高二物理 物体由大量分子组成.doc

用心爱心专心

高二物理物体由大量分子组成
要点：理解油膜法测分子直径的方法
知道阿伏加德罗常数的数值和单位，能进行相应的计算
知道一般分子的直径的数量级和质量数量级
教学难点：宏观到微观的思维方法的改变和适应
考试要求：高考Ⅰ（物质是由大量分子组成的），会考
课堂设计：鉴于学生在初中已接触分子运动的基本内容，而又有一定化学（原子）知识，不必再对这个理论的形成进行讲述。课堂教学针对学生认为不可能（用简单方法测到分子直径）的实验引起学生的兴趣，并详细介绍实验中的“放大”作用，体会怎样通过宏观量来（间接）测量微观量，使得在没有实验、多媒体的配合下有一个新奇的印象。通过对分子的具体计算和比较、抽象思维和理想化模型的处理，对看不见摸不着很微小的分子（直径数量级、质量数量级）有个初步的了解。利用阿伏加德罗常数进行数量计算后，通过小结点明思维方法的不同，激发学习兴趣。
解决难点：学生对由宏观量表示微观量的认识并不难，但这种简单原理应用中有极高的思维要求，尽管学生可以通过结合化学知识、阿伏加德罗常数对微小量进行计算，但其真正体会分子小到什么程度还需要相应的练习来理解和巩固。
学生现状：学生知道分子很小，但没有建立数量级，无法表示小到什么程度；
不能理解油膜法测分子直径的实验原理和意义；
首次涉及测定微小量中的思维能力缺乏准备。
培养能力：分析综合能力，理解推理能力，实验能力
思想教育：唯物主义世界观，爱国主义，自信和自强
课堂教具：直玻管（一端封闭）、水杯、红色水、酒精、小烧杯、滴管
备注：学生实验《用油膜法估测分子的大小》不安排在夏令营中进行
一、引入(8’)
从今天开始我们将学习热学，热学知识主要分为两部分：第一部分是从微观角度研究热学问题，即从分子动理论的观点认识热现象；第二部分是从宏观角度研究热学问题，即从能量的观点认识热现象。这一章先学第一部分，即从分子动理论的观点来认识热现象。
【问】首先谈谈你们对分子的认识，你认可三大内容的理由？
①物质由大量分子组成
证明：微粒间有空隙
——能找到这种空隙就能证明微粒的存在
演示水和酒精混合后体积减小
②分子在不停地作无规则运动
气味的扩散、溶解、墨水的扩散
③分子间有相互的作用力
（注：物理学中把原子、分子、离子统称为分子，区别与化学中的分子）
研究分子运动与原来高一知识是不同的：宏观与微观，个体与群体，实验与想象。本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点。
二、分子大小的测定(20’)
【问】你们认为分子很小，小到什么程度？
１厘米3的水，分子数为3.35×1022个，若均匀分布地球表面，则5亿个/米2；若像拉面一样拉成一列，长度是地球太阳间的90倍。
若我们吸满一个口腔的空气，以1亿个/秒的速度吸入气体分子，达到1大气压需要2200个世纪。
分子极其微小，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。现在有了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，用它能观察到物质表面的分子。怎样才能知道分子的大小呢？
【思考】现在我们有一个集装箱的乒乓球，如何测得一个球的高度？

请注意：微观的“球”是不能直接测得高度的
阅读课本测定分子大小的方法（油膜法），思考
这个实验中主要推荐的是一种科学的思维方式：怎样用宏观量表示微观量。
【思考题】
用什么方法来测定分子的大小和直径？
怎样才能用此方法来测分子的直径和大小？
用此方法测分子直径的科学依据是什么？
分析：1、粗略测定法：单分子层油膜法测分子直径
油膜法测定分子直径：对应具体的数据计算
①取一滴油，测出其体积1厘米3
②稀释（放大）加溶剂至200厘米3
③取稀释液1滴如125滴为1厘米3，此时
含油为1/(200·125)厘米3
④扩展成油膜水面尽量扩展
⑤测油膜面积单层划格，得S
一般油膜能达到1/4～1/3米2，以割补法求所占格的面积
⑥设分子为球形且单层排列理想化模型
⑦计算厚度（直径）D＝1/(200·125·S)厘米
水
d
一般在10-10m数量级上
2、测定原理d=V/s
3、科学依据：
①油分子看成球形
②将油膜看成单分子油膜
③不考虑油分子之间的间隙
注：建立理想化分子模型是物理研究的重要方法
4、分子直径的数量级：10-10m
举例：水分子直径的数量级4×10-10m；氢气分子直径2.3×10-10m。
分子是很小的，如果把水分子跟乒乓球比就相当于乒乓球跟地球大小相比，每个物体分子的数目都大的惊人。
例如：1cm3水中约有3.3×1022m个分子，假如全世界的人不分男女老少都来数这些分子，每人每秒数一个也需要大约17万年才能数完。
例：一滴石油体积为10-3cm3,把它滴在平静的湖面上，扩散成面积为2.5m2的单分子层油膜，则石油的半径为多少？（2×10-10m）
三、阿伏加德罗常数(10’)
【问】怎么理解