人教版九年级物理上册 大赛获奖教案131 分子热运动文档格式.docx

1、春暖花开,公园里四处飘着花香,为什么我们不在花前也会闻到花香呢?同学们知道其中的道理吗?学了这节内容,问题便会迎刃而解.一、物质的构成【视频】常见物质的内部构成是怎样的?分子有多大?原子有多大?固态、液态、气态分子有什么特点?通过视频、动画将微观看不见的分子直观地展现在学生眼前. 【归纳总结】现代科学研究发现,物质是由极其微小的粒子分子、原子构成的.如果把分子看作球形,一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以10-10 m为单位来量度分子.分子如此之小,人们只能用电子显微镜来观察分子.也可以通过一些宏观表现来推断构成物体的分子的情况.比如打开香皂盒闻到香味,说明香气的分子发生了运动.如图所示

2、是电子显微镜下的水分子结构.【拓展延伸】在通常温度和压强下,1 cm3的空气里大约有2.71019个分子,一台大型计算机每秒可计算100亿次,如果人数数的速度也能达到计算机的水平,要把1 cm3空气中的分子一个个数完,需要80多年.过渡语构成物质的分子是静止的还是运动的?由于分子很小,人类肉眼无法直接观察到分子,所以分子的运动情况需要借助转化法,用其他物质的现象表现出来.二、分子热运动扩散现象:（1）气体扩散演示实验:思路一将一个空瓶子,倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板,你看到了什么?过一会儿,发现上面空瓶逐渐变成红棕色. 我们刚才看到的二氧化氮气体和空

3、气在接触时彼此进入对方的这种现象叫做扩散. 思路二在日常生活中,我们常常遇到这种现象:例1:妈妈在厨房炒菜,我在客厅里看电视也能闻到香味.例2:值日生扫地时,教室里尘土飞扬.例3:去医院打预防针,闻到消毒水的味道.例4:夏夜点一盘蚊香,很快整个房间都能闻到蚊香味.小组讨论:1.以上几个现象是否都能说明分子在不停地做无规则运动?2.哪几个现象能说明分子在不停地做无规则运动?这种现象又叫什么?3.哪几个现象不能说明分子在不停地运动?它是什么运动?4.这两种运动有什么区别?【归纳总结】1.不能都说明;2.例1、例3、例4能说明分子在不停地做无规则运动,这种现象又叫扩散.3.例2不能说明分子在运动,它

4、是机械运动.4.机械运动是宏观的,整个物体的运动,可以直接或间接测量速度等指标,一般肉眼可以观测到.分子运动是微观的,肉眼无法观测到,但是我们可以用转化法,把分子的热运动转换成看得见、摸得着的宏观现象.（2）液体扩散现象: 【实验】在量筒里装一半清水,用长颈漏斗在水下注入硫酸铜溶液,硫酸铜溶液的密度比水大,沉在量筒下部,可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界线.向学生展示10天前、20天前、30天前配好的溶液,界线越来越模糊.大家看到的是硫酸铜溶液和水之间的液体扩散现象.过渡语从以上这些例子可以看出气体和液体都会发生扩散现象,那么固体能否发生扩散现象呢?（3）固体扩散实验:长期堆放煤

5、的墙角,墙壁的内部会变黑吗?用小刀刮一下墙壁,会发现墙壁的内部变黑.这是因为煤的分子处于永不停息的无规则运动之中,当煤与墙壁接触时,会有一些煤的分子进入墙壁.同时,墙壁上的石灰等物质的分子也会进入煤炭,开始阶段,进入墙壁内部的煤分子不会多,进入墙壁也不会太深,长时间地让煤与墙相接触,进入墙壁内部的煤分子会增多,使墙壁内部发黑.扩散现象可以在哪些物质中进行?除了气体、液体之间可以发生扩散,固体也可以发生扩散. 【观看视频】把磨得很光的铅块和金块紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,可以看到它们互相渗入约1 mm深.固体能发生扩散现象,但是花费的时间比气体和液体要长得多!过渡语我们如果想实际

6、观察铅和金的扩散现象,需要等待五年的时间,真的是很漫长!有什么办法能让扩散进行得快一些呢?（4）影响扩散快慢的主要因素:【学生实验】在一个烧杯中装大半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的凉水.用滴管分别向两个烧杯注入一滴红墨水,比较两杯中墨水的扩散现象.你看到了什么现象?我看到装热水的烧杯很快变红了.说明了什么?扩散现象与温度有关,温度越高,扩散得越快. 其实生活中腌咸菜和炒菜,炒菜时菜咸得快就说明了温度越高,扩散越快. 【拓展延伸】既然不同物质的分子可以相互进入对方,扩散现象可以说明物质的分子不是紧密的一个个地排列在一起的,分子之间还存在间隙,如图所示.过渡语分子既然在不停地运动,那么固体和液

7、体为什么不会飞上天呢?而总是聚合在一起,保持一定的形状或体积呢?三、分子间的作用力1.分子间存在引力:【学生实验】两个铅柱的底面削平,紧紧压在一起,下面吊一个物体也不能把它们拉开. 这个实验说明了什么?实验说明分子间存在引力.【演示实验】将一段粗熔丝用刀斜着切成两段,使两段粗熔丝的平滑表面紧密接触,然后把一端悬挂起来,在另一端挂个物体,观察两段熔丝是否分开.【现象】挂上质量较小的物体时,熔丝不会分开.当挂上质量较大的物体时,熔丝会分成两段.【原因】分子间存在引力.2.分子间存在斥力:【学生实验】封闭在注射器内的水很难被压缩.为什么密闭在注射器内的水很难被压缩?说明分子之间存在斥力.3.物质三态

8、的微观原理【观看动画】弹簧小球分子间既有引力又有斥力,就像被弹簧连着的小球,当分子间的距离很小时,表现为斥力;当分子间距离稍大时,表现为引力;若分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略.【总结】物质之所以会呈现固态、液态、气态,区别在于三态中分子间的距离、相互作用力的大小和分子运动状态不同,如图所示.固体分子间作用力大,排列紧密,因此固体有固定的形状和体积.液体分子间作用力稍弱一些,分子间距稍大,因此液体有固定的体积,没有固定的形状.气体分子间作用力几乎为零,分子间距很远,因此气体没有固定的形状和体积,但是具有流动性.【拓展延伸】分子力的作用范围很小,当分子间距为某一距离r（称为平衡距离,

9、约为1埃,即10-10 m）时,分子间的引力与斥力大小相等,作用抵消.当分子间距小于r时,斥力和引力都增大,但是斥力增大得快,斥力大于引力,分子间表现为斥力.当分子间距大于r时,斥力和引力都减小,但是斥力减小得快,斥力小于引力,分子间表现为引力.当分子间距大于分子直径的10倍（分子的直径也是以埃作为数量级的）时,分子力变得极其微弱可以忽略.1.物质是由分子、原子构成的,分子直径大约是10-10米.2.物质内的分子永不停息地做无规则热运动.3.分子之间存在相互作用的引力和斥力.1.下列说法错误的是 （）A.分子是不可再分的最小粒子B.汤姆孙发现电子说明原子是可分的C.一般分子的直径的数量级是10

10、-10 mD.物质是由分子、原子组成的解析:分子是能够保持物质原有性质的最小微粒,是由原子组成的,A错误;汤姆孙发现了电子,说明原子是可以再分的,B正确;分子直径的数量级约为10-10 m,C正确;物质是由分子、原子组成的,D正确.故选A.2.下列现象不能说明分子在永不停息地运动的是 （）A.切开香瓜,满屋飘香B.打扫教室,灰尘飞扬C.腌泡菜加盐,整坛菜都有咸味D.放在衣橱中的樟脑球变小了切开香瓜,满屋飘香是扩散现象,能证明分子不停地做无规则运动,A错误;扫地时尘土飞扬,是固体小颗粒的运动,不是分子的运动,不能说明分子不停地做无规则运动,B正确;腌泡菜加盐,整坛菜都有咸味是扩散现象,能证明分子

11、不停地做无规则运动,C错误;衣橱里的樟脑球过一段时间变小了,是扩散现象的结果,能证明分子不停地做无规则运动,D错误.故选B.3.把一块很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下弹簧测力计的读数,如图所示,让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计的读数（选填“变大”“不变”或“变小”）,其原因是玻璃板与水的接触面之间存在.玻璃板和水面接触,玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,所以玻璃分子和水分子之间存在相互作用的引力,因此向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大.【答案】变大引力4.如图所示,刚做好了鱼,满屋子都是鱼的香味,这是现象.刚做好的鱼的香味比凉的更容易被我们闻到

12、,这是因为分子无规则运动与有关.刚做好了鱼,满屋子都是鱼的香味,这是扩散现象;刚做好的鱼的香味比凉的更容易被我们闻到,这是因为分子无规则运动与温度有关.【答案】扩散温度分子热运动一、教材作业【必做题】教材第6页动手动脑学物理的1,2,5题【选做题】教材第6页动手动脑学物理的3,4题二、课后作业【基础巩固】1.如图所示,将两个铅块的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一重物,都不能把它们拉开,这说明 （）A.两铅块被压得太紧B.下面所吊的重物还不够重C.两铅块分子之间有引力D.大气压作用使它们不能分开2.下列事例中不能用“分子热运动”解释的是 （）A.环境恶化,尘

13、土满天飞B.炒菜时加盐使菜变咸C.室内喷清新剂,香气四溢D.密封的室内一人吸烟,其他人闻到烟味3.如图所示,在封闭的场所里,只要有人吸烟,场所内的其他人就会闻到烟味,从而损害他人健康.从物理学角度来看,场所里烟雾弥漫属于现象,这个现象表明.4.槐树开花时,空气中弥漫着槐花的香味,说明分子;两滴水银靠近时自动结合成一滴较大的水银,说明分子间存在.【能力提升】5.PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质,在空气气流作用下输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响很大.世界卫生组织认为,PM2.5浓度小于0.01毫克/米3是安全值,而中国的部分地区高于0.05毫克/米3,接近0.08毫克/米3

14、.据统计,每个人每天平均要吸入约1万升的空气,若PM2.5浓度上升到0.05毫克/米3,则每人每天约吸入克PM2.5;空气中PM2.5的远距离输送（选填“能”或“不能”）说明分子的运动.6.科学家研发出制作单层硅分子薄膜技术,如图所示.在硅板表面覆盖陶瓷薄层,持续加热一段时间后,硅板中的硅分子居然能穿透陶瓷薄层形成单层硅分子薄膜.加热使得硅分子穿透陶瓷薄层,这说明:;.7.1 mm3的一滴油滴在水面上,充分散开后面积最大为4 m2,估计油分子的直径约为m.【拓展探究】8.在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子.使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,如图所示,抽掉玻璃板后,二氧化氮气

15、体会进入到上面装着空气的玻璃瓶中.小红认为二氧化氮气体进入到上面的瓶子中,不是因为气体分子的运动造成的,而是由于空气受到重力,在重力的作用下,部分空气会向下运动,挤压底下瓶中的二氧化氮气体,使二氧化氮进入到上面瓶中的,并不能说明气体分子是无规则运动的.请你仅利用如图所示的实验器材,设计一个实验证明小红的观点是错误的.【答案与解析】1.C解析:两个表面平整的铅块紧紧压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面能吊起重物,说明分子间存在引力.2.A解析:尘土满天飞,这是固体小颗粒的运动,是机械运动,不是分子的热运动,符合题意,A正确;炒菜时加盐使菜变咸,说明分子热运动与温度有关,温度越高分子的热运动越剧

16、烈,不符合题意,B错误;室内喷清新剂,香气四溢,说明分子不停地做无规则运动,不符合题意,C错误;密封的室内一人吸烟,其他人闻到烟味,说明分子不停地做无规则运动,不符合题意,D错误.故选A.3.扩散分子在永不停息地做无规则运动解析:吸烟时产生的烟雾分子由于无规则运动弥漫到空气中,这是扩散现象.4.在永不停息地做无规则运动引力解析:空气中弥漫着槐花的香味,是花香分子无规则运动的结果,说明分子在永不停息地做无规则运动.由于分子间存在着相互作用的引力,所以两滴水银靠近时自动结合成一滴较大的水银.5.510-4不能解析:每人每天吸入的PM2.5的质量:m=V=0.05 mg/m31000010-3 m3

17、=0.5 mg=510-4 g;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们在空气中做无规则运动,是机械运动,不是分子运动.6.分子不停地做无规则运动温度越高分子运动越剧烈解析:加热使得硅分子穿透陶瓷薄层,这说明分子不停地做无规则运动,温度越高分子运动越剧烈.7.2.510-10解析:油散开后,油膜的厚度为一个油分子的直径,d=2.510-10 m.8.将装有红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶和装有空气的玻璃瓶水平放置,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,抽掉玻璃板后,二氧化氮气体会进入到装着空气的玻璃瓶中,说明气体分子是做无规则运动的,证明小红的观点是错误的.解析:研究气体分子不停地

18、做无规则运动实验时,空气在上,二氧化氮在下,如果把较大密度的气体放在上面,不能充分说明气体分子不停地运动.“分子动理论”教学的难点在于,学生对看不见的微观世界缺少想象,因此显得教学内容比较抽象,接受比较困难.教学中可以采用通过生活中学生身边的宏观现象具体事例,来反映微观世界中的具体情况的办法来突破难点.1.比如关于分子永不停息地运动,可以通过学生身边的各种气味,尽管看不见但是闻得到,一定要指明在没有空气流动的情况下,不是风的作用.也可以利用墨水扩散实验、二氧化氮和空气混合实验等来反映.2.分子之间有空隙,通过酒精和水混合实验体积减小来体现.3.通过实验证实某些规律.比如分子运动的激烈程度和温度

19、有关,可以通过墨水滴入不同温度的水中,比较扩散的快慢来说明.4.分子之间的作用力.通过气体不能无限制地被压缩;液体不容易被压缩反映有斥力存在.固体（比如铁丝）很难被拉伸,反映分子间有引力等.做好这些实验辅助教学,比起纯粹按照知识体系、理论推导式的讲解,要有趣、生动、有吸引力,学生听课时不容易疲劳、走神,不会觉得物理枯燥.动手动脑学物理（教材第6页）1.分子的直径一般为10-10 m,该正方形每条边排列的分子数目约为n=108（个）,故该正方形中约有的分子数为108108=1016（个）;全球人口数目约为60亿,即6109,故这些分子数目大约是全球人口数目的倍数为1.67106.2.扩散现象有用

20、的例子:为了预防感冒,在教室内放一碟醋,不久醋味就扩散到教室的每个地方.扩散现象有害的例子:一人吸烟,由于烟的扩散,房间内的所有人都被动吸烟.3.热水更甜,因为热水温度高,糖分子扩散得快.4.弹簧测力计的示数变大.这是因为玻璃板下表面的玻璃分子与水面的水分子之间存在分子引力的作用,从而使弹簧测力计所受的向下的拉力增大.5.如下表所示.物态微观特性宏观特性分子间距离作用力有无固定形状定体积固态较小很大有液态较大无气态很小如图所示,图A是一个铁丝圈,中间松松地系一根棉线.图B是浸过肥皂水并附着肥皂薄膜的铁丝圈.图C表示手指轻轻地碰一下棉线的任意一侧.图D表示这一侧的肥皂液薄膜破了,棉线被拉向了另一

21、侧.这种现象说明什么?解析观察图可知:用手轻轻地碰一下附着肥皂泡棉线的任意一侧,这一侧的肥皂液薄膜破了,棉线被拉向了另一侧,这种现象说明分子间存在引力.第2节内能1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系.2.知道热传递过程中,物体吸收（或放出）热量,物体温度升高（或降低）,内能改变.3.知道在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳.4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例.1.通过事例分析找到热传递与物体内能的变化关系.2.通过演示实验说明做功与物体内能的变化关系.3.通过查找资料,了解地球的“温室效应”.1.通过探究实验,使学生体验探究过程,激发学生主动学习的兴趣

22、.2.通过演示实验培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系.3.鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力.【重点】掌握四个概念（分子动能、分子势能、物体内能、热量）,掌握三个物理规律（温度与分子动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递和做功与内能改变的关系）.【难点】区分温度、内能、热量.【教师准备】空气压缩引火仪、硝化棉、火柴、打气筒、烧瓶等.【学生准备】细铁丝、钳子、手套、暖手宝、水等.我们知道做机械运动的物体具有机械能,比如飞在空中的足球,由于有高度,具有重力势能;由于飞行,还具有动能.那么热现象发生的过程中,是否也有相应的能量变化.我们已经知道热现象是大量分子做

23、无规则热运动产生的,那么热运动的能量与大量分子的无规律运动有什么关系呢?这节课我们就来学习有关内能的问题.用多媒体向学生展示三幅有关人类对“热”充满渴望的图片或视频.1.原始人钻木取火;2.卖火柴的小女孩点燃火柴取暖;3.交警在冰雪天向过路司机递上一杯热水.热是一种能量吗?如果是,那它能为我们做什么呢?一、内能1.什么是内能?【演示实验】小球在桌面上滚动.小球具有什么能?具有动能.【演示实验】在试管里装入一些热水用橡皮塞塞住,放在酒精灯上加热使水沸腾,水蒸气膨胀,冲开橡皮塞.水蒸气对橡皮塞有没有做功?水蒸气是否具有能?做了功,具有能.水蒸气具有能的原因是什么?具有什么能?水蒸气由大量水分子组成

24、,这些水分子永不停息地做着无规则运动,因此具有动能.【演示实验】高举起小球.小球与地球相互吸引具有什么能?具有重力势能.分子间有什么力?有相互作用的引力和斥力.【演示实验】把两根分别固定在两辆小车上的条形磁铁,分开一段适当的距离（异名磁极相对）,然后松开手,可以看到小车互相靠近直至吸引在一起.【分析】两辆小车上的外力辙去后,小车之间的引力可以做功,该实验对我们有何启示?【引申总结】类比上述实验,假如分子间的斥力突然消失,分子间的引力可以做功,势能表现出来,分子间因为相互吸引而具有势能.【演示实验】按住两小车上的磁铁,使两同名磁极相对,挨近（约5 mm）然后松开手,可观察到小车相互推开.【启发得

25、出结论】与两个相互排斥的磁铁类似,互相排斥的分子也具有势能,分子间因为相互排斥而具有势能.【结论】物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和叫物体的内能.【拓展延伸】物体内能是指物体内部所有分子具有的能量,不是指单个分子具有的能量.因为分子势能跟分子间的相互作用关系比较复杂,初中阶段不考虑它的变化,只考虑分子动能对内能的影响.2.内能跟温度的关系:【演示实验】盛有等量热水和冷水的两烧杯中滴入墨水,观察扩散快慢情况（后面衬以白纸,以便同学们观察比较）.看到什么现象?这种现象说明什么?【现象】热水杯中墨水扩散很快,冷水杯中墨水扩散很慢.【分析】温度高扩散快分子运动快分子动能大内能大;

26、温度低扩散慢分子运动慢分子动能小内能小.【总结】物体温度升高,内能增加;物体温度降低,内能减少.【拓展延伸】我们知道扩散现象与温度有关系,温度越高,分子运动越激烈,扩散越快.这说明温度升高后分子无规则运动加剧.用分子热运动的平均动能来解释,就是物体温度升高,分子热运动的平均动能增大;物体温度降低,分子热运动的平均动能减小;当温度不变时,分子热运动的平均动能不变.因此从分子动理论的观点来看,温度是物体内部分子热运动的平均动能的标志.过渡语由以上实验可知,内能随温度的变化而变化,内能改变与否关键看温度,那么如何改变物体的内能呢?1.物体的内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫

27、做物体的内能.物体内部的每一个分子都在运动,都受分子作用力,但是单个分子的动能和势能不是物体的内能.内能不同于机械能.物体的动能跟物体的速度有关,物体的重力势能跟物体被举起的高度有关.一个钢球是否运动,是否被举高,这只能影响钢球的机械能,并不能改变钢球内部分子无规则运动的动能和势能.那么物体的内能与什么有关呢?2.内能的变化:物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和,那么当分子运动加剧时,物体的内能也就增大.前面我们曾学过:物体的温度升高,其内部分子的无规则运动加剧.在物理学中通常是用实验来证实论断的.今天我们同样用实验来证实上面的论断.【演示实验】取两只烧杯,分别倒入冷水和热水,然后分别向两只杯内缓慢地滴入几滴蓝墨水,观察比较两只杯内墨水扩散的快慢.【实验结果】温度越高,扩散越快.扩散得快,说明分子无规则运动的速度大,即分子无规则运动激烈.【归纳总结】物体的内能跟温度有关.温度升高时,物体的内能增加.温度降低时,物体的内能减小.正是由于内能跟温度有关,人们常常把物体的内能叫做热能,把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动. 3.一切物体都有内能:一切物体都有内能,不论这个物体是运动还是静止,是高温还是低温,这是因