【核心素养目标】13.1分子热运动（教学设计）—初中物理人教版九年级全一册

分子热运动
【学情分析】
学生对于分子级别的微观世界认识很少，本节课实验探究内容比较抽象，理解起来也比较困难。学生难以自发的从微观角度去看待和分析物质的变化，所以，我从学生的生活实际和已有知识的基础上，设置情镜，激发学生的思维，促进学生构建微观世界物理模型。
【教学目标】
1.物理观念
（1）知道常见的物质是由分子、原子构成的，了解分子的大小。
（2）知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动，了解分子热运动。
（3）能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。
（4）知道分子热运动的快慢与温度的关系。
（5）知道分子之间存在相互作用的引力和斥力。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
【重点难点】
重点：通过对演示实验的观察、分析、推理，了解分子动理论的初步知识。
难点：指导学生从对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。
【新课导入】
【师】我们知道物质是由分子组成。分子很小，肉眼看不见，直径约为10-10m，那么我们怎么知道分子是运动还是静止的？
（一个学生打开香水，学生慢慢闻到香味，引导学生回答。）
【生】借助电子显微镜观察。
【师】你们有没有闻到教室里有一股香味，哪些同学闻到了？
（此时有些同学还未闻到香味，有意识引导学生注意到同学闻到香味的先后顺序，这时那个打开香水的学生出来示意是他打开了香水瓶）
【师】为什么他打开香水，我们会闻到香味呢？
【生】因为带有香味的分子跑出来，运动到我们周围，所以我们会闻到香味。
【师】这种现象叫扩散现象，说明了分子在不断的做运动。
【新课讲解】
一、物质的构成：
1．常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2．分子的大小：直径约为10-10m。（肉眼无法分别，需要通过电子显微镜观察）
3．分子数目巨大：通常情况下，1 cm3空气里大约2.7×1019个分子，如果人数数的速度能达到每秒数100亿个，要数完这个数，也得用80多年。
4．分子间有空隙。
二、分子热运动：
1．扩散现象：不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象。
◆探究活动1：扩散现象
（1）气体扩散实验（盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片）：将空瓶子倒扣在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。
实验现象：一段时间后，两瓶气体彼此进入对方，颜色混合均匀，变为浅红棕色。
实验结论：气体分子在不停运动。
（2）液体扩散实验（烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗）在烧杯里装一半清水，水下面注入硫酸铜溶液。硫酸铜溶液的密度比水大，沉在下部，可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面。
实验现象：一段时间后，硫酸铜溶液和水混合均匀。
实验结论：液体分子在不停运动。
（3）固体扩散实验
实验现象：几年后电子显微镜下观察到的合金。
实验结论：固体分子在不停运动。
2．一般情况下，固体之间的扩散最慢，气体之间的扩散最快。
3．扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。（同时也说明分子间有空隙）
◆探究活动2：
影响扩散快慢的因素（烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管）：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底注入红墨水。
实验现象：热水杯的颜色变得均匀。
实验结论：温度越高、分子无规则运动越剧烈，扩散得越快。
4．影响扩散快慢的因素：温度。
5．分子无规则的运动叫分子的热运动。
三、分子间的作用力：
◆探究活动3：分子间的作用力
（1）分子间有引力（内聚力演示器、钩码）：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开。（请学生亲身感受力的大小）
实验现象：磨光的两铅柱紧压对接在一起，下面挂很重的物体也不能将它们分开。
实验结论：分子间有引力。
(2)分子间有斥力
实验现象：针管里的气体压缩到一定程度后，很难再被压缩。
实验结论：分子间有斥力。
1．分子间存在引力
宏观表现：固体、液体能保持一定体积，不致散开。
2．分子间存在斥力
宏观表现：固体、液体很难被压缩。
类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球，分析分子间作用力。
3．分子间作用力与分子间距离(r)有关：
r ＜ r0时，表现为斥力；
r ＞ r0时，表现为引力；
r = r0时，处于平衡位置，斥力与引力相等。
r ＞ 10 r0时，作用力很微弱，可以忽略。
引导学生归纳分子动理论内容。
四、分子动理论及应用
1．内容：
(1)物质由分子组成；
(2)分子在永不停息地做无规则运动；
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
2．固体、液体、气体物质的宏观特性和微观描述
分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。
五、固态、液态、气态的微观模型
1．固态物质：分子排列紧密，分子间作用力强，分子虽然做无规则运动，但位置相对稳定。
2．液态物质：分子间作用力比固体小，分子没有固定位置，运动比较自由。
3．气态物质：分子间距很大，高速向周围运动，分子间作用力很小。
【课堂小结】
总结
分子动理论的基本要点有三个：一是物质由大量分子组成；二是分子永不停息地做无规则运动；三是分子之间有相互作用的引力和斥力。
扩散现象说明了分子永不停息地做无规则运动，它是分子运动的实验基础。
通过物体的宏观现象可以提示物质内部的微观结构，这是物理学中研究物质结构的常用的思想方法。