2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册1.2分子热运动与分子力教学设计

《分子热运动与分子力》教学设计
一．教材分析
本节是粤教版选择性必修三第一章的第二节，第一章《分子动理论》共三节。第一节阐述了物质是由大量分子组成的；第二节研究了分子热运动与分子力。这就使学生对分子动理论的三大观点有了一定的认识。第三节研究气体分子运动的统计规律，使学生了解气体分子热运动的规律，并初步认识统计规律。
二．学情分析
学生在初中已经接触过分子动理论的相关基础知识，为本节的教学奠定了一定的基础。高中教材中增加了布朗运动以及分子力与分子间距离的变化规律这两部分内容。学生在具备了一定的分析能力，探究能力和逻辑思维能力后，可以更好的探究本节的内容。
三．教学目标：
通过实验，了解什么是扩散现象，知道扩散现象产生的原因和影响扩散快慢的主要因素。
通过实验，了解什么是布朗运动，并能解释布朗运动产生的原因，知道影响布朗运动的主要因素。
知道物体内分子间存在相互作用的引力与斥力，知道分子力的大小随分子间距离的变化而变化的规律。
四、教学的重点和难点
重点：布朗运动及其成因、布朗运动是物质分子永不停息做无规则运动的间接反映。难点：分子力随分子间距离的变化规律及其探究过程。
五、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
缉毒犬能够快速准确的缉查毒品，使我们缉毒的 1. 从学生
好帮手。那么，它是靠什么发现的毒品呢？ 的生活现
新课引入环 象出发，
节 提出问
创设情境， 是因为毒品 题，激发
提出问题 气味扩散， 学生的学
缉毒犬靠着 习兴趣。
它灵敏的嗅 2. 引导学
师：同理，在日常生活中，我们也可以通过闻气味来辨别酱油和醋。这就是我们初中学习过的扩散现象的一个应用。今天让我们来更深入的认识 觉发觉的毒 品。 生回忆初 中的知识。
和了解一下扩散现象。
1.观看实验现象（固液气） 观看实验， 并通过思考与推断，得出结论：固液气都可以发生扩散现象，温度越高扩散越快。（任意两种物态之间都可以发生扩散） 学生举例 学生经历
扩散现象 科学探究
过程，培
养学生物
理研究的
规范意识
和提高实
验能力。
2.扩散现象定义：物理学中把由于分子不停地
运动而产生的物质迁移现象称为扩散。
3.扩散现象能够说明物质分子的哪些特征？
（1）.说明了物质中的分子不停地做无规则运
动，温度越高，物质扩散得越快。
（2）.分子间有间隙。
4.应用举例：制作茶叶蛋；生产半导体器件 时，在高温条件下利用分子的扩散，可以在纯净半导体材料中掺入其他元素． 让学生感受到物理和生活是
思考：刚才的气体扩散实验中，当气体的颜色变均匀后，扩散现象是否也会停止？里面的分 密不可分 的。
子是否还在运动呢 答案是肯定的，因为分子
是不停地做无规则运动，处于“动态平衡”状
态。
那么历史上有没有更有力的实验去证明分子是
在不停地做无规则运动呢？
布朗运动 1.现象：1827 年，布朗用显微镜观察植物的花粉 生： 1. 通过实
微粒悬浮在静止水面上的形态时，惊奇地发现这 （1）.不是分 验探究过
些花粉微粒在不停地做无规则运动。 2.观看实验并思考如下问题： （1）.光学显微镜下看到颗粒的是什么？是水分子吗，是颜料分子吗？ （2）.哪种颗粒的运动会更加明显？ （3）.这些颗粒的运动有什么特征 子；是颜料微粒 （2）.小的微粒运动的会 较明显。 （3）.做无规 程，培养 学生科学探究的物理核心素养。 2.培养学
则运动 生科学思 维、科学
的态度与
责任等物
理核心素
养。
3.引导学生关注观测与记录实验现象的方法， 明确所记录的微粒运动情况的折线不是微粒的实际运动轨迹。 4.定义：人们把悬浮在液体或气体中的微粒做的这种无规则运动叫做布朗运动。 5.成因：布朗运动是大量液体分子对悬浮微粒的不平衡性撞击引起的，是大量分子不停地做无规则运动所产生的结果。 6.影响因素：微粒越小，布朗运动越明显。温度越高，布朗运动越明显。 7.研究布朗运动的意义：它能间接反映出分子运动的无规则性。 思考： 一束光射入教室，我们看到悬浮在空气里的尘埃微粒在不停地飞舞，尘埃微粒的运动是布朗运动吗？为什么？ 8.热运动 扩散现象和布朗运动均随温度的升高而更加激烈。所以，温度是物质内部分子无规则运动剧烈程度的量度。物理学中把物质内部大量分子的无规则运动称为热运动。热运动是针对大量分子而言的，对个别分子无意义。 9.扩散现象、布朗运动与分子热运动的对比 生：不是布 用典型案
朗运动。 例的分析
来帮助学
引导学生从 生理解布
以下三个角 朗运动
度来回答：
1.观察方式
2.微粒运动 通过对
的原因 比，更加
3.观察到的 深入地理
情景 解和认识
到扩散现
象、布朗
运动与分
子热运动
的区别与
联系
分子力 思考：既然分子在不停地做无规则运动，那么固
体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚
合在一起，保持一定的体积呢
通过实验
和生活中
的例子来
感受分子
力的存在
实验：铅柱分子的引力实验。 1．分子间存在相互作用的引力 （如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开。） 那么在刚刚的实验中我们为什么要将铅柱削平磨光呢？这主要是 由于分子引力发生作用的距离非常小，通过这种方法，我们可以让两端铅柱分子间的距离尽可能的减小，使它们在引力作用的范畴。 为什么说“破镜难圆”？ 2．分子间存在相互作用的斥力 （如：固体和液体很难被压缩 ） 3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。 提问: 为什么分子间的引力和斥力会同时存在 ？ 肯定学生的猜测。 4.探究分子力与分子间距离的关系 斥力、引力都随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得快。 （1）当 r=r0 时，F 引＝F 斥，分子力 F 分＝0； (2).r＜r0 时，F 斥＞F 引，分子力表现为斥力； (3).r＞r0 时，F 斥＜F 引，分子力表现为引力； (4).当 r＞10r0 时，分子力约等于 0； 强调 r0 是分子力表现为引力和斥力的分界点 提问：假如，现在有一个分子，从距离另一个分子 10r0 的位置开始逐渐向其靠近。那么它们之间的分子力是如何变化的呢？ 解答这类问题的关键点是：找出引力和斥力的分界点 r0 的位置。 同时注意：分子力是矢量，所以正负号只代表方 向不同。 破碎的玻璃
放在一起，
由于接触面
的错落起
伏，只有极
少数的分子
能接近到分
子间引力作
用的范畴，
因此，总的
分子引力非
常小，不足
以使它们粘 引导学生
在一起。 去主动探
索，培养
学生的科
生：猜测分 学思维能
子间的作用 力
力本质上是
一种电磁
力。分子由
原子组成，
原子内部有
带正电的原
子核和带负
电的电子，
分子间的作
用力是由这
些带电粒子
的相互作用
引起的。
生：它们之间 利用新学
的分子力先 的物理知
表现为引力，引力逐渐增 大到最大值， 识解决生 活中的问题，提高学生学习
然后引力又 物理的兴
逐渐减小，在 趣。
r0 位置时，引
力等于斥力，
受力平衡，分
子力为零。之
思考： 把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端,使 玻璃板水平地接触水面(如图).如果你想使玻璃离开水面,必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线.动手试一试,并解释为什么 解析：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． 水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要克服这些分子引力作用，造成外界拉力大于玻璃板的重力。 后分子力表
现为斥力，并
且斥力逐渐
变大。
课堂总结、 分子动理论的三大观点： 学生完成习 1. 总结新
作业巩固 1. 物质是由大量分子组成的 题包练习 知识，建
2. 分子总在不停地做无规则运动，运动的剧烈 构知识结
程度与物质的温度有关 构网络。
3.分子间存在相互作用的引力和斥力 2. 学生通
过作业巩
固新的知
阅读教材中《壁虎脚下的秘密》，揭秘壁虎是 识，强化
如何妙用分子力的。 理解，学
以致用。