分子动理论 热和功教学目标
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高一物理教案分子动理论9篇分子动理论 1专题讨论:哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动?专题调查研究活动:有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物?可上网或图书馆查询相关资料,或请教专家,将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.教材分析教学目标知识与技能通过观察和实验,初步了解分子动理论的基本特点,并能用其解释某些热现象。
过程与方法通过观察和实验,学会运用想象和类比等研究方法,培养学生的观察和分析概括信息的能力。
情感态度与价值观培养学生敢于表达自己的想法,随时关注周围的人和事以及有关现象。
教学重点通过观察和实验,了解分子热运动,并能用其解释某些热现象。
教学难点分子热运动剧烈程度与温度的关系,学情分析学生在第十章“多彩的物质世界中,已经对物质的组成及分子运动情况有了大致的了解,在化学课中已经知道了扩散现象,对生活中一些常见的扩散现象也有了较深的印象,但对于分子的运动快慢与什么因素有关的问题并不十分清楚。
方法运用整节课运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式,在进行“分子运动剧烈程度与温度的关系”的探究中运用类比、推理、论证的方法。
教具和媒体教师:多媒体、一杯大米、三杯小鱼、两只温度计学生:一杯凉水、一杯热水、一把药匙、少量品红等--说明1.本节课作为本章的第一节内容,是学生在学完宏观物体的有关知识后,对微观世界的知识进一步探究学习,为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。
但由于分子的运动无法直接观察探究,所以本节课主要采用类比的方法组织教学。
2.为加深学生对扩散这个常见现象的探究兴趣,设计了学生熟悉的品红在水中扩散的实验。
同时为实现物理源于生活,服务于生活,同时了解和分子热运动有关的现代科技,所以在最后让学生列举扩散现象在生活中的有关实例及其应用。
3.本节需要考察的知识与技能要求较低但内容抽象,在学习过程中,主要充分调动学生的学习积极性,以学生讨论为主,在教师引导的基础上,运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式,以“提出问题──进行类比──形成假说──分析推断──实验检验──得出结论”为主线的思维程度进行教学,利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。
第1节分子动理论【教学目标】一、知识与能力1.知道物体是由大量的分子组成的。
2.知道分子在永不停息地做无规则的运动。
3.知道分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
二、过程与方法1.回顾人类对物质结构的认识历程,了解物质是由大量分子组成的。
2.通过对扩散现象的探索、讨论,并借助生活经验,知道分子在永不停息地做无规则的运动。
3.通过演示和观察分子力模型及对物质三态分子模型的类比,了解分子间既存在引力又存在斥力。
三、情感、态度与价值观1.通过演示实验、视频资源及类比手段,激发探究物质组成奥秘的兴趣。
2.使学生了解通过能够直接感知的现象可以认识无法直接感知的事实,并知道这是一种重要的研究问题的方法。
3.体验物理知识的应用性,了解物理学具有认识世界、改变世界的功能。
【教学重点】经历观察实验的过程,应用分子动理论解释某些生产、生活以及自然界中的现象。
【教学难点】从某些宏观热现象中推断出其微观本质。
【教学突破】教学重点放在让学生经历观察的过程,使学生在观察这些现象的过程中提炼出能够印证分子动理论的现象,同时还培养了学生科学观察的能力。
而对于当分子间距离很小时,分子间的相互作用才表现为引力的理论,比较抽象,可以采用类比磁铁吸引铁钉的演示实验对比认识。
【教学准备】◆教师准备多媒体材料(人类从古到今探索物质组成奥秘的历程、硫酸铜溶液与清水之间的扩散图片、铅与金的扩散图片、机械制造中在金属表面层掺碳、掺硅)、酒精、毛笔、NO2气体、广口瓶、玻璃片、铅柱(分子引力演示器)、刀子、磁铁、铁钉等。
◆学生准备注射器、烧杯、水等。
┃教学过程设计┃教学过程批注一、结合分糖块实例提出问题,引入新课。
教师出示一块糖,然后提出问题:把这块糖分成两半,两个人来分享,是否都有甜的感觉?4个人呢?8个人呢……如此分割下去,有没有一个限度呢?学生讨论并回答。
点拔:假设在分糖的过程中,每分一次,取一粒加以检测,如果这粒仍具有糖的性质——甜味,就再往下分,假设分到某种程度而取一粒再分时就失去了糖的本质,那么这个最小的颗粒就是糖分子。
高中物理分子动理论教案教学目标:1. 了解分子动理论的基本概念和原理2. 掌握分子动理论在物质状态变化中的应用3. 能够解释气体压强、温度、体积之间的关系教学重点:1. 分子动理论的概念和原理2. 气体状态方程中的分子动理论应用教学难点:1. 理解分子运动对物质性质的影响2. 掌握气体状态方程的推导过程和应用教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入分子动理论的概念,让学生思考物质是由什么组成的。
2. 提出问题:为什么物质会呈现不同的状态?二、讲解分子动理论(15分钟)1. 讲解分子动理论的基本内容:分子间的运动和碰撞对物质性质的影响。
2. 讲解分子速度、能量与温度的关系。
三、实验展示(10分钟)1. 进行实验,展示不同状态的分子之间运动的差异。
2. 利用模型演示分子间的碰撞和能量传递过程。
四、气体状态方程的应用(15分钟)1. 讲解气体分子动理论和气体状态方程之间的关系。
2. 分析气体压强、体积和温度之间的关系。
五、课堂练习(10分钟)1. 学生做练习,加深对分子动理论和气体状态方程的理解。
2. 点评答案,纠正错误。
六、概括总结(5分钟)1. 总结分子动理论的重要性和应用。
2. 强化气体的分子动理论与状态方程的联系。
七、课堂作业(5分钟)1. 布置作业:阅读相关资料,了解更多有关分子动理论的内容。
2. 提醒学生复习本节课所学内容。
教学反思:本节课内容较抽象,需要借助实验和模型来直观展示分子运动的过程。
教师应注重引导学生思考,在理解概念的基础上进行延伸和应用。
同时,要注重与学生的互动,及时解答他们提出的问题,帮助他们更好地理解和掌握知识。
九年级物理教科版上册全册精品教案一、教学内容1. 热现象及其微观解释分子动理论热传递与热量热力学第一定律2. 电与磁静电现象电流的形成与作用磁场及其应用3. 光学光的传播反射与折射光的色散与光谱二、教学目标1. 让学生掌握热现象的基本原理,理解分子动理论及其应用。
2. 使学生了解电与磁的基本概念,认识电流、磁场在实际生活中的应用。
3. 培养学生运用光学知识解释自然现象的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:热力学第一定律、电流的形成与作用、光的色散与光谱。
2. 教学重点:分子动理论、热传递与热量、磁场及其应用、光的传播、反射与折射。
四、教具与学具准备1. 教具:分子模型、电流表、磁场演示器、光学实验器材。
2. 学具:学生分组实验器材、实验报告单、学习资料。
五、教学过程1. 热现象及其微观解释(1)引入:通过讲解生活中的热现象,如热水瓶、暖气等,激发学生兴趣。
(2)新课:讲解分子动理论、热传递与热量、热力学第一定律。
(3)实践:分组实验,观察热水冷却过程中温度变化,分析热传递现象。
(4)例题讲解:结合实际例子,解释热力学第一定律的应用。
(5)随堂练习:完成教材课后习题。
2. 电与磁(1)引入:介绍电与磁在生活中的应用,如发电机、电风扇等。
(2)新课:讲解静电现象、电流的形成与作用、磁场及其应用。
(3)实践:分组实验,观察电流表指针偏转,了解电流的形成与作用。
(4)例题讲解:分析磁场中导线受力,解释电动机原理。
(5)随堂练习:完成教材课后习题。
3. 光学(1)引入:通过讲解彩虹、镜子等,引入光学知识。
(2)新课:讲解光的传播、反射与折射、光的色散与光谱。
(3)实践:分组实验,观察光的反射、折射现象。
(4)例题讲解:结合实际例子,解释光的色散与光谱的应用。
(5)随堂练习:完成教材课后习题。
六、板书设计1. 热现象及其微观解释:分子动理论热传递与热量热力学第一定律2. 电与磁:静电现象电流的形成与作用磁场及其应用3. 光学:光的传播反射与折射光的色散与光谱七、作业设计1. 课后习题:(1)热现象:P3234第1、2、3题。
分子动理论的初步知识(优秀2篇)在平日的学习中,大家最不陌生的就是知识点吧!知识点是指某个模块知识的重点、核心内容、关键部分。
你知道哪些知识点是真正对我们有帮助的吗?读书破万卷下笔如有神,以下内容是为您带来的2篇《分子动理论的初步知识》,希望能够给您提供一些帮助。
分子动理论的初步知识篇一教学目标a. 知道物质是由分子构成的;分子不停地做无规则运动;分子的体积和质量都非常小,在一般物体里含有的分子数非常多。
b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动。
c. 知道分子间存在作用力,分子间作用力与分子间距离有关,知道一些分子间相互作用力的实例。
d. 理论联系实际,培养学生用所学知识解决实际问题的能力。
教学建议教材分析分析一:本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识,并对分子大小进行了讨论,使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。
然后从观察实验,分析宏观现象出发,通过推理去探索微观世界的思路,依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。
分析二:分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。
按照分子运动论的观点,一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的,温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。
利用分子运动论,可以成功地解释大量的热现象。
分析三:分子运动论的基本内容:物质由大量分子构成,分子体积极小,直径只有10-10米左右,一滴水约含有1.6×1021个水分子,分子之间有空隙,气体分子的间隙最大,液体次之,固体分子间隙最小;分子做永不停息的无规则运动,这种运动与温度有关,一般温度高的物体内部分子运动剧烈,所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动,扩散现象是分子无规则运动的例证;分子之间有引力和斥力同时存在,分子间距离小于平衡位置时,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力,分子间距离等于平衡位置时,斥力等于引力,分子间作用力为零,分子间距离大于平衡位置时,斥力小于引力,分子间作用力表现为引力,由于分子间的引力,使固体能保持一定的形状和体积,而由于分子间的斥力,使分子间保持一定的空隙,也使得固体和液体较难压缩。
九年级物理教案(13——16章)第十三章热和能第1节分子热运动【学习目标】1、知道物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;2、能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释;3、知道分子热运动的快慢与温度的关系;4、知道分子之间存在相互作用力;【学习过程】一、了解分子运动论自然界存在着各种热现象:物体温度的变化,物质状态的变化,物体热胀冷缩的现象等。
这些热现象的解释,都涉及到热现象的本质是什么?这也是人类长期探索的问题,直到17世纪和18世纪期间,人们才开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的,这种认识逐渐发展成为一种科学理论:分子运动论。
到19世纪建立了能量的概念,人们又逐渐认识到与热现象相联系的能量——内能,用分子运动论和内能的观点,可以解释很多热现象。
分子运动论主要内容为:1、物质有分子组成;2、分子在不停的做无规则运动;3、分子间存在相互作用的引力和斥力。
二、探究学习:扩散现象猜想:打开香皂盒闻到香味,说明香气的分子发生了。
下面我们再来通过讨论实验来体会分子是运动的。
往盛有水的烧杯中,滴入红墨水,过一会儿,观察到现象。
上面的实验是一种扩散现象。
即不同的物质在接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散。
在我们日常生活中,扩散现象很常见。
请举出几个例子,看谁观察得细致。
通过所举例子我们可以看出扩散能发生在体和体之间、体和体之间。
科学家们把磨得很光的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,可以看到它们互相渗入约1 mm深。
这说明扩散也可以在体和体之间发生。
在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的凉水。
用滴管分别在两个杯底注入一滴墨水,比较两杯中墨水的扩散现象有什么不同。
想想议议:1)2)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。
2、分子间的作用力这是一个铅块,我们知道它是由组成的,组成它的分子在不停地运动着,那么为什么铅块没有飞散开?是什么原因使它们聚合在一起呢?(学生讨论)是分子间的引力作用使铅分子聚合在一起的。
分子的热运动教案3篇分子的热运动教案篇1教学目标(1)知道什么是热运动,知道分子热运动剧烈程度与温度有关(2)知道布朗运动和扩散现象,并能简单解释其原因教学建议教材分析分析一:本节教材内容特点是先实验(扩散现象和布朗运动两个实验现象),后得出结论(分子的无规则运动),并根据现象说明热运动与温度有关,因此做好演示实验是关键。
分析二:由于液体或空气分子在热运动过程中对悬浮于其中的颗粒的碰撞的不平衡性,使这些颗粒受力不平衡而开始运动,这就是布朗运动。
由于分子运动的无规则性,造成布朗运动的不规则性。
另外,温度越高,分子热运动越快,对颗粒的撞击更强,布朗运动更显著。
分析三:温度越高,分子无规则运动平均速度越快,这是一个宏观统计结果,而对于具体某个分子,温度与其运动速度并不一定存在这一关系,也许温度升高,这个分子的运动速度相反可能在降低。
教法建议建议一:做好演示实验是关键,扩散现象实验和布朗运动实验都需要认真做。
在做观察布朗运动的实验过程中,用稀释的墨汁做悬浊液,过稀时液体中的微粒太少,过浓时亮度变暗,而且微粒连在一起,不便观察,可以多试几次。
墨汁也可以不放在载片玻璃的凹槽中而只简单地滴一滴在载片玻璃上,盖上盖玻璃就可以。
显微镜的放大率在40倍左右最合适。
建议二:在实验的基础上,推出分子在不停地热运动后,要注意再用热运动的观点解释造成该实验现象的原因,以便巩固、加深学生的认识。
建议三:有关布朗运动和扩散运动的实验除做好演示实验外,若有条件,最好能用计算机模拟一下该运动的微观机制,这样有利于学生对该实验现象的理解。
教学设计方案教学重点:知道分子不停地无规则热运动,知道布朗运动和扩散运动教学难点:布朗运动和扩散运动的微观解释一、扩散运动1、演示实验空气与二氧化氮气体间的扩散现象2、概念:扩散现象3、扩散现象的微观解释:分子的无规则热运动4、计算机演示扩散过程5、对比实验:红墨水在热水和冷水中的扩散快慢。
结论:温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快6、列举日常生活中的扩散现象:如香水味等二、布朗运动1、学生观察布朗运动现象2、微观解释布朗运动:分子撞击不平衡3、观察布朗运动与温度高低、颗粒大小关系:温度越高,布朗运动越显著;颗粒越小,布朗运动越显著。
物理组教学设计年级高二物理备课组审阅(备课组长)审阅(学科校长)组别主备使用人高二物理组授课时间人课5.内能课型新授课题课标子热运动平均动能的标志知道分子势能跟物体体积有关知道什么是内能,知道物体的内能跟温要求度和体积有关1、知道分子热运动动能跟温度有关。
知道温度是分子热运动平均动能的标志。
知识与技能教学目标能力目标2、知道什么是分子势能,改变分子间的距离必须克服分子力做功。
知道分子势能跟物体体积有关3、知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关4、能够区别内能和机械能1、通过阅读书本关于内能知识的介绍,培养学生的阅读能力、语言表达能力。
2、通过阅读、讨论、交流、动手实验,使学生学会分析分子势能的变化情感、态度与价值观1、通过主动参与学习活动,激发学生学习物理的兴趣,2、通过实验活动,培养学生的团队合作精神、实事求是的科学态度。
教学理解分子势能随分子间距离变化的势能曲线重点教学理解分子势能随分子间距离变化的势能曲线难点教学自主学习,合作完成、教师讲解()()90()1()方法教学程序设计教环节一明标自学学过程设计二次备课过导读】阅读教材P14-16,完成下列任务程1、分子的动能是指及2、物体中热运动的速率大小不一,在热现象的,我们关心的是组成系方统的大量分子整体表现出来的热学性质,因而重要的不是系统中某个分子法的动能大小,而是所有分子的动能的平均值。
这个平均值叫做3、扩散现象和布朗运动表明,温度升高时,,因而可以得出结论:一种物质温度升高时分子热运动的平均动能。
物质的是分子热运动的标志。
4、回顾必修 2 中学过的势能概念:5、分子间存在着分子力,而且分子之间一定的距离,因此分子组成的系统也具有6、当分子间的力对分子做正功时,分子势能,当分子间的力对分子做负功,或说克服分子力做功时,分子势能。
7、当分子间的距离为r0 时,合力为 0。
当r>r0 时合力表现为引力,这时要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此分子势能随分子间的距离增大而。
《16.1分子热运动》教案一、课程背景作为物理学科的一门重要内容,热力学在高中教育中占有重要地位。
作为热力学的一个基础概念,分子热运动是学生掌握热力学的关键。
因此,本教案旨在通过理论授课及实验操作,帮助高中学生全面了解分子热运动的特性和规律。
二、教学目标1.掌握分子热运动的基本概念,理解分子热运动是物体内能的表现形式。
2.了解分子热运动对物体的宏观性质的影响。
3.通过实验操作,探究分子热运动对物体的影响。
4.提高学生的实验操作技能,增强学生观察问题和解决问题的能力。
三、教学内容1.分子热运动的基本概念2.分子热运动与温度的关系3.分子热运动对物体的性质(如体积、压强等)的影响4.实验操作:热胀冷缩实验四、教学重点和难点1.如何清晰准确地描述分子热运动的概念和规律;2.如何引导学生观察实验现象和归纳出规律。
五、教学方法1.讲授法2.实验探究法3.讨论交流法六、教学过程1.分子热运动的基本概念导入:通过插入一段描述粒子运动的视频,引导学生探究微观粒子的运动规律,并在互动中引出分子热运动的概念。
讲授:对分子热运动的概念和性质进行讲解,其中包括分子热运动对物质的内能的贡献、与温度的关系等。
2.分子热运动与温度的关系导入:通过将温度计浸入不同温度的水中来引导学生理解分子热运动与温度的关系。
讲授:讲解分子热运动与温度之间的关系,引导学生理解分子热运动是温度的表现形式,温度的高低是由物体分子热运动的快慢所决定的。
3.分子热运动对物体性质的影响导入:通过实验操作,呈现热胀冷缩的现象,引导学生思考热胀冷缩是由什么引起的。
讲授:通过讲解实验中的现象和规律,引导学生理解分子热运动对物体性质的影响,如体积、压强等。
4.实验探究:热胀冷缩实验实验目的:通过对物体在不同温度下的长度变化的观察,探究分子热运动对物体的影响。
实验步骤:1.准备热水和冷水两个水槽,分别将向钢质棒直接加热后,浸入冷水。
2.调整热水和冷水的温度,使两个水槽的水温分别为60°C和10°C。
教学目标【知识与能力】1.知道物质是由分子组成的, 一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动.2.能识别扩散现象, 并能用分子热运动的观点进行解释.3.知道分子热运动的快慢与温度的关系.4.知道分子之间存在相互作用力.【过程与方法】1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动.2.通过演示实验使学生知道物体温度越高, 分子热运动越剧烈.3.通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力.【情感态度价值观】用演示实验激发学生对大千世界的兴趣, 使学生了解可以认识直接感知的现象, 也可以认识无法直接感知的事实.教学重难点【教学重点】1.通过扩散现象说明分子在不停地运动.2.分子运动和温度有关.【教学难点】指导学生对演示实验的观察、分析、推理, 用宏观的物理现象揭示物质的微观结构.课前准备香皂, 香水, 用化学方法制取的二氧化氮气体, 广口瓶两个, 小玻璃板一块, 十天、二十天、三十天的硫酸铜溶液与清水之间扩散的实验样本, 红墨水, 烧杯, 胶头滴管, 热水, 弹簧测力计, 真空贴钩, 小刀, 铅柱, 钩码, 铁架台, 自制分子作用力与分子间距演示器.教学过程创设情景、引入新课我们生活的物质世界中, 充满着各种各样的物质. 在远古时代, 人们就猜测物质是由很多很小的微粒组成的. 现代的科学技术已证实古人的猜测, 外表上看起来连成一片的水, 其实是由一个个的水分子组成. 但是用我们肉眼是看不到的, 分子体积很小.那我们怎么能知道分子是运动的还是静止的?我们可以用高倍的显微镜来观察, 这确实是个方法. 有没有其他方法呢, 想一想, 我们翻开桌子上放的那瓶香水或翻开那盒香皂, 有什么感觉? 我们很快就可以闻到香味. 为什么我们能够能闻到香水或香皂的香味? 是不是因为香水和香皂的气味跑到鼻子里.◆探究活动1:在教室内喷洒香水, 请同学们讨论香味是如何传播的?盛夏时节, 百花绽放. 四溢的花香引来了长喙天蛾, 它们悬浮在空中吸食花蜜. 花香是如何传播的呢?其实不是气味跑到了我们的鼻子里, 而是一些带有香味的分子, 进入空气中, 向各个方向散布开来. 当它们到达我们的鼻子里时, 我们就会闻到香味.新课进行时一、物质的构成1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的.2.分子的大小:直径约为10-10m.3.分子间有空隙.二、分子热运动1.扩散现象:不同物质互相接触时, 彼此进入对方的现象.◆探究活动2:扩散现象(1)气体扩散实验〔盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片〕:在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子, 使两个瓶口相对, 之间用一块玻璃板隔开, 如下图. 抽掉玻璃板后, 观察有什么变化发生?实验现象:一段时间后, 两瓶气体彼此进入对方, 颜色混合均匀, 变为浅红棕色.实验结论:气体分子在不停运动.(2)液体扩散实验〔烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗〕:在烧杯里装一半清水, 将CuSO4溶液注入清水中, 放置30天后. 观察现象.实验现象:一段时间后, 硫酸铜溶液和水混合均匀.实验结论:液体分子在不停运动.(3)固体扩散实验实验现象:几年后电子显微镜下观察到的合金.实验结论:固体分子在不停运动.2.气体、液体、固体都能发生扩散现象. 一般情况下, 固体之间的扩散最慢, 气体之间的扩散最快.3.扩散现象说明, 一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动, 分子间有间隙.◆探究活动3:影响扩散快慢的因素〔烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管〕:在一个烧杯中装半杯热水, 另一个同样的烧杯中装等量的凉水. 用滴管分别在两个杯底注入红墨水.实验现象:热水杯的颜色先变得均匀.实验结论:温度越高、分子无规那么运动越剧烈, 扩散得越快.4.影响扩散快慢的因素:温度.5.分子无规那么的运动叫分子的热运动.三、分子间的作用力◆探究活动4:分子间的作用力〔1〕分子间有引力:将两个铅柱的底面削平、削干净, 然后紧紧地压在一起, 两块铅就会结合起来, 下面吊一个重物都不能把它们分开.实验现象:磨光的两铅柱紧压对接在一起, 下面挂很重的物体也不能将它们分开.实验结论:分子间有引力.〔2〕分子间有斥力实验现象:针管里的气体压缩到一定程度后, 很难再被压缩.实验结论:分子间有斥力.1.分子间存在引力宏观表现:固体、液体能保持一定体积, 不致散开.2.分子间存在斥力宏观表现:固体、液体很难被压缩.类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球, 分析分子间作用力. 分子间存在引力和斥力,如下图.3.引力和斥力之间的关系〔1〕分子间作用力与分子间距离(r)有关:r<平衡距离时, 表现为斥力;r >平衡距离时, 表现为引力;r >10倍平衡距离时, 作用力很微弱, 可以忽略.〔2〕引力和斥力的变化过程引力和斥力都随分子间距离的增大而减小, 随分子间距离的减小而增大, 但在变化过程中, 始终是斥力变化得快.四、分子动理论及应用1.内容:(1)物质由分子组成;(2)分子在永不停息地做无规那么运动;(3)分子间存在相互作用的引力和斥力.2.应用:例:用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素.五、固态、液态、气态的微观模型1.固态物质:分子排列紧密, 分子间作用力强, 分子虽然做无规那么运动, 但位置相对稳定.2.液态物质:分子间作用力比固体小, 分子没有固定位置, 运动比拟自由.3.气态物质:分子间距很大, 高速向周围运动, 分子间作用力很小.六、课堂练习1.以下现象中, 属于扩散现象的是〔〕A.春天刮起沙尘暴, 飞沙漫天 B.三九寒天下雪时, 雪花飞舞C.煮稀饭时, 看到锅中米粒翻滚 D.槐树开花时, 周围香气弥漫2.关于粒子和宇宙, 以下认识中正确的选项是〔〕A.扩散现象只发生在气体之间 B.液体分子间只存在吸引力C.固体的分子间没有空隙 D.宇宙天体、分子都在不停息地运动3.常见物质是由大量分子组成的. 扩散现象是由于分子______形成的;一定量的水和酒精混合, 总体积变小, 是由于分子之间存在_______;固体和液体很难被压缩, 是由于分子之间存在_________.4.如下图, 是由微颗粒〔1-50nm〕制备得到新型防菌“纳米纸〞. 在“纳米纸〞的外表细菌无法停留且油水不沾. 与此现象有关的判断正确的选项是〔〕A.组成“纳米纸〞的分子间没有间隙B.油与“纳米纸〞分子间有斥力没有引力C.“纳米纸〞可阻止细菌分子无规那么运动D.油分子间引力使纸面上的油聚集成小油珠5.公共场所禁止吸烟. 这主要是考虑到在空气不流通的房间里, 即使只有一个人吸烟, 整个房间也会充满烟味, 这是因为〔〕A.分子很小 B.分子间有引力C.分子间有斥力 D.分子在不停地做无规那么运动七、板书设计第一节分子动理论1.常见的物质是由分子、原子构成的.2.扩散(1)扩散现象:不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象.(2)影响扩散快慢的主要因素:温度.(3)扩散现象说明:组成物质的分子是不停地做无规那么运动的;组成物质的分子间是有间隙的.3.分子间同时存在相互作用的引力和斥力.第2节磁场对电流的作用┃教学过程设计┃第1课时第2课时┃教学小结┃。
《分子动理论》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 知识目标:学生能够理解分子动理论的基本概念,包括分子热运动、扩散等。
2. 能力目标:学生能够通过实验观察分子运动现象,并能够分析实验数据和现象。
3. 情感目标:培养学生的观察能力和科学探究精神,提高学生对自然科学的兴趣。
二、教学重难点1. 教学重点:分子动理论的基本概念和实验观察。
2. 教学难点:如何让学生理解并掌握分子运动的基本规律。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、投影仪、实验器材等。
2. 准备教学材料:相关图片、视频、案例等素材。
3. 安排实验时间,确保实验器材和场地准备充分。
四、教学过程:1. 导入新课:通过展示一些与分子运动相关的现象的图片或视频,引导学生思考这些现象背后的物理原理,从而引出分子动理论的基本概念。
设计意图:通过视觉刺激,激发学生的学习兴趣,为后续教学做好铺垫。
2. 探究活动:组织学生进行一些实验,让学生亲手操作并观察实验现象,从而更好地理解分子运动的特点和规律。
设计意图:通过实验操作,培养学生的动手能力和观察能力,加深学生对分子运动的理解。
3. 课堂讨论:引导学生对一些与分子运动相关的问题进行讨论,如:“为什么气体容易压缩,液体和固体难压缩?”“温度越高,分子的运动越剧烈?”等等。
设计意图:通过讨论,培养学生的思维能力和表达能力,同时加深学生对分子运动规律的理解。
4. 总结归纳:教师对教学内容进行总结归纳,强调分子动理论的基本概念和规律,并引导学生对课堂讨论中的问题进行梳理和解答。
设计意图:帮助学生巩固所学知识,加深学生对分子动理论的理解和掌握。
5. 布置作业:根据教学重点和难点,布置一些与分子动理论相关的作业,如阅读相关文献、撰写小论文等,以培养学生自主学习和独立思考的能力。
设计意图:通过作业巩固所学知识,并引导学生将所学知识应用到实际生活中。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 理解并掌握分子动理论的基本概念,包括分子运动的概念、统计分布和分子间作用力。
分子动理论龙台七一中学王松柏一、教学目标:1、知识与技能:(1)知道分子动理论的内容(2)了解扩散现象和分子的热运动(3)知道影响扩散现象的因素(4)了解气休、液体和固体分子的模型;(5)会利用分子动理论的知识解释有关简单现象;2、过程与方法:通过经历一系列的演示实验和借助生活经验,认识分子动理论的基本观点。
3、情感态度与价值观:初步领悟通过直接感知的宏观现象可以认识无法直接感知的微观事实,知道这是一钟很重要的研究方法。
二、教学重点:通过一系列的观察,能了解分子动理论的基本知识,并能应用分子动理论解释某些生活、生产以及自然现象中的实例。
三、教学难点:从某些宏观热现象中推断出其微观本质四、教学过程:〈一〉、新课引入从初中二年级我们就学习了关于分子的一些知识,知道物体由相应的物质所组成,物质由所对应的分子所构成,那么构成物质的分子是怎样的呢?〈二〉、新课教学1、物体的组成向学生介绍从古至今人们对于物质组成的探究,并从中引出物质是由大量的分子组成。
通过一些计算如:一颗小露珠就有1021个分子,假如有一个微小动物,每秒喝去1万个水分子,喝完这滴露珠,要用30亿年。
让学生感知分子的体积小,某一物体中所含的分子数很大。
2、分子的运动提出问题:组成物体的分子是静止的还是运动的?猜想和假说:①分子不会运动.②分子是运动的.进行实验和列举生活中的一些经历:①打开香水瓶,一会儿就会满屋生香.②春天,花开时,很远就能闻到花的香味。
③在无风的天气里,从烟囱里冒出的浓烟逐渐远去,越来越疏散.④长时间堆放煤的墙角,墙皮内部会变黑.结论:上述实验中的现象都是扩散现象.扩散指的是两种不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象.扩散现象说明了:①一切物质的分子都在不停地做无规则运动.②分子之间有间隙.3、温度对分子运动的影响提出问题:分子运动的快慢与什么因素有关呢?猜测:分子运动的快慢可能与温度有关。
实验:用两个相同的玻璃杯子分别装入等质量的热水和冷水,把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,比较两杯水中墨水扩散的快慢。
章节课题:分子间的作用力一、教学目标:(1)知道分子间存在间隙。
(2)知道分子之间同时存在着引力和斥力,其大小与分子间距离有关。
(3)知道分子间的距离r<r0时,分子力表现为斥力,这个斥力随r的减小而迅速增大。
知道分子间的距离r>r0时,分子力表现为引力,这个引力随r的增大而减小。
二、教学重难点:重点:分子间同时存在着引力和斥力。
难点:分子之间的引力、斥力及合力随分子间距离的变化而变化的规律。
三、教学过程:(1)复习导入:在学习前面的内容后我们知道分子间有间隙,也就是分子间存在有一定的距离,分子间的距离直接跟分子间的相互作用力大小有关。
(2)新课教学:水和酒精混合后总体积会减小,说明液体分子之间存在着空隙;扩散现象也说明分子之间存在着空隙。
大量分子能聚集成固体或液体,说明分子间存在引力;两块纯净的铅紧压后会粘在一起,也说明分子间存在引力。
用力压缩物体,物体内也会产生反抗压缩的弹力,说明分子之间还存在着斥力。
研究表明,分子间同时存在着引力和斥力。
引力和斥力,以及合力的大小都跟分子间的距离有关。
如图:其中r0数量级10-10m。
F斥和F引都随r的增大而减小,当两分子距离为r0时,其中一个分子所受的引力与斥力大小相等,分子所受合力为0;当分子间的距离小于r0时,作用力的合力表现为斥力;当分子间的距离大于r0时,作用力的合力表现为引力。
分子动理论:1、物体是由大量分子组成的;2、分子在永不停息的无规则运动;3、分子之间存在着引力和斥力。
以这三点建立的一种微观统计理论,叫做分子动理论。
由于热运动是无规则的,所以对于任何一个分子而言,在每一时刻沿什么方向运动,以及运动的速率都具有偶然性,但是对于大量分子的整体而言,它们却表现出规律性,这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律,叫做统计规律。
(3)巩固提高:当r=r0时,作用力的合力为0,r0数量级10-10m;当r>10r0时,分子间的作用力忽略不计。
第1节分子动理论的基本内容教学设计暮春时节,金黄的油菜花铺满了原野。
你有没有想过,为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢?PPT课件展示古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释,他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。
提问:这些“花的原子”究竟是怎么运动的?物质究竟是由什么组成的呢?(一)分子提出问题:这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同? 化学中的分子:研究化学性质;物质组成微粒,分子、原子、或者离子。
(1)定义:研究热学运动性质和规律:分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图,图中的每个亮斑都是一个碳原子。
⑵分子模型:球体(二)小球模型小球模型:在计算固体和液体分子大小时,看成一个近似的物理模型,一般可把分子看成是一个小球,小球紧密排列在一起(忽略小球间的空隙)。
则:(三)立方体模型立方体模型:在计算气体分子大小时,把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体,气体分子位于每个立方体的中心,这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即:(四)阿伏加德罗常数⑵定义:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.⑵数值:N A=6.02×1023mol-1⑵意义:是微观世界的一个重要常数,是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁.(五)宏观量与微观量的关系常用关系式小试牛刀【例题】仅利用下列某一组数据,可以计算出阿伏加德罗常数的是( D )A.水的密度和水的摩尔质量B.水分子的体积和水分子的质量C.水的摩尔质量和水分子的体积提出问题:⑴图中折线是否为炭粒的运动径迹?是否为水分子的运动径迹?⑵能否预测炭粒下一时刻的位置?总结:(1)概念:悬浮在液体(或气体)中的微小颗粒永不停息地无规则运动。
(2)特点:①布朗运动永不停息。
②微粒越小,布朗运动越明显。
③在任何温度下都会发生,温度越高,布朗运动越明显。
(3)原因:大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。
分子动理论的基本内容-人教版高中物理选择性必修第三册(2019版)教案一、教学目标1.理解分子动力学说的发展历程及其基本内容;2.掌握分子内能与温度的关系;3.理解物体的热平衡、热传递和相变现象的分子动力学解释。
二、教学重点1.分子动力学说的发展历程及其基本内容;2.物体的热平衡、热传递和相变现象的分子动力学解释。
三、教学难点1.分子内能与温度的关系;2.分子动力学说对于物体的性质解释的理解。
四、教学内容1. 分子动理论的发展历程1.互补性原理2.洛斯定理3.统计物理学4.分子动力学说的产生2. 分子动理论的基本内容1.分子运动状态和分子间相互作用2.分子的自由度和内能3.分子热运动的统计规律4.统计物理学的应用3. 分子内能与温度的关系1.平动动能和内能2.运动状态和温度的关系3.分子速率分布和温度的关系4. 物体的热平衡1.多分子系统的热平衡状态2.温度统计意义3.热力学第零定律5. 热传递1.热传递的基本形式2.波尔兹曼方程式和热传导6. 相变现象的分子动理论解释1.相变的熵变原理2.压缩和膨胀过程3.水的反常膨胀五、教学方法本节课采用讲授法、互动式探究教学法、计算机数学模拟教学法相结合的授课方式。
六、教学步骤1.介绍课程要点及相关知识。
2.讲解分子动理论的基本内容和发展历程。
3.引导学生理解分子内能与温度的关系。
4.分组探究多分子系统的热平衡状态。
5.讲解有关热传递的基本内容和分子动力学解释。
6.讲解物体相变现象的分子动理论解释。
7.案例分析。
8.交互式教学答疑。
七、教学评估通过课堂互动式探究和自学作业,进一步展示对分子动理论课程的理解和应用,同时也评估学生在理解该课程中的难点及重点方面的程度。
八、教学反思1.采用了多种教学方法,足够充分的诠释了课程知识。
2.通过案例分析、交互式作业和答疑,进一步留出了足够的时间,使学生在自学阶段更加深入和流畅。
《3.1 分子动理论》教学设计【教学内容】第三单元第1节。
【教学目标】1.了解分子动理论的基本观点;理解温度和气体压强的微观机制;了解分子力的作用特点,物质的扩散现象和分子大小。
2.能运用“类比法”对物理概念和规律进行类比;让学生感受宏观世界是由微观物质构成的,知道宏观与微观的关系。
3.通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析,对学生逐步形成渗透“透过现象看本质”的思维方法;通过分子动理论的学习,体验微观世界的奇妙与微观与宏观的辩证统一关系;激发学生探索物质世界的兴趣;通过让学生运用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象,培养学生的微观想象能力和逻辑思维能力,并渗透“统计物理”的基本思维方法。
【教学重点】分子动理论的基本观点。
【教学难点】分子力随分子间距的变化规律。
【教具准备】烧杯、水、酒精、香水、铅柱、电子秤、小钢珠等等。
【教学过程】◆创设情景──引出课题1.回顾初中所学内容(1)物质是由什么构成的?(分子)(2)分子运动吗?若运动,怎样运动?那些事实可以证明分子的这种运动?(运动。
永不停息的无规则运动,温度越高分子的运动越激烈。
扩散现象。
)(3)构成物质的分子之间有相互作用的力吗?是什么性质的力?(有相互作用的引力和斥力,引力、斥力的大小都随分子间距的变化而变化。
)2.交流评价:今天我们继续学习探讨与分子有关的知识──分子动理论及其运用。
◆合作探究──新课学习一、物质是由分子构成的1.分子大小的认识(1)分子非常小:人类的肉眼根本看不到分子。
(2)物质内的分子数目非常大:人喝下的一口水中,有几百亿个水分子;直径1μm的小水滴中含有的水分子数跟地球的上的人口数相当。
(3)分子形状各异:在电子显微镜下,人们看到的各种物质分子的形状不同。
(4)分子大小数量级:如果把分子看成球形,则构成各种物质的分子球的直径不同,但差异不大,用米做单位表示分子直径,一般是几个10-10m。
(5)长度的又一单位──2.交流评价:物质是由分子组成的(有些物质,比如金属,通常是由原子构成的,但原子具有分子一样的运动特性);构成宏观物质的分子数目非常巨大,描述分子数目的数量级是1023;分子非常微小,若把分子看成球形,则描述其大小的物理量──直径的数量级是10-10m。
3.1 功、热和内能的改变〖教材分析〗本节教材主要介绍了内能的概念和改变内能的两种方式——做功和热传递。
从焦耳的实验得出在绝热情况下外界做功相同,那么物体的热学状态变化就相同,由此得出热力学的内能的概念。
教材通过讨论、再分析推理,最后得出功、热与内能变化的关系。
本节课的教学属于物理基本概念及通过实验和小组讨论得出基本规律和方法的教学。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶能建立功与内能的改变,热与内能的改变的意识。
科学思维∶具有从物理学的角度观察自然现象,将物理学与实际相联系的思维方式,知道做功和传热是改变内能的两种方式。
科学探究:探究焦耳的实验,知道做功和传热的等效性。
科学态度与责任∶理解物理概念的建立的过程和规律,培养学生的科学探究精神。
〖教学重难点〗教学重点:功与内能的改变,热与内能的改变。
教学难点:内能概念的建立,功与内能的改变,热与内能的改变。
〖教学准备〗多媒体课件,酒精、打气筒、塑料瓶,橡胶塞等。
〖教学过程〗冷热变化是最早引起人们关注的自然现象之春夏秋冬,温暑凉寒,何时何处不与冷热相关?本章就开始学习与热现象有关的知识。
一、新课引入在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉,迅速压下筒中的活塞,可以观察到硝化棉燃烧的火苗。
为什么筒底的硝化棉会被,点燃呢?你能解释这个现象吗?播放压燃实验视频。
分析:用活塞压缩空气对空气做功,空气内能增大,温度升高,达到燃点棉花燃烧。
经过长期的探索找到了,改变系统的热力学状态的方法:①传热②做功二、新课教学(一)焦耳的实验从1840年开始,英国物理学家焦耳进行了多种多样的实验,以求精确测定外界对系统做功和传热对于系统状态的影响,以及功与热的相互关系。
1.实验一:对系统做机械功实验装置:如图所示。
实验过程:重物下落时,会使搅拌器转动,由于发生了摩擦,所以水温上升。
实验结果:通过多次实验,焦耳发现在重物匀速下落时,只要重物的重力mg和下落高度h不变。
那么测出的水温升高的幅度就相同。
分子动理论热和功教学目标1.从观察和实验出发,使学生对分子动理论的物理图景有初步的认识,对热现象和其他物理过程的关系有初步的了解,理解能量转化和守恒的思想.并能对一些简单的热现象,以分子动理论和能量守恒的观点加以分析判断.2.学习通过宏观物理实验,提出科学假说和模型,进行推理以认识物质微观结构的分析方法,培养建立物理模型,进行分析推理的能力.3.学习用统计的观点认识大量微观粒子的运动规律的方法.教学重点、难点分析1.重点的知识是分子动理论的要点和能量转化和守恒定律.重点的方法是建立物理模型进行推理和计算的方法.2.难点是有关分子力和分子势能的概念,以及用能量守恒的观点去分析实际问题.教学过程设计教师活动一、高中热学研究的内容高中热学部分包括两方面的内容:一是基础理论;二是物性学的一部分内容——气体性质.本章复习的是基础理论.提问:高中热学的基础理论的主要内容是什么?请简明扼要地回答.学生活动回答:高中热学的基础理论包括两部分:一是分子动理论.其要点是:1.物质是由大量分子组成的.2.分子总处在永不停息的无规则运动中,称之为分子热运动.3.分子间同时存在着相互作用的斥力和引力.分子动理论提供了从微观角度研究热学问题的理论基础.二是能量转化和守恒定律.具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律,提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础.它表明,从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式的能,即物体的内能.物体的内能改变,可以通过做功和热传递来实现,并遵守热力学第一定律.小结:高中热学的基础理论有两部分:一是分子动理论的要点,二是能量转化和守恒定律.它们分别提供了从微观角度和宏观角度认识热现象的理论根据.但是,它们仍然是以实验和观察为基础的.二、以实验为基础,建立物理模型进行推理认识微观结构的方法,是物理的重要方法.由于实验仪器的限制,至今人们借助最先进的电子显微镜等观测仪器,也只能直接观察到大个的分子,更何况过去.所以,对物质微观结构的认识,往往是通过宏观的物理实验,提出科学假说和模型,进行分析推理得出的.一个典型的事例就是布朗运动的分析和解释.提问:请简要说明布朗运动的产生过程.回答:显微镜下连续的液体,实际上是由大量的分子组成的,这些做无规则热运动的分子,对悬浮在液体中的固体微粒不断地碰撞,使固体微粒受到各方向液体分子的冲力.在某一瞬间,由于固体微粒的体积很小,各方向受到的液体分子的冲力不平衡,其合力产生加速度.而不同时刻冲力的合力方向朝向什么方向具有偶然性,且不断变化,这样,就使固体微粒产生了无规则运动,称之为布朗运动.小结:对布朗运动产生过程的分析有如下特点应加以注意.(1)在排除了外界影响后,从流体内部找原因.(2)提出了“液体分子”这个物理模型,并认为分子总处于永不停息的无规则运动中.同时,要把液体分子视做弹性小球,在跟固体微粒碰撞的过程中动能守恒.(3)认为大量分子碰撞固体微粒时,某一瞬间,固体微粒各方向所受液体分子的冲力,对于体积小的固体微粒表现出明显的不平衡性.正是这种不平衡性,产生了布朗运动.在这里,提出科学假说,建立物理模型,通过宏观实验,进行分析推理以得出微观结构及其运动特点的方法,对于得出正确结论是重要的.同时,大量分子对固体微粒碰撞的冲力的不平衡性,冲力合力的方向的不确定性,还体现出新的规律性.这种反映大量分子永不停息的无规则运动的整体规律,称之为统计规律.三、注意理解热运动中的统计规律如前述,布朗运动是跟固体微粒的体积有关的.当微粒较大时,液体分子对固体微粒的碰撞产生的冲力,在每一瞬间都是平衡的.只有微粒足够小时,这种撞击作用的不平衡才得以表现出来.这就是统计规律的表现.同样,在描述大量分子整体特征的宏观物理量中,也表现出这种特点.提问:请举出热学中属于描述大量分子整体特征的宏观量.回答:1.温度.物体的温度是物体内部分子热运动的平均动能的标志,它是一个宏观量.因此,温度是大量分子热运动的集体表现.是含有统计意义的.首先,物体内部分子热运动的速率并不是相同的.其中速率特别大的和速率特别小的分子数目很少,而多数分子的速率处于中间一个范围内.只有它们的平均速率,以及由此决定的平均动能与温度有确定的关系.因此,对个别分子谈温度的高低是没有意义的.温度只对大量分子有意义.2.物体的内能,分子动能和分子势能.所谓“分子动能”是指物体内所有分子由于热运动决定的分子的动能的总和.“分子势能”是指物体内所有分子由于分子间相互作用的分子力和相对位置决定的势能的总和.而“物体的内能”则是这二者之和.显然,对个别分子谈内能是没有意义的.3.气体的体积和压强.气体的体积是指气体内所有分子所占有的空间的总和.它应等于所有气体分子本身占有的空间和它们的间隙的总和.通常气体的体积是指气体所充满的容器的容积.而气体分子间空隙往往比气体分子本身占有的空间大得多.理想气体的体积就是在忽略分子本身占有的体积的情况下得到的.显然,谈个别气体分子的体积对于研究气体的性质是没有意义的.而气体的压强是大量气体分子碰撞器壁的宏观表现.谈个别分子对器壁的压强是没有意义的.小结:对于描述大量分子热运动特征的宏观量,应理解其所表现的统计意义.四、理解分子间相互作用力和分子间的势能变化的规律在前述的宏观量中,变化规律特殊的是分子力及分子势能.提问:请简要说明分子力和分子势能是如何随分子间距变化的.回答:关于分子力的变化规律:1.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.2.分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大.但斥力比引力变化得快.3.分子间相互作用的引力和斥力的合力称为分子力.分子力为零的位置称为平衡位置,r0=10-10m.当分子间距大于平衡位置时,分子力表现为引力,直至间距超过10-9m减小到零为止.当分子间距小于平衡位置直至不能再小时,分子力表现为斥力.分子势能的变化规律:1.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距的增大而增大;当分子力表现为斥力时,分子势能随分子间距的增大而减少.2.分子势能存在一个最低点,即在平衡位置处.小结:分子力的特殊变化规律决定了分子势能的特殊变化规律.这可以跟弹簧的弹力和弹性势能的变化进行类比.只是需注意:1.分子力实质上是一种电磁作用.可以借助于原子的静电模型加以粗略说明,在两个原子接近时,其原子核之间、电子云之间的静电力表现为斥力;而原子核和电子云之间的静电力则表现为引力.它们大小的变化导致了合力的变化.2.如果取平衡位置为分子势能的零点.则分子势能是非负值.即使是分子间距大于10-9m,分子力为零时,分子势能也大于零.这是因为,比较两个位置分子势能高低的基本方法是:看分子力做功.如果从某一位置移到另一位置分子力做正功,则分子势能减少;若分子力做负功,则分子势能增加.显然,从平衡位置出发,无论间距增大还是减少.分子力都做负功,分子势能都变大.3.由分子势能产生的条件可以看出:分子势能跟重力势能和弹性势能相比,是不同性质的能,它不属于机械能的范畴.那么,分子动能和物体的内能跟机械能属于同一范畴吗?五、理解物体内能的概念和改变物体内能的两种物理过程提问:物体的内能和机械能之间的区别是什么?它们之间可否互相转化?从机械能向内能转化的物理过程是什么?回答:(一)物体的内能和机械能之间主要区别有如下几点:1.对应着不同的研究对象和物理运动形式.机械能对应于宏观物体的机械运动,而物体的内能对应于大量分子的热运动,是大量分子的集体表现,是统计平均的结果.2.对应着不同的相互作用力.机械能对应于万有引力和弹簧弹力;而物体的内能对应于静电力.3.数值的确定依据和方法不同.(二)内能和机械能是可以互相转化的.例如:热机都是创造条件,将内能转化为机械能的装置.而通过克服滑动摩擦力做功,可以将机械能转化为内能.小结:可以将上述结论加以扩展,其实1.每种不同的运动形式都对应着不同形式的能.物理中除机械能、内能之外,还有电场能、磁场能、光能、核能等.2.不同形式的能在一定条件下均可以互相转化.3.能量的变化可以用功来量度.提问:内能改变的物理过程有哪些?都发生了什么形式的能之间的转化?转化遵循什么规律?回答:1.物体内能的改变可以通过做功和热传递来实现.做功是其他形式的能跟物体内能相互转化的过程;而热传递只是内能的转移,没有能量形式的转化.2.物体内能的改变遵循能量守恒定律.具体形式由热力学第一定律表示为△E=W+Q.其中△E表示内能的改变量,W表示做的功,Q表示传递的热量.热力学第一定律把内能的变化和改变它的两种物理过程定量化,为我们分析问题和解决问题提供了定量关系.小结:到此,我们已将有关热学研究的两个理论基础的要点复习完了.下面就其应用中应注意的问题提出几点加以讨论.(一)关于应用阿伏伽德罗常数进行估算的问题.[例1]已知阿伏伽德罗常数,物质的摩尔质量和摩尔体积,可以计算下列哪组数值?A.固态物质分子的大小和质量B.液态物质分子的大小和质量C.气态物质分子的大小和质量D.气态物质分子的质量回答:1.根据阿伏伽德罗常数的概念可知:无论物质处于何种状态,分子的质量m0均等于物质的摩尔质量M除以阿伏伽德罗常数NA,即m0=M/NA.2.由于物质的三种状态中,固态和液态均可视为分子紧密排列,但气态分子间距远大于分子本身的体积.所以,只有固态和液态分子的大小V0,可由其摩尔体积VM除以NA得出,即V0=VM/NA.故应选A、B、D.小结:应注意物质三态分子排列的不同特点.[例2]试估算标准状况下,水蒸气分子的平均间距.(保留1位有效数字)回答:1.标准状况下1mol的理想气体体积均为22.4L,据此可得出一个水蒸气分子占有的空间V0为V0=VM/NA.2.取气体分子模型为小立方体,则分子间距就等于立方体的边长l0,=3×10-9(m)小结:估算中需要利用已知的恒量,这是不言而喻的.同时,采用适当的模型是重要的.一般计算分子占有空间大小的问题中,以取立方体为宜,特别是固体.但无论取球或立方体模型,计算结果的数量级相同.此题若取球模型,在保留1位有效数字时,结果的数量级是相同的,只是有效数字为4.[例3]如果取两个分子相距无穷远时的分子势能为零,下面说法中正确的有A.当两分子间距在r0和10r0之间时,分子势能一定为负值B.当两分子间距为r0时,分子势能一定为零C.当两分子间距为r0时,分子势能最小且为负值D.当两分子间距小于r0时,分子势能可能为正值回答:若取两分子相距无穷远时分子势能为零,则当两分子间距在r0到10r0之间时,分子力表现为引力,分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功).而当分子间距小于r0时,分子力表现为斥力,分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功).由此可知:选项A、C正确.在分子间距小于r0到一定值以后,将会出现分子势能为正值的情况,因此,选项D也成立.故应选A、C、D.小结:各位置分子势能的大小关系是绝对的.但是,是正值还是负值却跟零势能点的规定有关.[例4]如图2-3-1所示的容器中,A、B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下方是水,上方为空气,大气压恒定.A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热.原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡.在这个过程中,下面哪个说法正确?A.大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加回答:1.确定研究对象.本题中是连通器中的水(系统).2.分析系统与外界环境的关系.由于涉及系统内能是否变化,所以应从热传递和做功两个方面进行.(1)由题中给出的条件可知:整个装置与外界绝热,所以不发生热传递.(2)同时,连通器中的水应受到连通器壁和器底的弹力,大气通过活塞施加的大气压力,以及由于整个系统在地面而受到的重力.逐一判断各力的做功情况可知:连通器对水的作用力,因无宏观位移或位移与力的方向垂直而对水不做功.再看大气压力的功.打开阀门K后,根据连通器原理,最后A、B两管中的水面相平.设A管的横截面积为S1,水面下降的高度为h1,B管的横截面积为S2,水面上升的高度为h2.如图2-3-2所示.由于水的总体积保持不变,故有S1h1=S2h2.A管中的水受向下的大气压力下降,大气压力做正功为W1=p0S1h1.B管中的水受到向下的压力,但水面上升,大气压力做负功为W2=-p0S2h2.则大气压力对水所做的总功W=W1+W2=0.即大气压力对水不做功.至于重力对水所做的功,如图2-3-2可以看到:水从A管流到B管,最后水面相平,最终的效果是A管中高度为h1的水柱移到B管中成为高度为h2的水柱,其重心的高度下降,因此,在这个过程中水所受重力对水做正功.3.据热力学第一定律:△E=W+Q可知:水所受各力的合功为正功,传递的热量为零,所以,水的内能应增加.故应选D.小结:对于有关系统内能变化的问题,应根据热力学第一定律,仔细分析系统所受外力做功和热传递的情况,综合运用各方面的知识,有步骤地求解.同步练习一、选择题1.关于下述物理现象及其说明,正确的有[ ]A.气体在一定程度内很容易被压缩,说明气体分子间没有斥力B.给自行车胎打气时要用力,说明气体分子间存在着斥力C.悬浮在空气中的灰尘,在阳光照射下不停地运动,也就是布朗运动D.用打气筒打气,筒壁发热,说明外界对打气筒内的空气做功,使其内能增加2.如图2-3-3所示,是每隔30s观察到的一个固体微粒的布朗运动位置的连线.若从A点开始计时,这个微粒在第45s末的位置[ ]A.一定在BC的连线上B.一定不在BC的连线上C.可能在BC连线的中点上D.不可能在BC连线的中点上3.两个分子相距为r1时,分子间相互作用力表现为引力;这两分子相距为r2时,分子间相互作用力表现为斥力.则[ ]A.两分子间相距为r1时,相互作用的引力大于相距为r2时的斥力B.两分子间相距为r2时,相互作用的斥力大于相距为r1时的引力C.两分子间相距为r1时,相互作用的引力与相距为r2时的斥力无法比较D.两分子间相距为r1时,相互作用的斥力的大小,是间距分别为r1、r2时分子间的引力和斥力中最小的4.下列说法中正确的有 [ ] A.温度升高,物体中每个分子的动能都增大B.latm100℃的水变成100℃的水蒸气时,要吸收汽化热.在这个过程中,汽化热全部转化为水蒸气的分子势能C.一个物体可能存在机械能等于零,但内能不等于零的状况D.气体可能出现温度降低,同时吸热的现象二、非选择题5.甲、乙两个相同的、特制的导体球,当温度稍稍升高时,球的体积会明显变大.现将甲、乙两球用不导热的细线拴着,分别浸没在水和水银的同一深度处.若开始时水和水银以及浸没在其中的球温度相同,现缓慢加热液体,使它们同时升高到相同的温度.则在加热过程中,两球吸收的热量满足的关系是Q甲____Q乙.(填:>或<或=)6.直立的绝热的直圆桶容器,中间用隔板分成容积相同的两部分.上部充有密度较小的气体,下部充有密度较大的气体.两部分气体的初温相同,且不发生化学反应.设法抽去隔板,经过足够长的时间后,则气体的温度将____.(填:升高或降低、或不变)7.液态二氧化硫的密度是1.4×103kg/m3.标准状况下气态的二氧化硫的密度是2.9kg/m3.试估算气态二氧化硫的分子间距约为其分子直径的几倍?参考答案1.D 2.C 3.B D 4.C D 5.< 6.降低 7.7.8倍。