＞r0，F引>F斥，F为引力.

r>10r0，F引=0,F斥=0，F=0

三、分子动理论——热现象的微观理论基础

内容：

物体是由大量分子组成的，分子做永不停息的无规则热运动，分子之间存在着引力和斥力。

《分子间的作用力》学情分析

学生是学习的主体，教学过程要根据学生的实际情况组织教材内容，并能够充分体现物理学科价值以及学生的深度学习。

高中学生已经有了一定的微观思想，也知道了物体是由大量分子组成的，分子很小以及分子在做永不停息的无规则运动，但是还处于一种初步较为浅显的认识中。

而本节课的内容要分析分子间的作用力，相对于前面的内容来说难度要大一些，因此需要老师在讲解的时候尽量的结合一些宏观的例子进行引导，在理解宏观现象的基础上去分析微观状态。

教师在引导学生不断提高自主学习能力的同时，能通过问题解决来促进学生的物理学科核心素养的逐步达成。

《分子间的作用力》效果分析

《分子间的作用力》教学目标顺利完成，教师通过多元化的教学设计，达到了满意的教学效果：

1、通过学生分组实验、学生演示实验，学生在观察和实验中发现了问题，进行了猜想及描述，并能够解释生活中的物理现象，增强了科学探究的意识与能力。

2、通过给学生创设不同的情境，学生“建模”能力大幅提高，运用科学思维方法进行逻辑推理，学会了使用“模型覆盖法”来解决学习中的新问题，提高了应用本节课所学到的物理知识解决生活中具体问题的能力。

3、通过小组合作学习、归纳总结等，学生充分体会了“等效”、“类比”的物理思想，扩宽了学生视野，感受到了宏观世界和微观世界的与现实的相关性，充分激发了他们探究物理奥秘的兴趣。

《分子间的作用力》教材分析

本章中，学生将从宏观和微观两个角度认识热现象的规律，同时也是在高中物理的学习中首次涉及统计思想。

《分子间的作用力》这一节是人教版选修3-3第七章，第3节的内容，前两节分别是《物体是由大量分子组成的》和《分子的热运动》，这三节共同构成了“分子动理论”的内容——这是研究热学的基本理论，知识层次环环相扣，承上启下。

教材在本节课设置了两部分的内容，一是分子间作用力，另一个就是分子动理论。

本节在本章中既是前三节的一个小结，也为后面的第五节《内能》中关于“分子势能”的学习做了准备。