2019-2020年高中物理 7.1《物體是由大量分子組成的》教案(1) 新人教版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 7.1《物體是由大量分子組成的》教案(1) 新人教版選修3-3 要 點(diǎn):理解油膜法測分子直徑的方法 知道阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值和單位,能進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算 知道一般分子的直徑的數(shù)量級和質(zhì)量數(shù)量級 教學(xué)難點(diǎn):宏觀到微觀的思維方法的改變和適應(yīng) 考試要求:高考Ⅰ(物質(zhì)是由大量分子組成的),會(huì)考 課堂設(shè)計(jì):鑒于學(xué)生在初中已接觸分子運(yùn)動(dòng)的基本內(nèi)容,而又有一定化學(xué)(原子)知識(shí),不必再對這個(gè)理論的形成進(jìn)行講述。課堂教學(xué)針對學(xué)生認(rèn)為不可能(用簡單方法測到分子直徑)的實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的興趣,并詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)中的“放大”作用,體會(huì)怎樣通過宏觀量來(間接)測量微觀量,使得在沒有實(shí)驗(yàn)、多媒體的配合下有一個(gè)新奇的印象。通過對分子的具體計(jì)算和比較、抽象思維和理想化模型的處理,對看不見摸不著很微小的分子(直徑數(shù)量級、質(zhì)量數(shù)量級)有個(gè)初步的了解。利用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行數(shù)量計(jì)算后,通過小結(jié)點(diǎn)明思維方法的不同,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 解決難點(diǎn):學(xué)生對由宏觀量表示微觀量的認(rèn)識(shí)并不難,但這種簡單原理應(yīng)用中有極高的思維要求,盡管學(xué)生可以通過結(jié)合化學(xué)知識(shí)、阿伏加德羅常數(shù)對微小量進(jìn)行計(jì)算,但其真正體會(huì)分子小到什么程度還需要相應(yīng)的練習(xí)來理解和鞏固。 學(xué)生現(xiàn)狀:學(xué)生知道分子很小,但沒有建立數(shù)量級,無法表示小到什么程度; 不能理解油膜法測分子直徑的實(shí)驗(yàn)原理和意義; 首次涉及測定微小量中的思維能力缺乏準(zhǔn)備。 培養(yǎng)能力:分析綜合能力,理解推理能力,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰? 思想教育:唯物主義世界觀,愛國主義,自信和自強(qiáng) 課堂教具:直玻管(一端封閉)、水杯、紅色水、酒精、小燒杯、滴管 備 注:學(xué)生實(shí)驗(yàn)《用油膜法估測分子的大小》不安排在夏令營中進(jìn)行 一、引入(8’) 從今天開始我們將學(xué)習(xí)熱學(xué),熱學(xué)知識(shí)主要分為兩部分:第一部分是從微觀角度研究熱學(xué)問題,即從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象;第二部分是從宏觀角度研究熱學(xué)問題,即從能量的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象。這一章先學(xué)第一部分,即從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象。 【問】 首先談?wù)勀銈儗Ψ肿拥恼J(rèn)識(shí),你認(rèn)可三大內(nèi)容的理由? ①物質(zhì)由大量分子組成 證明:微粒間有空隙 ——能找到這種空隙就能證明微粒的存在 演示水和酒精混合后體積減小 ②分子在不停地作無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 氣味的擴(kuò)散、溶解、墨水的擴(kuò)散 ③分子間有相互的作用力 (注:物理學(xué)中把原子、分子、離子統(tǒng)稱為分子,區(qū)別與化學(xué)中的分子) 研究分子運(yùn)動(dòng)與原來高一知識(shí)是不同的:宏觀與微觀,個(gè)體與群體,實(shí)驗(yàn)與想象。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)構(gòu)成物質(zhì)的微粒的特點(diǎn)。 二、分子大小的測定(20’) 【問】你們認(rèn)為分子很小,小到什么程度? 1厘米3的水,分子數(shù)為3.351022個(gè),若均勻分布地球表面,則5億個(gè)/米2;若像拉面一樣拉成一列,長度是地球太陽間的90倍。 若我們吸滿一個(gè)口腔的空氣,以1億個(gè)/秒的速度吸入氣體分子,達(dá)到1大氣壓需要2200個(gè)世紀(jì)。 分子極其微小,不但用肉眼不能直接看到它們,就是用光學(xué)顯微鏡也看不到它們?,F(xiàn)在有了能放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡,用它能觀察到物質(zhì)表面的分子。 怎樣才能知道分子的大小呢? 【思考】現(xiàn)在我們有一個(gè)集裝箱的乒乓球,如何測得一個(gè)球的高度? 請注意:微觀的“球”是不能直接測得高度的 閱讀課本測定分子大小的方法(油膜法), 思考 這個(gè)實(shí)驗(yàn)中主要推薦的是一種科學(xué)的思維方式:怎樣用宏觀量表示微觀量。 【思考題】 1、 用什么方法來測定分子的大小和直徑? 2、 怎樣才能用此方法來測分子的直徑和大?。? 3、 用此方法測分子直徑的科學(xué)依據(jù)是什么? 分析:1、粗略測定法:單分子層油膜法測分子直徑 油膜法測定分子直徑: 對應(yīng)具體的數(shù)據(jù)計(jì)算 ①取一滴油,測出其體積 1厘米3 ②稀釋(放大) 加溶劑至 200厘米3 ③取稀釋液1滴 如125滴為1厘米3,此時(shí) 含油為1/(200125)厘米3 ④擴(kuò)展成油膜 水面盡量擴(kuò)展 ⑤測油膜面積 單層劃格,得S 一般油膜能達(dá)到1/4~1/3米2,以割補(bǔ)法求所占格的面積 ⑥設(shè)分子為球形且單層排列 理想化模型 ⑦計(jì)算厚度(直徑) D=1/(200125S)厘米 水 d 一般在10-10m數(shù)量級上 2、測定原理d=V/s 3、科學(xué)依據(jù): ①油分子看成球形 ②將油膜看成單分子油膜 ③不考慮油分子之間的間隙 注:建立理想化分子模型是物理研究的重要方法 4、分子直徑的數(shù)量級:10-10m 舉例:水分子直徑的數(shù)量級 410-10m;氫氣分子直徑2.310-10m。 分子是很小的,如果把水分子跟乒乓球比就相當(dāng)于乒乓球跟地球大小相比,每個(gè)物體分子的數(shù)目都大的驚人。 例如:1cm3水中約有3.31022m個(gè)分子,假如全世界的人不分男女老少都來數(shù)這些分子,每人每秒數(shù)一個(gè)也需要大約17萬年才能數(shù)完。 例:一滴石油體積為10-3cm3,把它滴在平靜的湖面上,擴(kuò)散成面積為2.5m2的單分子層油膜,則石油的半徑為多少?(210-10m) 三、阿伏加德羅常數(shù)(10’) 【問】怎么理解“摩爾”? 物質(zhì)量的單位——國際單位制中的基本單位之一 1971年第14屆國際計(jì)量大會(huì)決定,把0.012克C12所含的結(jié)構(gòu)粒子數(shù)定義為1摩爾。 即:NA=6.021023mol-1 單位:個(gè)/摩爾——類似箱、打、年、光年等單位量 摩爾有兩個(gè)含義:①能表示一種(特定)物質(zhì)的質(zhì)量 ②能表示所含的結(jié)構(gòu)粒子數(shù) 它是一個(gè)很大的數(shù),但用在微觀上,并不一定表示很多的量(如體積、質(zhì)量等) 因?yàn)榉肿雍苄?,所以?gòu)成一般(宏觀上能測量到的)物體,需要很大的數(shù)目,NA就是起這樣作用的一個(gè)單位量。 這是一個(gè)極其重要的物理量,它時(shí)宏觀量和微觀量之間的聯(lián)系橋梁: 例:已知1摩爾的水質(zhì)量0.018千克,求水分子質(zhì)量 m=0.018千克/NA=3.010-26千克 微觀的極小量構(gòu)成了宏觀,宏觀的測量證實(shí)了微觀(辯證關(guān)系) 無法直接測得的分子大小、分子質(zhì)量跟宏觀的摩爾體積、摩爾質(zhì)量聯(lián)系在一起。 四、小結(jié)和練習(xí)(5’) 分子很小:直徑數(shù)量級10-10m 分子很輕:質(zhì)量數(shù)量級10-26~10-30kg 重要常數(shù):NA=6.021023mol-1 閱讀材料《納米技術(shù)》 作業(yè):課本P71 練習(xí)一(檢查板演的列式) 摩爾質(zhì)量:1摩爾該種物質(zhì)分子的集合總質(zhì)量(與物質(zhì)有關(guān)),千克/摩爾 若以克/摩爾為單位,則摩爾質(zhì)量恰好是其分子量 摩 爾 數(shù):一定物質(zhì)量中含有的粒子數(shù)是摩爾的倍數(shù) 教學(xué)札記: 1. 2. 3.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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