13.1 分子热运动 教案【核心素养目标】（2022新课标）

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第十三章 内能
13.1 分子热运动
教学目标：
1.物理观念：
（1）能简单说明物质是由分子、原子构成的。
（2）通过实验知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
（3）能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。
（4）知道分子间存在相互作用力。
2.科学思维：
通过宏观现象推理微观本质。知道建构模型是物理研究的重要方法。
3.科学探究：
演示二氧化氮与空气扩散、墨水在冷热水中的扩散、把两个铅柱紧压在一起的实验探究分子运动和作用力。
4.科学态度与责任：
了解探索微观世界奥秘的方法，经历从宏观热现象里面分析出其微观机制，再利用微观模型解释更多宏观热现象的过程，体验成功的喜悦。
教学重点：知道一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
教学难点：知道分子间存在相互作用力。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、广口瓶、玻璃片、二氧化氮、硫酸铜溶液扩散、红墨水、烧杯、冷、热水。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2023年5月30日9时31分，神舟十六号载人飞船载航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮从酒泉卫星发射中心发射升空，此次发射任务取得圆满成功。
首位载荷专家——桂海潮进入中国空间站。
首位航天飞行工程师——朱杨柱进入中国空间站。
火箭燃料用什么物质最好？燃料贮存什么能量？燃料燃烧后释放出什么能量？
火箭燃料燃烧后喷出的火焰具有什么能量？这些能量是否全部转化为火箭的机械能？
2023年五一期间，全国多个大城市开往淄博的火车票，都已经被秒空，酒店预定爆满，旅游订单增长超20倍，淄博提前喜提十大热门旅游城市。淄博热点之一——烧烤。闻到肉香，肉香是如何传播的呢？
二、新课讲授，师生互动
盛夏时节，百花绽放。四溢的花香引来长喙天蛾，它们悬浮在空中吸食花蜜。花香是如何传播的呢？
（一）物质的构成
很久以前就有人猜想：我们在远处就可以闻到花香，是因为有花香的“原子”飘到我们的鼻子里。现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——分子（molecule）、原子（atom）构成的。如果把分子看成球形的，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来度量分子。
分子如此之小，人们用肉眼和光学显微镜都分辩不出它们。不过，电子显微镜可以帮助我们观察到这些分子、原子。
构成物质的分子是静止的还是运动的？相互之间有没有作用力？虽然用肉眼不能直接观察到分子，但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成物体的分子的情况。
（二）分子热运动
演示
在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使瓶口相对，之间用一块玻璃隔开。抽调玻璃板后，会发生什么变化？
二氧化氮的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗？
由实验可以看到，两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀。像这样，不同的物质在相互接触，彼此进入对方的现象，叫做扩散（diffusion）。
扩散现象也可以在液体之间。在量筒里装一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水的密度大，会沉在量筒的下部，因此可以看到无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界限。
静放几天，界面就逐渐变得模糊不清了。
播放视频：高锰酸钾溶液扩散。
固体之间也能发生扩散。把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将他们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深。
演示
在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯中滴入一滴墨水，观察哪个烧杯中墨水扩散得快。扩散得快慢跟温度有什么关系？
扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫做分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高。
通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事物，这是物理学中常用的方法。关于这种方法，你还能举出其他的例子吗？
（三）分子间的作用力
播放视频：分子间存在着引力和斥力。
扩散现象表明，分子在不停地运动。既然分子在运动，那么通常固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而是聚合在一起，保持一定的体积呢？
演示
如图，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。
两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为铅柱的分子之间存在着引力。分子之间的引力使得固体和液体的分子不致散开，因而固体和液体能保持一定的体积。
从扩散现象还可以看出，物体的分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存在间隙。那么，为什么压缩固体和液体很困难呢？这是因为除了引力以外分子之间还存在斥力。
分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间距离变小，作用力表现为斥力；当固体被拉伸时，分子距离变大，作用力表现为引力。固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。
如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。气体分子间距离很远，彼此之间几乎没有作用力。因此，气体具有流动性，容易被压缩。
通常液体分子间距离比气体小，比固体的大；液体分子之间的作用力比固体小；分子没有固定的位置，运动比较自由。这样的结构使得液体较难被压缩，没有确定的形状，具有流动性。
常见的物质是由大量的分、原子组成的；物质内的分子在不停地做热运动；分子之间存在引力和斥力。这就是人们用来解释热现象的分子动理论的初步知识。
三、总结反思，超越自我
1. 物质是由分子或原子构成的。
2.分子都在不停地做无规则运动。
扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。
热运动：分子的无规则运动叫做分子的热运动。
宏观扩散现象说明微观分子无规则运动。
3.分子间存在着引力和斥力。
固体分子间距离很大,作用力很大,有一定体积,有一定形状;
液体分子间距离较大,作用力较大,有一定体积,无一定形状;
气体分子间距离很大,作用力很小,无一定体积,无一定形状。
四、板书设计，整合提升
1. 物质是由分子或原子构成的。
2.分子都在不停地做无规则运动。
扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。
热运动：分子的无规则运动叫做分子的热运动。
宏观扩散现象说明微观分子无规则运动。
3.分子间存在着引力和斥力。
固体分子间距离很大,作用力很大,有一定体积,有一定形状;
液体分子间距离较大,作用力较大,有一定体积,无一定形状;
气体分子间距离很大,作用力很小,无一定体积,无一定形状。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 关于分子说法不正确的是（ ）
A. 常见的物质是由分子、原子构成的
B. 如果把分子看成球形的，分子的直径只有几百亿分之几米
C. 人们常用10-10m为单位来度量分子
D.用老花镜可以观察桂花分子结构
2．下列不属于扩散现象的是（ ）
A.尘土飞扬
B.桂花飘香
C.闻到烟味
D.腌菜加盐
3．下列扩散现象对人们有害的是（ ）
A.腌制咸鸭蛋加盐
B.樟脑丸放在衣柜
C.人造木板的粘合剂中的甲醛释放
D. 驱蚊水洒在皮肤上驱蚊
4． 下列关于分子间作用力说法正确的是（ ）
A. 固体的分子间只存在很大的引力
B. 液体的分子间只存在很大的斥力
C. 气体的分子间引力和斥力很微弱
D. 气体的分子间只存在很大的斥力
5．下列说法正确的是（ ）
A.固体分子间距离很小,分子间作用力很大,有一定的形状和一定的体积
B.固体分子间距离很大,分子间作用力很大,有一定的形状和一定的体积
C.液体分子间距离较大,分子间作用力较大,有一定的形状,无一定的体积
D.气体分子间距离很大,分子间作用力很大,无一定的形状,无一定的体积
参考答案1.D；2.A；3.C；4.C；5.A。
六、作业：P6.T3
课外作业P6T1、T2、T4、T5。
教学反思：
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