高中物理《物体是由大量分子组成的》教案设计

《高中物理《物体是由大量分子组成的》教案设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理《物体是由大量分子组成的》教案设计（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、高中物理物体是由大量分子组成的教案设计高中物理物体是由大量分子组成的教案设计范文一、教学目标1 .知道一般分子直径和质量的数量级；2 .知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；3 .知道用单分子油膜法估算分子的直径。二、教学重点、难点分析1 .重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算 分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量 （分子的体积、直径、分子数等）的方法。2 .尽管今天科学技术己经达到很高的水平，但是在物理课上还 不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的 知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方 法研究固体、

2、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。三、教学方法：实验演示，教师讲解，课件演示四、教具1 .计算机，大屏幕；自制课件：水面上单分子油膜法测分子直 径2 .演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1： 200）,滴 管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。五、教学过程（一）引入新课前面的课程我们研究的是力学的内容，从这节课开始我们学习热 学。这一章从微观和宏观的角度分别讲述了分子的运动情况。从初 中学习过的分子运动，我们知道“物体是由大量分子组成的”，这 节课我们就来研究这个问题。【板书】第一节物体是由大量分子组成的（二）进行新课【板书】1.分子的大小分子是看不见的，怎样能

3、知道分子的大小呢？（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。【课件演示】水面上单分子油膜法测分子直径。【实验】介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可 认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已 制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。提问：己知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分 子的直径是多少？在学生回答的'基础上，还要指出：介绍数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写 方便，习惯上用科学记数法写成10的乘方数，如3X10-10m。我们 把10的乘方数叫做数量级，那么1X10-10m和9X10-10m,数量级

4、 都是 10-10mo如果分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S, 根据估算得出分子直径的数量级为10-10mo（2）利用扫瞄隧道显微镜测定分子的直径。看物理课本上彩色插图，石墨表面原子分布的图样：图中的每个 亮斑都是一个碳原子。如果设想碳原子是一个挨着一个排列的话， 那么碳原子之间的距离L就等于碳原子的直径d,如图2所示。根 据显微镜放大倍数就可以计算出碳原子的直径。（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方 法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结 果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是 4 X 10-10m,氢分子直径

5、是3 X 10-10mo（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问 题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子 的大小有了较深入的认识。【板书】分子直径的数量级是10-10m【板书】2.阿伏伽德罗常数向学生提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数 值是多少？明确Imol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、 离子数）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此 常数,NA=6. 02X1023 个/mol0 粗略计算可用 NA=6X 1023 个/mol。 （阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测 量它，以期得到它更精确的数值。）

6、再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。如果己经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，Imol水的质量是0.018kg,体积是1.8X10-5m3。每个水 分子的直径是4X10-10m,它的体积是=3X10-29m3。如果设想水分 子是一个挨着一个排列的。提问学生：如何算出Imol水中所含的水分子数？回答：【板书】阿伏伽德罗常数NA=6.02X1023mol-l阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。例如：在0, 1标准 大气压下，lcm3的气体中，含有2. 7X1019个气体分子。1 cm3水中 含有3. 35X1022个水分子。设想有一个小动物，每秒钟喝去1万个 水分子，要把这lcm3

7、的水喝完，将用1011年，即1000亿年，超过地球的年龄（45亿年）二十多倍！所以说，物体是由大量分子组成 的。【板书】3.微观物理量的估算若己知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。 事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的 （气体不能这样假设）。提问学生：Imol水的质量是m=18g,那么每个水分子质量如何求?回答：一个水分子质量m。=m/NA=l. 8X10-2/6. 02X1023=3X 10-26 （kg）。提问学生：若己知铁的原子量是56,铁的密度是7. 8X 103kg/ m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又 问：是否可以计算

8、出铁原子的直径是多少来？回答：1g铁的物质量是mol,其中铁原子的数目是n,1g铁的体积（m3）1 个铁原子的体积是=1X10-7/1X1022=IX 10-29 （m3）,铁原子的直径（m）归纳总结：以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿 伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏 观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、 分子体积（直径）等这些微观量联系起来。阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数（曾经学过的万有引 力恒量也是一个重要常数）。物理常数是物理世界客观规律的反映。 一百多年来，物理学家想出各种办法来测量它，不断地努力，使用 一次比一次

9、更精确的测量方法。现在测定它的精确值是 NA=6. 022045X1023 个/mol（三）课堂练习1 .体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜， 则油膜面积的数量级是A. 102cm2B. 104cm2C. 106cm2D. 108cm2答案：B2.已知铜的密度是8. 9X 103kg/m3,铜的摩尔质量是63. 5X 10-3kg / molo体积是4. 5cm3的铜块中，含有多少原子？并 估算铜分子的大小。答案：3.8X1023, 3X10-10 米。（四）课堂小结1 .物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基 础。单分子油膜实验等是上述结论的有力依据。分子

10、直径大约有 10-10米的数量级。2 .阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常 数数值应该记住。3 .学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子 直径等）的一般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测 定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。 如分子质量m,可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA,得到 mWNAo通过物质摩尔质量M、密度P、阿伏伽德罗常数NA,计算 出分子直径d= （6V/ Ji） 1/3= （6M/ PNA Ji） 1/3（五）作业:将课本练习一（P71）第（1）、（2）、（4）题做 在作业本上。教学建议由于课堂内时间限制，单分子油膜法测定分子直径的实验不可能 在课堂上完成全过程。在课堂上让学生看到油膜散开现象和油膜面 积的测量方法即可。要想造成单分子油膜，必须选用脂肪酸类，如油酸Cl7H33C00H 或棕桐酸Cl5H31C00H,这类脂肪酸分子的形状为长链形，它的核基 一端浸入水中，而燃链Cl7H33伸在水面上方，造成油酸长分子在水 面上垂直排列，如图3所示。