八年级下册物理 7.5物质结构的微观模型教 案
教学基本信息
课题 物质结构的微观模型
学科 物理 学段：初中 年级 八年级
教材 书名： 《北师大版义务教育教科书》八年级（全一册）出版社：北京师范大学出版社 出版日期：2014年7月
教学目标及教学重点、难点
教学目标：1、知道物质是由大量分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动2、知道什么是扩散，能识别扩散现象，并能用分子动理论的观点进行解释3、知道分子之间存在相互作用的引力和斥力4、回顾人类对物质结构的认识历程，了解科学家探索物质世界的过程。5、通过小米红豆混合实验与酒精与水混合实验的类比，会用实验类比的方法分析问题。6、通过对利用宏观现象探究物质微观构成的过程，激发学生探究微观世界的兴趣。教学重点；知道分子动理论的三个基本观点和相对应的实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释。教学难点：通过物体表现出来的宏观现象间接地认识分子的微观事实
教学过程(表格描述)
教学环节 主要教学活动 设置意图
引入：回顾物理知识导入驱动问题 导入问题：回顾学习过的与温度相关的热现象，如晾衣服时会发生蒸发现象，温度越高，蒸发越快；又如热胀冷缩现象等。这些热现象的本质是什么？思考问题引出物质组成问题：杯子里的水是由什么组成的？ 联系所学知识问题导入
新课： 物质是由分子组成的，分子之间有空隙 1、回顾历史上物质组成的观点：（1）中国古代五行说（2）古希腊学者四元素说（3）德谟克利特原子说（4）分子动理论学说 结论：1、物质是由分子组成的2、问题一：分子很小吗？（1）介绍物质尺度：微米：人的头发丝的直径大约是60～80μm；新型冠状病毒是承载在飞沫上传播的，而飞沫的直径是5μm；医用口罩可以过滤小至4μm的微粒；PM2.5口罩可以过滤小到2.5μm的微粒；N95口罩可以过滤小到1μm的微粒。纳米：冠状病毒直径大约是60～220 nm；而水分子的直径只有0.4纳米对比说明：水分子和一杯水的比例与乒乓球和地球的比结论：（1）分子是很小的3、问题二：物质内的分子很多吗？举例说明：一滴水里含有1.67×1021个水分子。如果这些水分子用10亿人来数，每人每分钟数100个，昼夜不停，需要数3万多年才能数完结论（2）物质由大量分子组成4、问题三：组成物质的分子是如何分布的（1）出示学生画的分子分布图提出问题提出问题：分子是一个紧挨着一个，还是彼此之间存在着空隙呢？（2）提出质疑，分子很小，看不见怎么办？可以通过能够直接感知的宏观现象来推测出无法直接感知的有关分子的微观事实（3）实验：水和酒精混合实验（4）对比实验：小米、红豆混合实验结论：（3）分子之间有空隙 回顾物理学史，建立分子模型概念利用实例及对比知道分子很小利用数字及对比知道分子很多利用画分子分布图培养学生在学习物理的过程中要敢于想象通过实验建立从宏观现象推出微观规律的方法
分子都在永不停息地做无规则运动 宏观世界的物体都在做着机械运动，那么微观世界的分子是不是也在运动着呢？问题四：组成物质的分子是运动着的吗？（1）出示清新剂和香皂图片，提出问题：香皂是由分子组成的，打开一块新香皂后，很快就能闻到味道，这是为什么？鼻子能闻到香味儿说明这种带香味儿的分子自己跑到了空气中，这是不是就说明了分子是运动的呢？（2）实验一：空气和二氧化氮扩散实验现象1：二氧化氮瓶子在上，空气在下，二氧化氮在重力作用下很快进入下面的瓶子 思考：该怎么改进实验？现象2：空气瓶子在上，二氧化氮在下结论：扩散现象：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象现象3：动画演示以上实验结论：气体分子的扩散现象表明气体分子在不停地做无规则运动（3）实验二：硫酸铜与水扩散实验结论：液体分子的扩散现象表明液体分子在不停地做无规则运动（4）实验三：铅片和金片的扩散结论：固体分子的扩散现象表明固体分子在不停地做无规则运动（5）生活中的扩散现象：菜香、花香、卤蛋、煤堆总结以上三个实验，得到结论：分子都在永不信息地做无规则运动2、问题五：同种物质的扩散快慢跟什么因素有关？实验：冷、热水扩散快慢对比实验结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快 通过实验方案的分析，加深学生认识扩散现象中气体分子是自发地无规则运动，锻炼学生能分析排除重力和密度等因素的干扰，也有利于后面区分扩散现象与颗粒的运动，同时锻炼学生对实验的分析能力培养学生由实验现象推测微观机制的能力通过学生举例，锻炼学生应用知识的能力，同时使学生对扩散现象有正确认识锻炼学生分析实验的能力
分子间的相互作用力 1、问题六：固体为什么还具有一定的体积？猜想：分子间有引力实验一：铅块吊重物思考：由于两个铅块之间是紧密接触的，没有空气，所以有的同学可能会认为这是由于大气压力作用的结果。你能否进一步改进这个实验来证明铅块没有分开就是由于分子间的引力作用的结果呢？实验二：真空罩中铅块吊重物结论：分子间有引力2、问题七：物体为什么很难被压缩？分子为什么还会有空隙？现代的研究表明，分子之间确实存在着斥力，并且引力和斥力作用是同时存在的。结论：分子间有斥力3、问题八：为什么分子有时对外表现为引力，有时对外表现为斥力？利用课件讲解原因：当分子间的距离为r0，也就是大约10-10米时分子之间的引力和斥力相等，引力与斥力所表现出来的分子力合力为0；当分子间距离小于r0时，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，但是斥力增大得多，所以此时引力小于斥力，合力就表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，分子之间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但是斥力减小得更多，所以此时引力大于斥力，表现出来的分子力合力为引力；当分子间距大于10倍的r0时，分子间的作用就十分微弱，它们之间的作用力就可以忽略不计了。 培养学生实验设计能力，提高解决实验问题的能力培养学生通过宏观现象推理微观机制的能力
总结提升 1、分子动理论：第一，物质是由大量分子组成的；第二，分子都在永不信息地做无规则运动；第三，分子之间存在相互作用的引力和斥力。扩散现象：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象。扩散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动。基于分子动理论的基本事实，建立物质结构的微观模型来说明固、液、气三态的特点。固态：有一定形状和体积的物质状态。液态：有一定体积，但没有确定形状的物质状态。气态：没有一定体积，也没有固定的形状的物质状态。2、总结微观问题的研究方法 利用宏观现象间接地认识微观分子的特性 从知识和物理问题研究方法两方面进行总结提升
课后实践 应用分子动理论解释以下与热现象有关的现象1、你能从分子动理论的基本事实出发，解释衣服是怎样晒干的，并解释液体蒸发的快慢为什么与温度有关吗？2、请用分子动理论解释热胀冷缩现象3、在水面上滴一滴油，油在水面上扩展并形成油膜。油膜的面积能否无限扩大？4、下列哪些现象不属于扩散现象（ ）A.打扫卫生时房间内尘土飞扬B.卫生球放入衣柜中，过几天，衣柜中充满樟脑气味C.一滴红墨水滴在清水中，过一会儿杯中水呈红色D.糖放入水中，过一段时间后，整杯水都变甜了5、请利用物质结构的基本事实解释为什么“破镜难圆”6、请用物质结构的基本事实解释为什么固体很难被拉伸和压缩7、“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。这句诗中的第一句反映了物理中的什么现象？ 培养学生用微观机制分析解决宏观现象的能力《物质结构的微观模型》学案
【学习目标】
1.知道分子动理论的基本事实；
2.知道什么是扩散，能识别扩散现象，并能用分子动理论的观点进行解释；
3.学会利用宏观现象探究物质微观构成的方法；
4.会用实验类比的方法分析问题。
【课前预习任务】
1.你认为影响衣服变干快慢的因素有哪些？请举例说明。
2. 假如你有一副可以看见物质结构的眼镜，用小球代表分子，请画出用这幅眼镜看到的冰、水和空气的样子。(A为一块冰块、B为装满水的透明玻璃盒、C为装满空气的透明玻璃盒，且A、B、C体积一样)
(
冰
A
水
B
空气
C
)
【课上学习任务】
一、实验讨论：
1.酒精与水混合实验：
混合后液面___________（填“升高”“降低”或“不变”）总体积__________（填“变大”“变小”或“不变”）
2.小米与红豆混合实验
小米与红豆混合并摇晃后总体积_______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是：________________________________
通过这两个小实验，你能得到什么启示？
答：通过酒精和水充分混合后总体积___________（填“变大”“变小”或“不变”），可以得出水分子和酒精分子之间都存在着____________
3.红棕色二氧化氮的密度大于空气的密度，哪种实验方案更能说明二氧化氮气体会自发地运动到装有空气的瓶子中？为什么？
(
二氧化氮
)
(
空气
)
(
空气
) (
二氧化氮
)
(
方案乙
)
(
图
2
) (
方案甲
)
答:（1）我选择方案是方案____________
（2）我的理由是：________________________________
（3）方案___________在微观上说明了：____________________________
（4）___________现象：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象。
4.硫酸铜与水扩散实验
结论：______________________________
5.冷、热水扩散快慢对比实验
结论：________________________________________
6.铅块吊实验
结论：_____________________________
二、知识梳理：
1.分子动理论：
（1）___________________________________________________
（2）___________________________________________________
（3）___________________________________________________
2.扩散现象：___________________________________________________
扩散现象表明：________________________________________________
【课后实践及作业】
1.你能从分子动理论的基本事实出发，解释衣服是怎样晒干的，并解释液体蒸发的快慢为什么与温度有关吗？
2.请用分子动理论解释热胀冷缩现象
3.在水面上滴一滴油，油在水面上扩展并形成油膜。油膜的面积能否无限扩大？
4.下列哪些现象不属于扩散现象（ ）
A.打扫卫生时房间内尘土飞扬
B.卫生球放入衣柜中，过几天，衣柜中充满樟脑气味
C.一滴红墨水滴在清水中，过一会儿杯中水呈红色
D.糖放入水中，过一段时间后，整杯水都变甜了
5.请利用物质结构的基本事实解释为什么“破镜难圆”
6.请用物质结构的基本事实解释为什么固体很难被拉伸和压缩
7.“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。这句诗中的第一句反映了物理中的什么现象？
8.课后小实验：请利用家中的器材设计探究分子动理论的小实验，并将实验过程拍成实验小视频
参考实验：
【课后作业参考答案】
1.蒸发是液体表面进行的汽化现象。由于分子之间存在引力和斥力，液体分子通常是不能离开液体的。但是，液体的分子是运动的，处于液体表面的分子，如果运动的速度比较大，它的能量就大，就会克服其它分子的引力跑到气体中，这就是蒸发。而温度越高，分子的运动越剧烈，那么它的速度就会越快，能够克服其它分子的引力跑到气体中的分子就会越多，蒸发也就越快了。
2.分子的热运动与温度有关，如果物体的温度升高，分子运动的就会剧烈，分子之间的距离就会增大，微观上分子之间距离的增大，就会表现为宏观上物体的体积增大，这就是热胀；如果物体的温度降低，分子运动得就平缓，分子之间的距离就会减小，这就是冷缩。
3.面积是不能无限扩大的，因为分子之间存在相互作用的引力。
4.A
5.由于玻璃分子之间的距离远大于分子之间作用力的作用范围，因此镜子无法通过分子力结合在一起
6.固体很难被拉伸和压缩是由于分子间存在引力和斥力的缘故。固体被拉伸时，沿着拉伸方向，宏观上物体变长，微观上分子之间距离变大，分子间的作用力就表现为引力，就会阻碍拉伸。压缩固体时，宏观上物体沿着压缩的方向变短，微观上分子间距离就变小，分子间的作用力表现为斥力，就会阻碍压缩。
7.“花气袭人”是分子的扩散现象，说明分子永不停息地做无规则运动，“知骤暖”说明了分子的无规则运动与温度有关，温度越高，扩散得越快。(共35张PPT)
物质结构的微观模型
初二年级 物理
五行说
四元素说
德谟克利特:
（约公元前460~公元前370)
古希腊伟大的唯物主义哲学家
他认为宇宙万物都由微粒组成，并称这些微粒为原子
1、物质是由分子组成的
问题一:分子很小吗？
微观世界物质的尺度
人的头发丝的直径大约是60～80μm
微米：
新型冠状病毒是承载在飞沫上传播的，而飞沫的直径是5μm
医用口罩可以过滤小至4μm
PM2.5口罩可以过滤小到2.5μm
N95口罩可以过滤小到1μm
纳米：
水分子的直径是0.4 nm，即4× 10-10 m
水分子
冠状病毒直径大约60～220 nm
（1）分子是很小的
问题二:物质内的分子很多吗？
一滴水中大约含有1.67×1021个水分子
10亿人来数，每人每分钟数100个，昼夜不停，需要数3万多年
（2）物质由大量分子组成
问题三:组成物质的分子是如何分布的？
提出质疑:分子很小，看不见怎么办？
宏观现象 微观事实
探索微观世界的方法
（3）分子之间存在空隙
问题四:组成物质的分子在运动着吗？
扩散现象：两种不同物质可以自发地彼此进入对方的现象
结论：气体分子的扩散现象表明气体分子在不停地做无规则运动
结论：液体分子的扩散现象表明液体分子在不停地做无规则运动
结论：固体分子的扩散现象表明固体分子在不停地做无规则运动
生活中的扩散现象
2、分子都在永不停息地做无规则运动
问题五:同种物质的扩散快慢跟什么因素有关？
结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快
凉水
热水
问题六:固体和液体为什么具有一定的体积？
猜想:分子间有引力
问题七:固体为什么很难被压缩？
3、分子之间存在相互作用的引力和斥力
分子间有斥力
问题八:为什么分子有时对外表现为引力，有时对外表现为斥力？
r=r0=10-10m
F引
F斥
F引
F斥
F引
F引
F斥
F斥
F斥
F引
F引
F斥
F引=F斥
合力为0
F引合力表现为斥力
F引>F斥
合力表现为引力
分子动理论:
1、物质是由大量分子组成的
2、分子都在永不信息地做无规则运动
3、分子之间存在相互作用的引力和斥力
小结
扩散：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象
扩散现象表明：分子在永不停息地做无规则运动
小结
理解固体、液体、气体的不同特征：
固态：有一定形状和体积的物质状态。
液态：有一定体积，但没有确定形状的物质状态。
气态：没有一定体积，也没有固定的形状的物质状态。
固态
液态
气态
小结
通过物体表现出的宏观现象，
间接地认识微观分子的特性。
微观问题的研究方法
课后实践
你能从分子动理论的基本事实出发，解释衣服是怎样晒干的，并解释液体蒸发的快慢为什么与温度有关吗？
课后实践
蒸发是液体表面进行的汽化现象。由于分子之间存在引力和斥力，液体分子通常是不能离开液体的。但是，液体的分子是运动的，处于液体表面的分子，如果运动的速度比较大，它的能量就大，就会克服其它分子的引力跑到气体中，这就是蒸发。而温度越高，分子的运动越剧烈，那么它的速度就会越快，能够克服其它分子的引力跑到气体中的分子就会越多，蒸发也就越快了。
课后实践
请用分子动理论解释热胀冷缩现象
课后实践
在水面上滴一滴油，油在水面上扩展并形成油膜。油膜的面积能否无限扩大？试一试，并说明理由。
课后实践
下列哪些现象不属于扩散现象（ ）
A.打扫卫生时房间内尘土飞扬
B.卫生球放入衣柜中，过几天，衣柜中充满樟脑气味
C.一滴红墨水滴在清水中，过一会儿杯中水呈红色
D.糖放入水中，过一段时间后，整杯水都变甜了
A
课后实践
请利用物质结构的基本事实解释为什么“破镜难圆”
由于玻璃分子之间的距离远大于分子之间作用力的作用范围，因此镜子无法通过分子力结合在一起
课后实践
请用物质结构的基本事实解释为什么固体很难被拉伸和压缩
固体很难被拉伸和压缩是由于分子间存在引力和斥力的缘故。固体被拉伸时，沿着拉伸方向，宏观上物体变长，微观上分子之间距离变大，分子间的作用力就表现为引力，就会阻碍拉伸。压缩固体时，宏观上物体沿着压缩的方向变短，微观上分子间距离就变小，分子间的作用力表现为斥力，就会阻碍压缩。
课后实践
“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。这句诗中的第一句反映了物理中的什么现象？
