高二物理 7.2 分子的热运动 学案 新人教版选修3-3

分子热运动教学目标：1．理解布朗运动；2．知道热运动的概念；3．知道布朗运动产生的原因，布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；4．在教学中渗透科学的研究方法；培养学生概括、分析能力和推理判断能力；5．使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

重点、难点：1．布朗运动的产生原因；2．布朗运动反映了什么?3．理解图6-4的意义。

4．布朗运动实验；教学策略和教学方法：激发学生学习物理的兴趣，通过清楚的、有说服力的演示实验，学生观察实验，在教师的引导下阅读课文，培养学生的自学能力；在教学中采用启发法、讨论法、演示法、归纳法等教法。

教学媒体：1．放大倍数为600倍的显微镜、载玻片、盖玻片；2．实物投影仪1部；投影机1部；电脑（586）1部；3．广告颜料、开水、酒精、台灯1个。

教学过程：一、课前复习，引入新课前面我们学习了分子动理论的第一个内容：物质是由大量分子组成的，知道分子大小的数量级为：10-10米，还学习了一种粗略测定分子大小的方法?──油膜法；这节课我们来学习分子动理论的第二个内容：第六章第二节：分子的热运动（电脑动画配合）。

那么分子动理论的第二个内容又是怎样的呢？1．物质分子作永不停息的无规则的运动。

（电脑动画字幕配合）分子的永不停息的运动是建立在实验事实的基础上的，在初中，我们已经知道，扩散现象说明各种物质的分子都在不停地运动着，下面，我们来学习一个更明显地证明分子无规则运动的事例?──布朗运动。

2．经典物理实验之一：布朗运动（电脑动画字幕配合）（1）介绍实验装置。

（结合屏幕电脑投影图及实验装置）（2）指出什么叫布朗运动，讲解“物质微粒”又称布朗粒子，它是一个“分子团”，而不是一个分子，布朗运动是物质微粒的运动，而不是分子的无规则运动，“分子的无规则运动”用肉眼或光学显微镜是无法看见的。

（3）观察布朗运动实验（采用放大倍数为600倍的显微镜，然后再用实物投影仪接驳在投影机，放大投放在屏幕上，同时，让学生带着问题去观察实验。

高中物理人教版选修3-3教案《内能》内能目标导航(1)知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志。

(2)知道什么是分子的势能；知道改变分子间的距离，分子势能就发生变化；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。

诱思导学１．分子动能（１）分子平均动能做热运动的分子，都具有动能，这就是分子动能。

由于分子运动的无规则性，若想研究单个分子的动能是非常困难、也是没有必要的。

热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，所以，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，即分子平均动能。

（２）温度是物体分子热运动平均动能的标志。

说明：①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的。

分子平均动能的大小由温度高低决定：温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小；温度不变，分子的平均动能不变。

温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，可能有个别的分子动能反而减小。

②分子的平均动能大小只由温度决定，与物质的种类无关。

也就是说，只要处于同一温度下，任何物质分子做热运动的平均动能都相同。

由于不同物质分子的质量不尽相同，因此，在同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。

２．分子势能（１）分子势能由于分子间存在着相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能。

这就是分子势能。

分子势能的大小有分子间的相互位置决定。

分子势能的变化非常类似于长度变化的弹簧中的弹性势能的变化。

（２）影响份子势能大小的身分份子势能的大小与份子间的距离有关，即与物体的体积有关。

份子势能的变化与份子间的距离发生变化时份子力做正功还是负功有关。

具体情况如下：①当份子间的距离r r时（此时类似于被拉伸的弹簧），份子间的作用力表现为引力，份子间的距离增大时，份子力做负功，因而份子势能随份子间距离的增大而增大。

2分子的热运动记一记分子的热运动知识体系一个比较——比较布朗运动和扩散现象三点认识——布朗运动的运动本质，影响因素、产生原因三个概念——扩散现象、布朗运动、热运动辨一辨1.将沙子倒入石块中，沙子要进入石块的空隙属于扩散现象．(×)2．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸属于扩散现象．(√)3．悬浮微粒的布朗运动说明了微粒内部分子做无规则热运动．(×)4．看到射进教室的一缕阳光中的灰尘在上下飞舞的运动是布朗运动．(×)5．温度升高，物体分子的热运动变剧烈．(√)6．热运动是物体受热后所做的运动．(×)想一想1.在显微镜下追踪一个小炭粒的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，把位置按时间连接起来，如图所示，这说明小炭粒轨迹是折线正确吗？提示：不正确，在每段时间内炭粒做的是无规则运动，不是直线运动．2．请问布朗运动、扩散现象也是热运动吗？提示：不是，分子永不停息的无规律运动叫热运动，布朗运动反映了分子热运动，分子的热运动是扩散现象形成的原因．3．单个分子永不停息地无规则运动叫热运动，正确吗？提示：不正确，热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义．思考感悟：练一练1.下列关于扩散现象的说法正确的是()A．扩散现象只能发生在气体与气体间B．扩散现象只能发生在液体与液体间C．扩散现象只能发生在固体与固体间D．任何物态的物体间都可发生相互扩散现象解析：不同物态的物体之间，由于分子的运动，总会存在着扩散现象，只是有着快慢差别(受温度、物质形态等因素影响)．如墙角放一堆煤，墙及墙体内都会变黑，所以扩散现象不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间，同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间．答案：D2．扩散现象说明了()A．气体没有固定的形状和体积B．分子间相互排斥C．分子在运动D．不同分子间可相互转换解析：扩散现象是两种物体的分子彼此进入对方的现象是分子热运动的有力证明，所以只有C项正确．答案：C3．[2019·嘉峪关高二检测](多选)关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由液体各部分温度不同而引起的D．布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性解析：布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动，A 项错误；布朗运动是液体分子或气体分子对悬浮在液体或气体中微粒碰撞作用的不平衡引起的，温度越高分子对微粒碰撞的作用越强，不平衡性也就越明显，微粒的布朗运动也就越剧烈，故布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性，B、D两项正确，C项错误．答案：BD4．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是()A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；微粒没有固定的运动轨迹，故B 项错误；对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C项错误，D项正确．答案：D要点一对扩散现象的理解1.下列四种现象中属于扩散现象的是()①海绵状塑料可以吸水②揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内③放一匙食糖于一杯开水中，水会变甜④把盛开的腊梅放入室内，会满室生香A．①②B．③④C．①④D．②③解析：海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散；小苏打揉进面团，是机械外力作用的结果；食糖溶于开水中、腊梅香气释放是扩散现象．故B项正确．答案：B2．(多选)如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)，下列说法正确的是()A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会出现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致解析：抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体相互接触，发生扩散现象，过一段时间，空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D两项正确，B、C两项错误．答案：AD3．(多选)同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里．则下列说法正确的是() A．如果让腌制汤温度升高，盐分子进入鸭肉的速度就会加快B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉解析：盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散，温度越高扩散得越快，A项正确；盐分子进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，B项错误；盐分子永不停息地做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，C项正确；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，D项错误．答案：AC要点二对布朗运动的理解4.(多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动C．温度越低时，布朗运动就越明显D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显解析：布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒，受到液体分子或气体分子的撞击作用形成的，温度越高，颗粒越小，布朗运动越明显，综上所述B、D两项正确．答案：BD5．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动，这些微粒的运动是()A．布朗运动B．曲线运动C．自由落体运动D．无法确定解析：能用肉眼直接看得到的微粒是很大的颗粒，在同一时刻它们受到来自各个方向的空气分子撞击的合力几乎为零，微小的作用不能使这么大的颗粒做布朗运动，A项错误；微粒的运动是空气对流和重力作用下的结果，微粒做曲线运动，B项正确，C、D两项错误．答案：B6．(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是()A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动C．越小的炭粒，运动越明显D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上是由许许多多的静止不动的水分子组成的解析：在光学显微镜下，只能看到悬浮的小炭粒，看不到水分子，故A项错误；在显微镜下看到小炭粒不停地做无规则运动，这就是布朗运动，且看到的炭粒越小，运动越明显，故B、C两项正确，D项是错误的．答案：BC要点三热运动7.物体内分子运动的快慢与温度有关，在0°C时冰块内的水分子的运动状态是()A．仍然是运动的B．处于静止状态C．处于相对静止状态D．大部分分子处于静止状态解析：分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A对，B、C、D错．答案：A8．下列关于热运动的说法，正确的是()A．热运动是物体受热后所做的运动B．温度高的分子的无规则运动C．单个分子永不停息地做无规则运动D．大量分子永不停息地做无规则运动解析：物体内部分子做无规则运动的剧烈程度与温度的高低直接相关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，因此，物理学中把分子永不停息的无规则运动叫做热运动，其中的分子指大量分子，而不是单个分子，故D项正确．答案：D9．(多选)下列事例中，属于分子不停地做无规则运动的是()A．秋风吹拂，树叶纷纷落下B．在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味C．烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡D．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时却尝到了胡椒的味道解析：树叶、黑烟(颗粒)都是由若干分子组成的固体微粒，它们的运动都不是分子运动，A、C两项错误，B、D两项正确．答案：BD基础达标1.布朗运动是说明分子热运动的重要实验事实，布朗运动是指()A．液体分子的运动B．悬浮在液体中的固体分子的运动C．液体分子与固体分子的共同运动D．悬浮在液体中的固体微粒的运动解析：布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，但能反映液体分子的无规则运动，A、B、C三项错误，D 项正确．答案：D2．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将()A．立即嗅到香昧，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需要的时间极短B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，穿过房间需要一段时间C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽大，但必须有足够多的香水分子，才能引起嗅觉解析：属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B 项对．答案：B3．在长期放着煤的墙角处，地面和墙角有相当厚的一层染上黑色，这说明()A．分子是在不停地运动B．煤是由大量分子组成的C．分子间没有空隙D．分子运动有时会停止解析：煤分子不停地运动，进入地面和墙角，正确选项为A.答案：A4．A、B两杯水中均有微粒在做布朗运动，经显微镜观察后，发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动激烈，则下列判断中正确的是()A．A杯中的水温高于B杯中的水温B．A杯中的水温等于B杯中的水温C．A杯中的水温低于B杯中的水温D．条件不足，无法判断两杯水温的高低解析：布朗运动的激烈程度跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有关，因此根据布朗运动的激烈程度不能判断哪杯水的温度高，故D项对．答案：D5．(多选)关于布朗运动，下列说法不正确的是()A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B．布朗运动是微粒内分子做无规则运动的反映C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有浮在空气中的微尘不停地运动，这不是布朗运动D．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析：布朗运动是固体小颗粒的运动，不是微观粒子的运动，牛顿运动定律仍然适用，A项错误；布朗运动反映了小颗粒周围液体(或气体)分子的无规则运动，并不反映小颗粒内分子的运动，B项错误；浮在空气中的微尘不停地运动是微尘周围的气体对流的结果，不是布朗运动，C项正确；热运动是大量分子的无规则运动，布朗运动不是热运动，D项错误．答案：ABD6．关于分子的热运动，以下叙述正确的是()A．布朗运动就是分子的热运动B．同种物质的分子的热运动激烈程度相同C．气体分子的热运动不一定比液体分子激烈D．物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒做的无规则运动，由于小颗粒是由大量分子构成的，所以布朗运动不是分子的运动，故A项错误．同种物质的分子若温度不同，其热运动的剧烈程度也不同，故B项错误．温度是分子热运动激烈程度的反映，温度越高，分子热运动越激烈，与物体运动的速度无关，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈，故C项正确，D项错误．答案：C7．(多选)观察不到悬浮在液体中的微粒做布朗运动，是由于()A．液体分子不一定与微粒相撞B．各个方向的液体分子对微粒的撞击力相互平衡C．微粒的质量大，运动状态不易改变D．微粒分子本身的热运动缓慢解析：悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，可以认为撞击作用力互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到．悬浮微粒质量越大，在相同力的作用下，速度越不容易改变，布朗运动越不明显，B、C两项正确．答案：BC8．关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止B．微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部的分子不停地做无规则运动C．布朗运动的无规则性，说明了液体分子的运动也是无规则的D．布朗运动的无规则性，是由于外界条件不断变化引起的解析：布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的运动，它不是指分子的运动，布朗运动的无规则性是液体或气体分子对微粒的撞击引起的，不是微粒内部的分子无规则运动引起的．布朗运动间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性．布朗运动的无规则性，是由液体(或气体)分子的无规则运动决定的，并不是由外界条件变化引起的，因此只有C项正确．答案：C9．在显微镜下观察稀释了的碳素墨水，将会看到()A．水分子的运动情况B．碳分子的运动情况C．水分子对炭粒的作用D．炭粒的无规则运动解析：布朗运动不是做布朗运动的固体分子的热运动，也不是悬浮固体颗粒的液体分子的热运动，但布朗运动间接地反映了液体分子的热运动．在显微镜下观察到的布朗运动是大量分子的集合体——炭粒的无规则运动，而不是水分子和碳分子的运动．答案：D10．(多选)墨滴入水，扩散开来，慢慢混匀．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动C．使用炭粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的解析：混合均匀根本原因是分子的无规则热运动，而不是受重力的影响，A项错误；水分子永不停息的热运动，水中的小炭粒是布朗运动，它们都是无规则的运动，B项正确；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒的大小和温度有关，使用炭粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，C项正确；扩散现象中没有新的物质生成，不是化学反应，D项错误．答案：BC11．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析：温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，A项正确；扩散现象是不同物质相互进入到间隙中，不是化学反应，B 项错；扩散现象说明分子是无规则运动的，C项正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D项正确；液体中的扩散现象与对流没有关系，E项错．答案：ACD12．(多选)下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是()A．三种现象在月球表面都能进行B．三种现象在宇宙飞船里都能进行C．布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行，而对流则不能进行D．布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行，而对流则不能进行解析：布朗运动和扩散现象都是分子无规则热运动的结果，而对流需要在重力作用的条件下才能进行．由于布朗运动、扩散现象是由分子热运动而形成的，所以二者在月球表面、宇宙飞船里均能进行，由于月球表面仍有重力存在，宇宙飞船里的微粒处于完全失重状态，故对流可在月球表面进行而不能在宇宙飞船内进行，故选A、D两项．答案：AD能力达标13．[2019·山西模拟](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等这些点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是() A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高解析：该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，任意两点之间的运动也是无规则的，A项错误；粉笔末受到水分子的碰撞，做无规则运动，所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于热运动的无规则性，所以经过B点后10 s，不能确定粉笔末在哪个位置，C项错误；任意两点之间的时间间隔是相等的，所以位移间隔越大，平均速度就越大，故粉笔末由B 到C的平均速度小于由C到D的平均速度，D项正确；由于运动的无规则性，所以我们无法仅从图上就确定哪一张图的温度高，E 项正确．答案：BDE14．[2019·西安中学模拟]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是() A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大解析：PM10表示直径小于或等于1.0×10－5 m的悬浮颗粒物，选项A错误；PM10的运动是由于气体分子频繁撞击的不平衡造成的，由于气体分子撞击的无规律性，导致颗粒运动无规律，撞击的合力与重力的大小无关系，可能大于重力也可能小于重力，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，选项C正确；题中没有说明PM2.5的浓度变化情况，选项D错误．答案：C。

第七章1、物质是由大量分子组成的三维教学目标1、知识与技能（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）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

2、过程与方法：通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。

形成正确的唯物主义价值观。

3、情感、态度与价值观教学重难点（1）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；（2）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。

教学教具（1）教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样；（2）演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板四、主要教学过程（一）热学内容简介1．热现象：与温度有关的物理现象。

如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。

2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。

3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。

（二）新课教学过程1．分子的大小。

分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

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：已知一滴油的体积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：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10-10m。

（2）利用离子显微镜测定分子的直径。

看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。

经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。

分子的热运动★新课标要求（一）知识与技能1、知道并记住什么是布朗运动，知道影响布朗运动激烈程度的因素，知道布朗运动产生的原因。

2、知道布朗运动是分子无规则运动的反映。

3、知道什么是分子的热运动，知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

（二）过程与方法通过对布朗运动的观察，发现其特征，分析概括出布朗运动的原因；培养学生概括、分析能力和推理判断能力。

（三）情感、态度与价值观从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析，使学生初步了解用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

★教学重点扩散现象和布朗运动。

★教学难点布朗运动的产生原因。

★教学方法实验法、讲授法★教学用具：投影仪、投影片、布朗运动模拟课件，广口瓶两个，一个装有红棕色二氧化氮气体，玻璃板一块、墨汁、水、显微镜★教学过程（－）引入新课据分子动理论，构成物体的分子不停息地做无规则运动，这个结论也是在实验事实的基础上得到的。

本节课我们就用实验事实说明分子的无规则运动。

（二）进行新课1．扩散现象［实验］把一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。

［学生猜想可能出现的现象］猜想一：二氧化氮和空气均无变化猜想二：二氧化氮颜色变淡，空气颜色变红。

［演示］抽去玻璃板，过一段时间发现：红棕色的二氧化氮气体运动到上面的瓶中去了，使上面的瓶中的气体变成了淡红棕色，上面的无色气体运动到下面去了，使下面红棕色的气体颜色变淡，可以发现最后两种气体混合在一起，上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。

［分析］假如气体分子是静止的，则二氧化氮和空气的扩散实验中，把装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上后，由于二氧化氮的密度比空气大，二氧化氮气体将不会运动到上面瓶中去，上面瓶中的空气也不会运动到下面瓶中，应该观察到上面瓶中始终是无色的，下面瓶中的红棕色始终不会变淡。

然而实验结果却恰相反，我们发现过一段时间后，两种气体混合在一起，这就证明了气体分子不是静止的，而是运动的，正是由于气体分子运动的无规则性.使两瓶中气体分子都重新分布混合在一起，并变得均匀而无差异了。

高中物理《7.2分子的热运动》教学设计新人教版选修3-3设计思路1.本节课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，所以本节课主要采用实验演示扩散现象，学生借助显微镜动手观察布朗运动，用电子目镜展示显微镜中的景象，以计算机模拟的方法为辅组织教学。

2．为加深学生对扩散这个常见现象的探究兴趣，设计了学生熟悉的香水扩散、二氧化氮气体和空气的扩散、红墨水在水中扩散以及比较红墨水在冷、热水中扩散快慢的演示实验。

同时为实现物理源于生活，服务于生活，了解和分子热运动有关的现代科技，让学生列举扩散现象在生活中的有关实例，进一步体会分子的运动。

3．本节需要考察的知识与技能内容比较抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生分析、讨论为主，在教师引导的基础上，以“提出问题──实验探究──分析归纳──得出结论”为主线的思维过程进行教学，培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。

4．本节课为了使学生在学习过程中，对于布朗运动及扩散现象有更具体、清晰的了解，在相关部分设计了一些视频展示，帮助学生理解。

教学目标1．知识与技能：（1）观察扩散现象，理解推断扩散现象是由于分子运动造成的；（2）观察布朗运动，能够叙述布朗运动的特点；（3）能够用分子运动理论解释布朗运动成因，推测宏观表现的微观成因，体会大量分子不断撞击微粒的情景，能够解释布朗运动；能够区分布朗运动与分子运动；（4）认识到科学观察要细致，推断要有充分依据。

体会分子运动的“无规则性”。

2．过程与方法：（1）学生自主学习、合作探究和实例分析，教师适当点拨、引导，使学生能真正理解该节内容；（2）培养学生的分析综合能力，理解推理能力，实验能力。

3．情感、态度与价值观：（1）在体会宏观物质的性质由微观结构决定的同时认识客观事物之间的普遍联系；（2）体验自主学习过程，养成仔细观察、勤于思考和合作交流的能力和学习习惯；（3）注重学生人文精神的培养。

分子的热运动---教案一、三维目标1.知识与技能：（1）了解扩散现象是由于分子的热运动产生。

（2）知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。

通过实验，培养学生概括、分析能力和逻辑推理能力。

（3）知道什么是分子的热运动及决定分子热运动激烈程度的因素。

2.过程与方法：采用实验演示与观察法、小组合作学习与探究法、分析推理归纳法。

3.情感态度与价值观：通过对实验的探究，培养学生注重理论联系实际、勤于观察永于探究、善于思考的良好学习习惯。

激发对自然科学的兴趣。

二、重难点重点：布朗运动及产生的原因。

难点：布朗运动与分子运动的关系。

课前准备：花露水、二氧化氮气体、两个烧杯、开水和冷水、黑墨水、滴管等。

三、教学流程（－）引入新课趣味小实验引入新课。

教师用黑色的塑料袋包着花露水，走在学生中间。

让学生猜这是什么味道。

学生猜出是花露水水后表扬，然后问为什么能够闻到？（二）新课教学过程观察演示实验【演示1】将空的集气瓶倒扣在盖有毛玻片的充满红棕色二氧化氮气体的集气瓶上，抽去中间的毛玻片，将会发生什么现象？说明了什么？实验现象：棕色气体自发地向空气瓶扩散。

实验结论：直接证明分子做无规则运动说明分子间有间隙【演示2】将一滴黑墨水分别滴入一杯开水和冷水中，会有什么现象？又说明了什么？实验现象：黑色自发地向各方向蔓延，但是热水那杯更快些。

实验结论：液体分子做无规则运动物体温度越高，现象越明显。

【演示3】同样的现象在固体与固体之间、固体与液体等之间能否发生呢？举例说明？归纳总结，提出扩散概念。

一、扩散现象1．概念：不同物质彼此进入对方的现象。

思考：扩散现象让我们知道，不同物质能够彼此进入对方，这说明组成物质的分子分子间没有间隙，能进入吗？2.引起扩散的原因：是物质分子永不停息地做无规则运动的原因。

3.扩散快慢的影响因素：温度练习：在长期放着煤的墙角处，地面和墙角相当厚的一层染上黑色，这说明（）A、分子是在不停的运动着B、煤是由大量分子组成的C、分子之间是有间隙的D、物体之间有相互作用力观看布朗运动实验视频二、布朗运动追踪一个微粒，每隔30秒记录一次，最后把记录的点连成线，观察。

第2节分子的热运动1.不同物质能够彼此进入对方的现象叫扩散现象。

2．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒不停息的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，但并非液体分子的运动。

3．悬浮微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显。

4．分子永不停息的无规则运动叫热运动，温度越高，热运动越激烈。

一、扩散现象1．定义不同物质能够彼此进入对方的现象。

2．产生原因物质分子的无规则运动。

3．意义反映分子在做永不停息的无规则运动。

4．应用生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散在纯净半导体材料中掺入其他元素。

二、布朗运动1．概念悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。

2．产生原因大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性。

3．影响因素微粒越小、温度越高，布朗运动越激烈。

4．意义间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。

三、分子的热运动1．定义分子永不停息的无规则运动。

2．宏观表现布朗运动和扩散现象。

3．特点(1)永不停息；(2)运动无规则；(3)温度越高，分子的热运动越激烈。

1．自主思考——判一判(1)扩散现象只能在气体中发生。

(×)(2)布朗运动就是液体分子的无规则运动。

(×)(3)悬浮微粒越大，布朗运动越明显。

(×)(4)布朗运动的剧烈程度与温度有关。

(√)(5)物体运动的速度越大，其内部分子热运动越激烈。

(×)(6)扩散现象和布朗运动都是分子的运动。

(×)2．合作探究——议一议(1)一碗小米倒入一碗大米中，小米进入大米的间隙之中是否属于扩散现象？提示：扩散现象是指由于分子的无规则运动，不同物质(分子)彼此进入对方的现象。

显然，上述现象不是分子运动的结果，而是两种物质的混合，所以不属于扩散现象。

(2)冬天里，一缕阳光射入教室内，我们看到的尘埃上下舞动是布朗运动吗？提示：不是。

布朗运动是用肉眼无法直接看到的。

(3)布朗运动的观察记录图是颗粒的运动轨迹吗？提示：该记录图是每隔某一相等时间记录的颗粒所在位置的连线，并不是颗粒运动的实际轨迹。

[基础练]一、选择题1．[多选]下列词语或陈述中，与分子热运动有关的是()A．酒香不怕巷子深B．天光云影共徘徊C．花香扑鼻D．隔墙花影动，疑是玉人来解析：选AC“酒香不怕巷子深”，酒精分子能发生扩散现象，说明酒精分子在做无规则的热运动，选项A正确；“天光云影共徘徊”是光的反射和折射现象，与分子热运动无关，选项B错误；“花香扑鼻”是一种扩散现象，说明分子在做无规则的热运动，选项C正确；“隔墙花影动，疑是玉人来”，是由于光沿直线传播产生的现象，与分子热运动无关，选项D错误。

2．在长期放着煤的墙角处，地面和墙角有相当厚的一层染上黑色，这说明()A．分子是在不停地运动B．煤是由大量分子组成的C．分子间没有空隙D．分子运动有时会停止解析：选A煤分子不停地运动，进入地面和墙角，A正确。

3．下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是()A．布朗运动和扩散现象都是在气体、液体、固体中发生的B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D．扩散现象是外界作用(如对流、重力)引起的解析：选C布朗运动只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生，故A错误；布朗运动是固体颗粒的运动，故B错误；布朗运动和扩散现象都与温度有关，温度越高越明显，故C正确；扩散现象是分子运动的结果，故D错误。

4．[多选]关于布朗运动的激烈程度，下列说法中正确的是()A．固体微粒越大，瞬间与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著B．固体微粒越小，瞬间与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著C．液体的温度越高，单位时间内与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著D．液体的温度越高，单位时间内与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著解析：选BC固体微粒越小，表面积越小，同一时刻撞击固体微粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，合力越大，布朗运动越激烈，故A错误，B正确；液体的温度越高，液体分子运动越激烈，单位时间内与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动是由于液体分子的撞击形成的，布朗运动就越显著，故C正确，D错误。

第5节 内能1．知道什么是分子动能，知道温度是分子热运动平均动能的标志。

2．知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离和物体体积的关系。

3．知道什么是内能，知道决定物体内能大小的因素。

一、分子动能 1．定义：分子由于□01永不停息地做无规则运动而具有的能。

2．分子热运动的平均动能：所有□02分子的热运动的动能的□03平均值。

3．温度的微观意义：温度是□04分子热运动的平均动能的标志。

二、分子势能1．定义：分子间由于存在□01分子力，因此分子组成的系统具有由分子间的□02相互位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。

2．分子势能的决定因素(1)微观上：分子势能与分子之间的□03距离有关。

(2)宏观上：分子势能的大小与物体的□04体积有关。

三、内能1．定义：物体中所有分子的热运动□01动能与□02分子势能的总和。

2．决定因素(1)分子热运动的平均动能由□03温度决定。

(2)分子的势能与物体的□04体积有关。

(3)物体的内能由□05物质的量、□06温度、□07体积共同决定。

判一判(1)温度高的物体，分子的平均动能一定大。

( )(2)分子势能可以为正值、负值、零值。

( )(3)物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大。

( )提示：(1)√(2)√(3)×课堂任务对分子动能的理解1．单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。

2．分子热运动的平均动能(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，有意义的是物体内所有分子热运动的平均动能。

(2)温度是分子热运动的平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子热运动的平均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子热运动的平均速率不一定相同。

物体温度升高，分子热运动加剧。

分子热运动的平均动能增大，但并不是每一个分子的动能都变大。

第二节分子的热运动教学目的：1、知道扩散现象；2、知道布朗运动及其产生的原因；3、学习用统计学的观点分析问题，学习对宏观现象做微观解析；4、知道分子的热运动；重点：布朗运动的产生原因难点：宏观现象做微观解析教学过程：一、扩散现象：1、概念：扩散现象是指当两种物质相互接触时，物质分子可以彼此进入对方的现象；例：香水的香味可以传到很远；在墙角的煤可以深入到泥土中去。

注意：物体处于固态、液态和气态都能发生扩散现象，只是气态的扩散最显著。

扩散现象的显著程度与温度有关，温度越高，扩散越显著，表明分子运动越剧烈；一、布朗运动1、布朗运动的实验：1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒做无规则运动；2、定义：悬浮在液体中的固体微粒不停地做无规则运动，称为布朗运动；3、布朗运动产生的原因：大量液体分子对小颗粒的撞击的不平衡导致。

4、影响布朗运动的因素：5、注意：（1）、布朗运动是悬浮固体微粒的运动，不是液体分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动（2）观察书本图。

注意它是每隔30s小碳粒位置的连线，而不是小颗粒实际的运动轨迹。

（3）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动；6、布朗运动的意义：（1）布朗运动永不停息，说明分子的运动永不停息；（2）布朗运动的无规则，说明分子的运动是无规则的（3）温度越高布朗运动越剧烈，说明分子的无规则运动的剧烈程度也与温度有关；三、分子的热运动1、分子永不信息的无规则运动叫做热运动。

（标准状况下，一个空气分子在1秒内与其他空气分子的碰撞达到65亿次之多）2、分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越激烈。

3、实验基础：布朗运动和扩散运动。

练习巩固：1、用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动,观察到的是( ).A、液体中悬浮的微粒的有规则运动B、液体中悬浮的微粒的无规则运动C、液体中分子的有规则运动D、液体中分子的无规则运动2、关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A、布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动B 、液体的温度越高，布朗运动越显著C 、体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越明显D 、与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越明显3、在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停的运动，这些微粒的运动（）A、是布朗运动B、不是布朗运动；C、是自由落体运动D、是由气流和重力引起的4、下面哪些现象能说明分子是不断运动着的？（）A、将香水瓶盖打开后能闻到香味B、汽车开过，公路上尘土飞扬C、洒在的上的水，过一段时间就干了；D、悬浮在水中的花粉做无规则的运动。

高中物理 7.2分子的热运动教案新人教版选修33一、教材分析《分子的热运动》是人教版高中物理选修3–3《热学》第七章《分子动理论》的第二节的教学内容，分子动理论是物质的微观结构学说，是宏观与微观本质间联系的纽带，是热学的基础。

“分子的热运动”是构成分子动理论的重要组成部分。

因此，本节课在本章中起着十分重要的作用，同时它也是高中阶段物理教学中非重点知识中的重点。

布朗运动是分子热运动的实验基础，对分子热运动的认识，是建立在对布朗运动正确理解的基础上的，因此，知道布朗运动产生的原因，知道布朗运动的无规则性反映了液体分子的无规则性，是学好本节课的基础。

二、教学目标1．知识目标：（1）知道什么是布朗运动，观察其特点，分析其产生原因。

（2）学习用统计的观点分析问题，知道布朗运动是分子无规则运动的反映，对宏观现象作微观解释。

（3）知道大量分子无规则运动的激烈程度与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越激烈。

2．能力目标：通过演示实验，说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，使学生知道，物体温度越高，分子热运动越剧烈，培养学生通过物理现象归纳规律的能力。

3．情感、态度和价值观目标：（1）激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索微观世界和日常生活中的物理学原理。

（2）用实验和多媒体教学素材激发学生对大千世界的兴趣。

使学生了解，可以通过直接感知的现象，认识无法直接感知的事实。

（3）培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。

三、教学重点、难点重点：分子热运动。

难点：从宏观出发通过直接感知的现象，推测无法感知的事实；用分子热运动观点解释有关现象。

四、学情分析学生已有了日常生活中的常识，在初中已学过扩散现象等，对分子运动有初步认识，又具备了高一力学的基础知识、物理学研究问题的一些方法及分析推理问题的能力。

在此基础上，再结合学生的心理特点及物理学科的特点，使学生通过扩散现象、感兴趣的布朗运动实验加深认识，引起思考，并利用已有的科学分析的方法，最终能很好地分析布朗运动产生原因，并理解布朗运动的无规则性反映了液体分子的无规则性。

1、物质是由大量分子组成的 .2、分子的热运动一．分子的大小。

分子直径的数量级是 m ⒈ 单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

⒉ 利用离子显微镜测定分子的直径。

⒊ 扫描隧道显微镜（几亿倍） 分子模型：方法一：球形 ，方法二：立方形二．阿伏伽德罗常数 1mol 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N A 表示此常数， N A =6.02×1023个／mol ，三．微观物理量的估算⒈ 分子的质量 = 摩尔质量 / 阿伏加德罗常数 ⒉ 分子的体积 = 摩尔体积 / 阿伏加德罗常数⒊ 几个常用的等式⑴ mM v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝ ⑵ 分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数四、扩散现象：扩散现象是指 ，扩散现象说明了 。

五、布朗运动：悬浮在液体中的微小颗粒不停地做无规则的运动。

⒈ 布朗运动的特点：⑴布朗运动是永不停息的。

⑵布朗运动不取决于颗粒本身。

⑶悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显。

颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。

⑷布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。

⒉ 形成布朗运动的原因：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。

悬浮在液体中的颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少。

布朗运动微粒大小在10－6m 数量级，液体分子大小在10－10m 数量级，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。

悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，以至可以认为撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。

液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。

⒊ 布朗运动的发现及原因分析的重要意义⑴布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。

7. 2、分子的热运动教学目标1．物理知识方面的要求：（1）知道并记住什么是布朗运动，知道影响布朗运动激烈程度的因素，知道布朗运动产生的原因。

（2）知道布朗运动是分子无规则运动的反映。

（3）知道什么是分子的热运动，知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

2．通过对布朗运动的观察，发现其特征，分析概括出布朗运动的原因；培养学生概括、分析能力和推理判断能力。

从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析，使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

重点、难点分析1．通过学生对布朗运动的观察，引导学生思考、分析出布朗运动不是外界影响产生的，是液体分子撞击微粒不平衡性产生的。

布朗运动是永不停息的无规则运动，反映了液体分子的永不停息的无规则运动。

这一连串结论的得出是这堂课的教学重点。

2．学生观察到的布朗运动不是分子运动，但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。

这是课堂上的难点。

这个难点要从开始分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐渐分散解疑。

主要教学过程引入新课让学生观察两个演示实验：1．把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖直方向对口相接触，看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。

2．在一烧杯的净水中，滴入一二滴红墨水后，红墨水在水中逐渐扩展开来。

上述实验是气体、液体的扩散现象（不同物质相互接触时彼此进入对方的现象），扩散现象是一种热现象。

它说明分子在做永不停息的无规则运动。

而且扩散现象的快慢直接与温度有关，温度高，扩散现象加快。

新课教学过程一．介绍布朗运动现象1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。

不只是花粉，其他的物质如藤黄、墨汁中的炭粒，这些小微粒悬浮在水中都有布朗运动存在。

让学生看教科书上图，图上画的几个布朗颗粒运动的路线，指出这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30s观察到的位置的一些连线。

实际上在这短短的30s内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。