11.2 看不见的运动 教案

看不见的运动
教学目标
知道分子之间存在着间隙。 知道扩散现象，扩散的成因、扩散的规律。
了解分子运动理论的基本观点。 能根据实验事实，运用分析的方法得出科学的结论。
能运用分子运动理论解释有关的现象。
学情分析
学生对常见的物理现象有一定的了解，在生物课上有观察过洋葱表皮细胞，但是对分子的热运动还很陌生，会把宏观的扩散跟分子的无规则运动混为一谈。学生在经过一个学年的物理实验技能训练已经具备通过控制变量法探究实验的能力，可以通过实验探究温度对分子热运动的影响。学生对实验充满好奇，有动手做实验的热情但是缺乏细心观察的态度，所以在教学过程中要引导学生注意观察实验现象，通过聚焦实验细节和及时提问来引导学生仔细观察得出结论。
重点难点
学生通过探究性实验，通过合作和交流的方式归纳出分子运动理论的基本观点。
教学方法：实验探究法、归纳法
教学用具：铅块、钩码、墨水、烧杯、针筒、量筒、酒精、水、广口瓶、等
教学过程
分子之间有空隙
引入新课——智力小游戏
师：请同学们想一想，这个桶装满了吗？（桶内装了一定量的乒乓球，讲台桌上还有一些乒乓球、沙子、水）
生：再装沙子、装水、空气。。。。。。
师：互动引起学生兴趣，进行实验操作。
哲理小故事
教师：这个故事告诉我们，人生无论到了那个阶段都还有学习的空间，要虚心学习。
酒精与水混合实验演示
教师：分子之间是否像乒乓球一样有空隙呢？我们来通过实验证明。（演示书本上的50ml水和50ml酒精混合实验，发现混合后总体积小于100ml）
酒精与水混合实验质疑
教师：为什么50ml的水和50ml的酒精混合后总体积会变小呢？
学生:分子间存在空隙/倒的时候有残留/流出去了
教师：这个实验存在存留的问题，不够完美，同学们有没有其他方案？
学生讨论新的实验方案
教师：根据学生的方案进行分析讲解，然后引出新的实验方案。
新的实验方案演示
教师：请大家观察一些，混合后的水和酒精比原来的体积小，还是因为残留吗？
学生：不是
教师：这就充分说明了分子之间是由空隙的。
现代技术观察分子图像
教师：虽然我们的肉眼看不到分子的空隙，但是我们可以通过扫描隧道显微镜来观察分子的内部结构了，大家可以看到这是苯分子的图像，苯分子之间是否有空隙？
学生：有
教师：这是我国的科学家通过探针拔出硅原子写下中国两个字，原子可以拔出来说明原子是连接在一起的还是用空隙的？
学生：有空隙。
教师：我国的科技飞速发展，在微观领域已经走在了世界的前列，大家要好好学习为我国的科技腾飞贡献力量。这是清华大学某实验室的实验员拍摄的高分子图像，取名为“世界杯之后”，你们看这些分子想不想足球？分子之间有没有空隙？
学生：有
分子在永不停息做无规则运动
（1）气体的分子运动现象
空气与二氧化氮实验
教师：既然分子之间有空隙，它们会不会在这个空隙之间运动呢？我们通过这个实验来探究。我们知道空气的密部比二氧化氮的密度小。如果把二氧化氮放在下面的瓶子，空气放在上面的瓶子，那么它们是不是会各自留在原处？由于这个实验需要的时间比较长，所以请大家观看视频（教师播放实验视频）
学生：观看视频
教师：上面我们观察到的实验现象说明了什么？
学生：分子在永不停息地做无规则运动。
讨论：生活中有哪些分子无规则运动的现象
教师：我们生活中还有哪些分子无规则运动的现象？
学生：香味
教师：对，你看不见香气的分子，但是能够闻到，说明气体分子能够运动到你的鼻子里。
教师：你们有没有听说过“酒香不怕巷子深”这句话？这句话是什么意思呢？
学生：酒的味道好。
教师：对，好的酒味道浓烈，即使店面的位置在巷子的深处，也能够被人们闻到，说明气体分子在永不停息地做无规则运动。还有没有其他例子，如果是味道我们可以讲很多？
学生：脚臭
教师：是的，能闻到脚臭也是分子的无规则运动的结果。
学生：灰尘飞扬
教师：灰尘能不能被看见？
学生：能
教师：分子能不能被看见？
学生：不能
教师：所以像灰尘、烟雾等能够被看见的大颗粒不是分子，不能说是分子的无规则运动。
空气与二氧化氮实验分析与讨论
教师：请大家看屏幕，我们刚看到的三个实验方案，哪一方案不能说明分子在做无规则运动？
学生：第二个
教师：为什么
学生：二氧化氮的密度大，受到重力的作用本来就会往下运动。
（2）液体的分子运动现象
分组实验：墨水在水中的扩散现象
教师：在液体中，分子也有扩散现象吗？扩散快慢与什么有关呢？
学生:有，可能与温度有关。
教师：现在大家桌面上准备了两杯水，一杯热水一杯冷水，请大家想想，用什么实验方法来做更科学？
学生:控制变量法
教师：如何控制变量？
学生：同时滴下等量的墨水。
教师：对，此外，还要注意滴入的墨水要少量，观察的效果比较明显。如果你滴入很多，水的颜色就会马上变化，来不及进行比较。
学生：分组实验
教师：观察，展示学生的实验现象
教师：通过大家分组实验共同说明了什么规律？
学生：温度越高，分子的无规则运动越快。
教师：因为分子的数量很多，所以我们形容分子的运动不用快慢，而是用剧烈这个词。
（2）液体的分子运动现象
铅块的扩散现象演示
教师：固体分子也有扩散现象吗？有一个实验证明，铅块和金块叠放在一起，经过五年之后彼此会进入对方1毫米。大家相信吗？
学生：相信/不相信
教师：我们不可能今天做一个实验，等五年之后大家再回来看结果，也不容易找到金子来做实验。老师这里只有两块铅块，要想缩短扩散的时间，你们有什么办法？
学生：加热
教师：对，刚才我们通过实验已经知道温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以在高温环境下，固体的扩散也会更快。还有没有其他方法？
学生：用力压。
教师：好，我们试一试，你用力压看看。
学生：尝试失败
教师：它们的表明可能氧化了，分子间距离比较远。我用刀片把铅块的表面刮掉，你再试看看。
学生：再次尝试，成功。
教师：太棒了，这说明了什么？
学生：增加压力可以使得扩散加快。
教师：不仅如此，这还说明分子间存在着什么？
学生:引力。
固体扩散现象的应用举例
教师：利用固体扩散技术，我们可以焊接金属，实现无缝连接的效果。普通的焊接会留下难看的疤痕，表面凹凸不平。利用扩散原理，把金属焊接在一起，不仅美观，性能也更强。此外，像我国著名的陶瓷——唐三彩，也是利用扩散技术，在陶瓷中掺入了有色金属，才出现了如此绚丽的效果。利用扩散原理还可以制作一些电子元件，可以说扩散技术以及应用到了我们生活的方方面面。
分子间存在作用力
分组实验：针筒压缩液体
教师：我们已经知道分子在永不停息地做无规则运动。那么当他们相遇的时候会不会有相互作用力？
学生：会
教师：我们来做一个实验，请大家用针筒吸半桶水，用食指堵住针筒头部，用力压缩，看能不能把液体进行压缩。
学生：分组实验
教师：这个实验说明了什么？
学生：分子间存在斥力。
铅块相吸现象讨论
教师：刚才我们把两个铅块压在一起，发现铅块吸在一起了，到现在都还没有分开，这说明了什么？
学生：分子间存在着引力。
教师：那么是不是当物体难压缩的时候，里面的分子只存在着斥力；而物体难拉伸的时候，里面的分子只存在着引力？
分子间作用力分析
教师：实际上分子之间的引力和斥力是同时存在的。当两个分子之间间距为r0的时候，引力和斥力刚好相等。如果要把它们分开，当它们之间的距离大于r0的时候，引力大于斥力，这个时候引力会把分子拉回来；如果要把它们进行压缩，当它们之间的距离小于r0的时候，引力小于斥力，这个时候斥力会把分子推回去。
物质中的分子状态
教师：为什么固体分子难以压缩也难以拉开，而气体分子容易压缩容易散开呢？
学生：固体分子的作用力比气体分子的作用力强。
教师：对，固体难以压缩也难以拉伸，说明固体分子的引力和斥力都比较大。所以固体分子有固定的形状和体积。液体没有固定的形状，但是没有固定的体积，说明液体分子的作用力？
学生：较弱。
教师：气体既没有固定的体积也没有固定的形状，是由于？
学生：分子作用力更弱。
知识归纳
教师：分子的无规则运动我们也叫做分子的动理论，它包含三个规律。1.分子是由？
学生：分子和原子组成。
教师：2.分子间存在着
学生：空隙
教师：分子在永不停息地做
学生：无规则运动。
教师：3.分子之间有
学生：引力和斥力
答题接龙游戏
教师：我们来玩一个答题接龙游戏，请一名同学先发言，抽题目回答，答对了加分，答错不扣分，还可以指定其他同学回答。
学生：答题。
作业布置作业
教学案11.2开不见的运动
教学反思
本节课引入新颖，让学生对分子间有空隙和分子的扩散现象有了宏观上的认识。介绍了扫描隧道显微镜拍摄的分子图像使得知识的呈现更加直观和科学，培养了学生对我国科技的自豪感和爱国精神。通过对书本酒精和水混合实验的质疑和重新设计实验既复习了测量密度的实验注意事项又培养学生敢于质疑的精神，加深对酒精和水混合实验的印象。分子间有空隙是后面知识点的理论基础，所以建立分子间存在空隙要多花一些时间，用各种方法让学生理解。在演示酒精和水和混合实验时，第一次实验镜头没有调好，应该把镜头对准两个液体交际处；第二次实验最好不要装满，应该画一条红线表示原来酒精和水的总体积，这样效果更好些。本节课准备了两次分组实验，给学生提供了丰富的实验器材和充分的实验时间，提高了学生的动手的能力，激发学生的学习兴趣。但是由于没有准备滴管，而是让学生直接用针筒进行实验，所以学生每次滴入水中的墨汁较多，不便观察现象，每个班级只有四到五个学生能够用控制变量法完成实验，对学生理解温度对扩散现象的影响造成了一定的障碍。在讲解分子相互作用力的时候过于理论化，直接给结论，应该让学生通过弹簧弹力模型理解分子间引力和斥力。在讲解固体、液体、气体的分子状态时，由于时间不够，讲得不够充分，应该通过更多的例子，比如班级学生，走廊学生，操场学生的状态进行讲解。