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分子的热运动教案(人教版选修3-3)

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:

分子的热运动教案(人教版选修3-3)

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第二节 分子的热运动
一、 教学目标
(一) 知识与技能
 1、了解扩散现象是由于分子的热运动产生的。
2、知道什么是布朗运动,理解布朗运动产生的原因。
3、知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素。
(二)过程与方法
  使学生经历由生活中的事实,结合科学实验,得到物理结论的过程,探究实验现象背后隐含的本质原因。
(三) 情感态度与价值观
通过学习,使学生养成注重理论联系实际,勤观察、多思考等良好的学习习惯。
二、 教学重点难点
重点是让学生知道扩散现象和布朗运动产生的原因;难点是让学生理解做布朗运动的是悬浮在液体中的固体颗粒,而布朗运动说明了液体分子的无规则运动。
三、 教学方法
  实验法、分析讨论法、FLASH课件演示。
四、 学情分析
学生本来对分子动理论的内容就比较熟悉,对扩散现象更是如此。教师只需说出扩散二字,学生便可以举出大量的例子,所以对于这个知识点,教师只需要帮助学生归纳整理分类就行了。布朗运动学生可能会在概念上有所混淆,比如说:做布朗运动的是固体颗粒,学生就很容易理解为做布朗运动的就是液体分子,故教师在授课中要特别注意从现象入手,帮助学生理清关系。至于影响扩散和布朗运动的因素,没有多大障碍。
五、 教学过程
(一)引入新课
     首先用flash课件向学生分别展示气体、液体、固体中的扩散现象,引出对扩散现象的学习。
(二)进行新课
    1、扩散现象
不同的物质相互接触时,彼此会进入对方的现象,叫做扩散现象。扩散现象说明了大量分子的无规则运动。
说明:①物质处于固态、液态和气态时均能发生扩散现象,只是气态物质的扩散现象最显著,处于固态时扩散现象非常不明显。
②在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越显著。这表明温度越高,分子运动得越剧烈。
③扩散现象发生的显著程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当进入对方的分子浓度较低时,扩散现象较为显著;当进入对方的分子浓度较高时,扩散现象发生得就较缓慢。
   2、布朗运动
   首先向学生介绍布朗其人,以及布朗的观察实验过程,借此向学生介绍布朗运动的定义:悬浮在液体中的固体微粒不停地做无规则运动,称为布朗运动。
   用flash课件模拟布朗运动,给学生以感性的认识,同时提出问题让学生思考:
[提问1]在显微镜下直接看到的是什么的无规则运动?
    回答:悬浮微粒
[提问2]阅读课本,说明布朗运动的产生原因是什么?
    回答:由于大量水分子(比小颗粒小得多)不停地做无规则运动,它们和小颗粒相撞,每个水分子和小颗粒碰撞都使小颗粒受到冲力,每一瞬间各个方向都有大量分子碰撞小颗粒,哪个方向冲力大,小颗粒就向哪个方向运动,下一瞬间另一方向冲力大了,小颗粒就向另一方向运动,结果使小颗粒做不停的无规则运动,这样便形成了布朗运动。
[提问3]为什么颗粒越小,布朗运动越明显?
    回答:颗粒越小,每一瞬间受到液体分子撞击的数目少,受力极易不平衡;颗粒越大,同时跟它撞击的分子数多,受力的平均效果互相平衡;而且质量大,惯性大,运动状态难改变,所以颗粒越小,布朗运动越明显。
[提问4]布朗运动的激烈程度与什么因素有关?
    回答:与液体的温度有关。温度越高,水分子运动越激烈,来自各方向的水分子的冲力越不平衡,布朗运动就越激烈。
   教师根据学生的回答,再次补充归纳说明:
①布郎运动是悬浮的固体微粒的运动,不是单个分子的运动,但是布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动。
②固体微粒的运动是极不规则的,课本中画出的图7.2—5并非固体微粒的运动轨迹,而是每隔30s微粒位置的连线。即使在这30s内,分子的运动也是极不规则的。
③做布朗运动的固体颗粒非常的小,肉眼是看不到的,人们必须借助显微镜才能观察到。
④影响布朗运动的因素。
布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果。影响布郎运动的因素有二:即颗粒的大小和液体温度的高低,具体解释如下:布朗运动在相同温度下,悬浮颗粒越小,它的线度越小,表面积亦小,在某一瞬间跟它相撞的分子数越少,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡;另外,颗粒线度越小,它的体积和质量比表面积减少得更快,因冲击力引起的加速度更大;因此悬浮颗粒越小,布朗运动就越显著。
相同的颗粒悬浮在同种液体中,液体温度升高,分子运动的平均速率大,对悬浮颗粒的撞击作用也越大,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡,由冲击力引起的加速度更大,所以温度越高,布朗运动就越显著。
   思考与讨论:请概括扩散现象与布朗运动的区别。
   经学生回答讨论后,归纳如下:
扩散运动   本质:是分子的无规则运动。
           产生条件:两不同物质相接触。
           影响因素:温度高低。
布朗运动   看到的是固体悬浮微粒无规则运动。
           本质:是液、气体分子无规则运动的反映。
           产生条件:固体颗粒悬浮在液(气)体中。
           影响因素:温度高低,颗粒大小。
   3、分子的热运动
阅读课本,知道热运动的定义:大量分子的无规则运动叫热运动。
(所谓分子的“无规则运动”,是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化。标准状况下,一个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞达到65亿次之多。所以大量分子的运动是十分混乱的、无规则的。)
温度越高,热运动越激烈,并且是永不停息的无规则运动
(三)课堂总结
请学生总结本节课的内容。
(四)课堂练习
    1、用显微镜观察放在水中的花粉,追踪几粒花粉,每隔30s,记下它们的位置,用折线分别依次连接这些点,如图所示,图示折线是否为花粉的运动轨迹?是否为水分子的运动径迹?

 

 

 

 

   2、“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。则布朗运动是指:(   )
A、液体分子的运动;
B、悬浮在液体中的固体分子的运动;
C、悬浮在液体中的固体颗粒的运动;
D、液体分子和固体分子的共同运动;
3、关于布朗运动的下列说法中正确的是 (   )
A、布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的永不停息的无规则运动
B、布朗运动是指液体分子的无规则运动
C、布朗运动说明固体小颗粒的分子在永不停息地无规则运动
D、布朗运动说明了液体分子在永不停息地无规则运动
4、关于布朗运动,下列说法正确的是(    )
A、布朗运动用眼睛可直接观察到;
B、布朗运动在冬天观察不到;
C、布朗运动是液体分子无规则运动的反映;
D、在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动;
5、下列所列举的现象,哪些能说明分子是不断运动着的 (      )
A、将香水瓶盖打开后能闻到香味;
 B、汽车开过后,公路上尘土飞扬;
   C、洒在地上的水,过一段时间就干了;
   D、悬浮在水中的花粉做无规则的运动
6、关于布朗运动和扩散现象,下列说法正确的是(     )
A、布朗运动和扩散现象都是分子的运动;
B、布朗运动和扩散现象都可以在气体,液体和固体中发生;
C、布朗运动和扩散现象都是温度越高越显著;
D、布朗运动和扩散现象都是永不停息的
(五)课后作业
  课本P7“问题与练习”第1、2、3题。

 

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