用油膜法估测分子的大小教案(高一物理)AlMHPU

《单分子油膜法估测分子的大小》教学设计一、教学背景分析单分子油膜法是一种实验技术，通过研究溶液中溶质物质对镁或水等金属表面形成的单分子油膜的吸附情况，来间接估测分子的大小。

这种方法简单易行，且具有较高的准确性和可靠性，被广泛应用于化学、生物等领域的分子大小研究中。

在进行单分子油膜法实验时，需要学生掌握实验原理和操作技巧，了解实验的意义和目的。

因此，本教学设计旨在通过实验操作过程，帮助学生在实践中理解和掌握单分子油膜法的原理和方法，提高学生的实验操作能力和科学研究素养。

二、教学目标知识目标：1.了解单分子油膜法的原理和方法；2.掌握实验操作步骤；能力目标：1.具备实验设计和操作能力；2.能够进行实验数据处理和分析；情感态度目标：1.培养学生实验探究和团队合作的意识；2.激发学生对科学研究的兴趣和热情。

三、教学内容与教学步骤1.教学内容：单分子油膜法估测分子的大小。

2.教学步骤：第一步：实验前准备（1）将所需试剂准备齐全，包括石蜡片、正十二烷、氯仿、乙醇等；（2）清洗玻璃仪器，确保实验仪器的干净；（3）在实验室准备好实验操作台和实验材料。

第二步：实验操作（1）在一块干净的载片上涂抹一层适量的正十二烷，加热至挥发，得到单层油膜；（2）将待测试剂（溶质物质）溶解在乙醇中，将乙醇溶液均匀地滴于正十二烷油膜上；（3）将待测溶质物质吸附到油膜上，形成含有分子的油膜；第四步：实验数据处理（1）使用显微镜观察油膜的形貌，并测量吸附的分子在油膜上的直径；（2）根据分子在油膜上的直径以及正十二烷的分子结构参数，计算出待测物质分子的大小。

第三步：实验总结（1）对实验操作及结果进行总结，讨论实验中可能存在的误差和改进方法；（2）思考单分子油膜法在实际研究中的应用前景。

四、教学手段1.教学媒体：实验室设备、显微镜；2.教学方法：讲授结合实验操作；3.教学手段：PPT、视频资料、实验指导书。

五、教学评价1.自我评价：通过观察学生在实验操作中的表现，了解学生对实验原理和方法的掌握情况；2.学生评价：组织学生对实验结果进行讨论和总结，通过实验报告评价学生实验设计和数据处理能力；3.教师评价：根据学生的实验操作和学习情况，评价教学效果并提出改进建议。

用油膜法估测分子的大小教学设计一、学情分析在学习本章之前，学生已经学习了宏观的机械运动，本节课是学生第一次进入微观世界进行学习。

教学对象为高二学生，学习兴趣比较浓厚，但由于刚刚进入选修3-3热学部分的物理学习，物理思维能力不是很强，思维的活跃程度、发散程度不高，实验操作能力比较弱，又是第一次进入微观领域的学习，因此给教学带来不小的难度。

这就要求教师要精心设计提问，逐步引导学生深入思考，在小组讨论等活动中通过同伴互助尽可能地调动起学生的学习兴趣，拓展学生的思维。

二、教学策略本节课将采用问题链驱动的方法，引导学生经历探究“单分子油膜法估测分子的大小”实验的过程，并在此过程中体会各种思想、方法，最后通过联系生活实际进一步认识到这些思想、方法的广泛应用，同时深化对物理学与生活紧密联系的认识。

三、教学目标1．知识与技能（1）学习用单分子油膜法估测分子的大小，知道实验目的、器材和步骤。

（2）知道组成物质的分子有一定的大小，知道分子直径的数量级。

2．过程与方法（1）通过小组讨论，明白“单分子油膜法估测分子的大小”的实验原理、方法，在经历实验探究的基础上，认识建模思想在间接测量中的重要作用。

（2）通过实验和计算，初步学习累积放大、间接测量的实验方法，初步学习估算方法。

3．情感、态度与价值观（1）通过完成“单分子油膜法估测分子的大小”实验，进一步养成观察仔细、操作认真、乐于交流的态度，并从中领略科学家利用宏观的测量方法来探测微观世界的精妙思想。

（2）通过实验、观察、讨论等过程，感受物理学的思想、方法在生活、生产实际中的渗透和应用，激发学习物理的兴趣，增强主动探索物理规律的意识与动力。

（3）通过实验过程中失败、寻找解决方法、克服困难的过程，认识到科学的发展不是一帆风顺的，而是充满艰辛的，同时领悟到不怕困难，迎难而上。

四、重点和难点重点：（1）“单分子油膜法估测分子的大小”的实验原理和操作；（2）“单分子油膜法估测分子的大小”的实验思想方法；难点：（1）建立单分子油膜的物理模型；（2）提高“单分子油膜法估测分子的大小”学生实验的成功率。

一、教案实验用油膜法估测分子的大小人教版1. 教学目标：(1) 让学生了解油膜法估测分子大小的原理。

(2) 培养学生运用实验方法探究分子结构的能力。

(3) 提高学生对物理实验的兴趣和实验技能。

2. 教学内容：(1) 油膜法估测分子大小的实验原理。

(2) 实验步骤与方法。

(3) 实验数据处理与分析。

3. 教学重点与难点：(1) 油膜法估测分子大小的实验原理。

(2) 实验数据的处理与分析。

4. 教学方法：(1) 讲授法：讲解油膜法估测分子大小的原理。

(2) 实验法：指导学生进行油膜实验。

(3) 讨论法：引导学生分析实验数据，探讨分子大小。

5. 教学过程：(1) 导入：介绍油膜法估测分子大小的实验原理。

(2) 实验步骤：讲解并演示实验步骤，引导学生动手操作。

(3) 实验数据分析：引导学生分析实验数据，探讨分子大小。

二、实验原理与方法1. 实验原理：油膜法估测分子大小是利用油酸在水面上形成单分子油膜，通过测量油膜的面积和体积，计算分子的大小。

2. 实验方法：(1) 准备油酸、酒精、量筒、滴管、烧杯、玻璃板等实验器材。

(2) 将油酸稀释至一定浓度，用滴管滴在玻璃板上。

(3) 待油膜稳定后，用酒精擦拭玻璃板，避免油膜破损。

(4) 测量油膜的面积和体积。

(5) 计算分子大小。

三、实验步骤与注意事项1. 实验步骤：(1) 准备实验器材，将油酸稀释至一定浓度。

(2) 在玻璃板上滴一滴油酸溶液，待油膜稳定。

(3) 用酒精擦拭玻璃板，避免油膜破损。

(4) 测量油膜的面积和体积。

(5) 计算分子大小。

2. 注意事项：(1) 确保油膜稳定，避免油膜破损。

(2) 测量面积和体积时，要准确无误。

(3) 计算分子大小时，要合理运用公式。

四、实验数据处理与分析1. 实验数据处理：根据实验测得的油膜面积和体积，计算分子大小。

(1) 探讨分子大小与油酸浓度的关系。

(2) 分析实验误差，提高实验结果的准确性。

通过实验，让学生了解油膜法估测分子大小的原理和方法，培养学生运用实验方法探究分子结构的能力。

高三物理复习第11章实验用油膜法估测分子的大小学案.DOC实验用油膜法估测分子的大小实验目的1、估测油酸分子的大小、2、学习间接测量微观量的原理和方法、实验原理图1 利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成________油膜(如图1所示)，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝________计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积、这个厚度就近似等于油酸分子的______、实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔、实验步骤1、用滴管(或注射器)将油酸酒精溶液滴入量筒，数出每毫升油酸酒精溶液的滴数，算出每滴液滴体积的平均值、2、把洗干净的浅盘水平放置，倒入约2 cm深的水、用纱网(或粉扑)将适量的痱子粉(或石膏粉)轻轻洒在水面上、3、用滴管(滴管距离水面约1 cm)将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状、4、将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形小方格的个数(不足半格的舍去，多于半格的算一个格)，估测出油膜的面积，估算油酸分子的直径、5、清洗浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复做2次至3次实验、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容、实验次数量筒内增加1 mL溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓面积S12实验次数一滴纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12注意事项1、实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净、实验时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大实验误差、2、痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功、3、油酸酒精溶液的浓度以小于0、1%为宜，不宜长时间放置、4、浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直、5、油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓、扩散后又收缩的原因有两个：一是水面受液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回缩、6、滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难于形成、7、因为水和油酸都是无色透明的液体，所以要用痱子粉来显示油膜的边界、注意要从盘的中央加痱子粉、由于加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开，同时粉粒之间又存在着排斥作用，粉会自动扩散至均匀、这样做，比将粉撒在水面上的实验效果要好；撒痱子粉后，不要再触动盘中的水、8、当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸、为防止影响下次实验时油酸的扩散和油膜面积的测量，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁、9、本实验只要求估算分子的大小，实验结果数量级符合要求即可、误差分析1、油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差、2、利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差、为减小误差，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个、方格边长的单位越小，计算出的面积越精确、3、测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时，注意正确的观察方法、4、油膜形状的画线误差、题型一实验原理和步骤的考查【例1】(xx大纲全国22)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上、②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定、③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小、④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积、⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上、完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________、(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴、现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0、13 m2、由此估算出油酸分子的直径为________m、(结果保留1位有效数字)题型二实验数据的处理【例2】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k、在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，读出总体积为V、现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图2所示、已知玻璃板上每个小方格的长和宽均为a、由此计算：图2(1)油膜的面积等于多少？(2)油酸分子的直径是多少？题型三误差分析及注意事项【例3】某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，其原因可能是()A、油酸未完全散开B、油酸中含有大量的酒精C、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D、求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴1、用油膜法测分子直径的实验中做了哪些科学的近似()A、把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜B、把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子C、将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙D、将油酸分子视为立方体模型2、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，备有下列器材：油酸酒精溶液、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、还缺少的器材是()A、只有量筒B、只有坐标纸C、量筒和坐标纸D、不再缺少仪器3、“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A、将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半格的舍去，多于半格的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S、B、将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上、C、用浅盘装入约2 cm深的水、D、用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E、根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V、(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：①_______________________________________________________ _________________________________________________________ ________________________________、②_______________________________________________________ _________________________________________________________ ________________________________、(2)上述实验步骤的合理顺序是________________、4、在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸＝________cm3、若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L0＝1、1210－10 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求、次数S/cm2L＝/cmL平均值/m153********35、油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0、6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图3所示、若每一小方格的边长为25 mm，试问：图3(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________、图中油酸膜的面积为________m2；每一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸体积是________m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m、(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_________________________________________________________ _________________________________________________________ __________、图46、在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0、6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图4所示，图中正方形方格的边长为1 cm，试求：(1)油酸膜的面积是________cm2；(2)实验测出油酸分子的直径是________m；(结果保留两位有效数字)(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？7、用油膜法估测分子的大小方法及步骤如下：A、向体积V油＝1 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL、B、用注射器吸取A中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL、C、先往边长30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将________加到盘的中央，让其自动扩散至均匀、D、用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状、E、将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图5所示，数出轮廓范围内正方形的个数N，正方形边长l＝20 mm、根据以上信息，回答下列问题、(有数值计算的问题，先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果)图5(1)步骤C中应填写：________、(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 纯是______ mL、(3)油酸分子直径是________ m、实验学案54 用油膜法估测分子的大小【基础自主落实】实验原理单分子V/S 直径【热点题型精析】例1 (1)④①②⑤③(2)510－10解析(2)d＝＝m≈510－10 m、例2 (1)26a2 (2)解析(1)油膜面积约占26小格，油膜面积为S＝26a2(2)一滴油酸酒精溶液中所含有纯油酸体积为k，所以油酸分子的直径d＝＝、例3 AC选项分析结论A油酸未完全散开，S测小于完全散开后的最大面积，d偏大正确B溶液中酒精部分挥发到空气中，部分溶解于水，不影响纯油酸体积错误C计算面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致S测偏小，则d偏大正确D1 mL溶液误多记了10滴，则所求得油酸体积偏小，d偏小错误【课时效果检测】1、AB [用油膜法估测分子大小，必须将分子视为球形，并且不考虑分子间隙；水面上的膜为单分子油膜、只有如此，油膜的厚度才能视为分子直径，即d＝、]2、C [开始实验前必须用滴管将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内溶液增加一定体积时的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积、在玻璃板上画出油膜的形状后，要放在坐标纸上，以便计算油膜的面积，所以选择C、(说明：有些配套仪器中，玻璃板上带有刻度，不再需要坐标纸)]3、(1)①C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉②实验时，还需要：F、用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数(2)C、F、B、A、E、D解析在滴入油酸酒精溶液之前，应将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，这样可以清楚地看出油酸的轮廓，另外，在实验过程中，必须记下一滴油酸的体积、4、410－3 810－6 填表见解析符合要求解析由题述条件知，1滴溶液的体积V溶＝ mL＝410－3 mL因为＝，故1滴溶液中纯油酸体积V油酸＝V溶＝ mL＝810－6 cm3可以求出3次测得的L结果分别为L1≈1、510－8 cm L2≈1、6210－8 cm L3≈1、4210－8 cm＝≈1、5110－10 m与公认值数量级吻合，符合测量要求、5、(1)球体单分子直径4、410－21、210－112、710－10(2)①水面受下落油滴冲击，先下陷后又恢复水平，因此膜面积扩张；②溶液中酒精挥发，使液面收缩解析油膜面积约占70个小格，面积为S＝70252510－6 m2≈4、410－2 m2一滴溶液中纯油酸体积为V＝10－6 m3＝1、210－11 m3所以，d＝＝m≈2、710－10 m、6、(1)110 (2)6、810－10(3)这样做的目的是为了让油膜在水平面上形成单分子油膜、解析(1)求油膜面积时，先数出“整”方格的个数，对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的记为一个，数一下约有110个；一个小方格的面积S0＝L2＝1 cm2，所以面积S＝1101 cm2＝110 cm2、(2)一滴纯油酸的体积V＝ mL＝7、510－12 m3油酸分子直径d＝＝ m＝6、810－10 m7、(1)痱子粉(或细石膏粉) (2)210－5(3)4、410－10解析(1)痱子粉(或细石膏粉)(2)V纯＝＝ mL＝210－5 mL、(3)V纯＝Nl2d解得d＝＝m≈4、410－10 m、第 1 页共 1 页。

油膜法估测分子大小教学设计山东省青州实验中学梁际华【教学设计思路】本节课的内容是学生感知分子大小和用间接的方法测量微观物理量的一个重要实验，教学重点在两个方面，一是用宏观的方法间接测量微观物理量的实验方法，由蓝球到铅球到乒乓球再到小米以至到分子的大小。

二是实验测量分子大小，注意事项，以问题带思路进行合理的实验设计。

让学生自己动手完成实验，测得分子直径，增加对分子大小的感性认识。

【教学目标】知识与技能1、了解测分子大小的方法2、理解用油膜法估测分子大小的原理3、通过实验测出分子的大小过程与方法1、认识构建物理模型的思想方法2、学习用宏观测量手段来探究微观物理量的方法情感、态度、价值观以生活中的实例入手并以此为基础进行教学，培养“生活是科学之源泉”的情感；教学中以实验事实和学生的体验为基础，以“用事实说话”之教学培养“实事求是”之态度；启发学生去感受人类与科学、科学与社会的相互作用，体会物理学的价值。

【教学重点】1．用油膜法测量分子的大小；2．用间接的方法测量微观物理量的方法。

【教学难点】1．实验原理的理解；2、原理中的物理量如何测量3、实际操作过程熟练程度及技巧问题【教学器材】注射器（或滴管）、量筒、油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉、玻璃纸、水彩笔、坐标纸、【教学流程图】【课前准备】油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33——，另一部分是——COOH,其中——COOH对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，其中C17H33——一部分冒出水面而——COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜。

【教学过程】【实验目的】（1）用油膜法估测分子的大小。

（2）学会间接测量微观量的方法思考1：1、5个量筒中分别装50ml的小米，它们的高度有什么关系？2、如果量筒的横截面积再变大高度最终会变成多少？3、若小米恰好一粒紧挨一粒的排列，形成的面积为S，你怎样估算小米的直径？【实验原理】测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，测出油膜的面积S，估算出分子直径的数量级则d= 。

一、教案实验用油膜法估测分子的大小人教版【实验目的】1. 理解并掌握油膜法估测分子大小的实验原理。

2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。

3. 增进学生对分子结构的认知。

【实验原理】本实验基于油酸以单分子呈球型分布在水面上，且不溶于水。

根据油酸分子在水面上形成的油膜面积，可以计算油酸分子的大小。

【实验步骤】1. 准备实验器材：量筒、滴管、坐标纸、痱子粉、洗洁精、烧杯、玻璃板。

2. 量取适量的洗洁精，加入烧杯中，加入水搅拌均匀。

4. 将痱子粉均匀撒在坐标纸上，将玻璃板放在坐标纸上，确保玻璃板与坐标纸紧密接触。

5. 将滴有洗洁精溶液的滴管靠近玻璃板，滴入溶液，使其形成油膜。

6. 等待油膜稳定后，用坐标纸记录下油膜的形状，用直尺测量油膜的直径。

7. 根据实验数据，计算洗洁精分子的直径。

【注意事项】1. 实验过程中要保证滴管垂直滴入溶液，避免油膜形状不规则。

2. 等待油膜稳定过程中，要避免外界干扰，如震动、风吹等。

3. 测量油膜直径时，要保证测量准确，可多次测量求平均值。

二、教案实验用油膜法估测分子的大小人教版【实验目的】1. 理解并掌握油膜法估测分子大小的实验原理。

2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。

3. 增进学生对分子结构的认知。

【实验原理】本实验基于油酸以单分子呈球型分布在水面上，且不溶于水。

根据油酸分子在水面上形成的油膜面积，可以计算油酸分子的大小。

【实验步骤】1. 准备实验器材：量筒、滴管、坐标纸、痱子粉、洗洁精、烧杯、玻璃板。

2. 量取适量的洗洁精，加入烧杯中，加入水搅拌均匀。

4. 将痱子粉均匀撒在坐标纸上，将玻璃板放在坐标纸上，确保玻璃板与坐标纸紧密接触。

5. 将滴有洗洁精溶液的滴管靠近玻璃板，滴入溶液，使其形成油膜。

6. 等待油膜稳定后，用坐标纸记录下油膜的形状，用直尺测量油膜的直径。

7. 根据实验数据，计算洗洁精分子的直径。

【注意事项】1. 实验过程中要保证滴管垂直滴入溶液，避免油膜形状不规则。

实验：油膜法估测油酸分子的大小教材分析《实验：用油膜法估测油酸分子的大小》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修3模块中“分子动理论”主题下的内容，内容要求为：通过实验，估测油酸分子的大小。

了解分子动理论的基本观点和相关的实验证据。

初步了解纳米材料的特性，关注纳米材料的研究和应用及其可能存在的问题。

《普通高中物理课程标准（2017年版）解读》中要求为：能“用油膜法估测分子的大小”的实验来估测油酸分子的大小，体会和掌握测量微观量的思想方法，能利用不同的方法和手段分析和处理信息。

在教学过程中应该渗透物理学研究方法的教育，要求学生能够体会建立物理模型和估测方法在研究物理问题中的作用。

教学目标1.理解油膜法估测分子大小的原理，并能利用其估测油酸分子大小。

2.认识构建模型在物理研究中的价值，体会和掌握测量微观量的思想方法，体会物理模型和估测方法在研究物理问题中的作用。

3.通过实验提升观察、分析和动手能力，体验探究过程的艰辛与喜悦，提升应用科学证据的意识和能力。

教学重难点1.理解用单分子油膜法估算分子大小（直径）。

2.体会构建模型在物理研究中的价值。

教学准备多媒体课件NoBook物理仿真实验软件。

教学过程环节情境与问题教与学活动设计意图导入回顾上节课对物体是由大量分子组成的，那分子究竟由多大呢？介绍1ml水中含有的水分子个数，从而提出分子的大小的问题联系生活实际，通过身边事物激发学生的探究欲望教学活动一为什么要估测？分子大致是什么样的？如果用一个简单的模型来描述，最好选用哪种模型？引导学生用已有的经验来创设分子的模型，以最简单的球状模型对分子进行描述。

在建模的过程中学会对事物的抽象处理，把握主要因素忽略次要因素，提高分析、抽象、概括的能力。

教学活动二为什么是油酸分子？展示油酸分子的化学式引导学生应用化学中的有机官能团——憎水基团（烃基）和亲水基团（羧基）进行分析，推导出有机化合物油酸，帮助学生理解单分子油膜层的意义。

实验十二用油膜法估测分子的大小前期准备·明确原理——知原理 抓住关键【实验目的】1．估测油酸分子的大小。

2．学会间接测量微观量的原理和方法。

【实验原理】1．利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，如图所示。

2．将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积。

3．用d ＝VS 计算出油膜的厚度(V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积)，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。

【实验器材】清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。

再现实验·重视过程——看过程 注重数据【实验步骤】1．取1 mL 油酸溶于酒精中，制成200 mL 油酸酒精溶液。

2．往边长约为30 cm ～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。

3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL 。

4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。

5．待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。

6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。

方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积。

7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，利用一滴溶液中纯油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝VS ，即为油酸分子的直径。

比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验。

【数据处理】根据上面记录的数据，完成以下表格内容。

【误差分析】1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差。

2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（第1课时）一、教学目标1.知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型，并理解用单分子油膜测量油酸分子直径的公式d=V。

S2.知道测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积的方法。

3.能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子直径的数量级。

4.通过油膜法测量油酸分子直径的实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。

二、教学重点及难点重点：单分子油膜模型的构建、体会利用宏观量的测量推算出微观量大小的方法。

难点：用油膜法估测油酸分子大小的思路和方法。

三、教学用具多媒体课件四、教学过程新课引入教师设问并引导学生思考：有一堆油菜籽，如何用米尺测出1粒油菜籽的直径？教师讲述：油菜籽太小，用米尺测量不可能达到需要的精度。

可先用量筒测出一定量油菜籽的体积V，再将这些油菜籽平摊在水平桌面上，紧密排列但不能重叠，测出油菜籽所占。

的面积S，则1粒油菜籽的直径d=VS教师设问：测量油菜籽直径的办法，是通过测定比较容易测量的较大量来推算不容易测量的较小量来完成的。

分子的直径更小，是不是可以用类似的方法来测量呢？新课讲授（一）实验思路教师讲述：本节我们要测量的是油酸分子的直径。

油酸的分子式为C17H33COOH，在常温下为液态。

它的分子是长条形的，一端是具有亲水性的羧基-COOH，另一端是具有憎水性的烃基C17H33-。

当油酸在水面上形成有自由边界的油膜时，每个分子都是直立的，烃基在油膜表面，成为一个单分子层（如图所示）。

通过实验测出油膜的体积和面积，可以算出油膜的厚度，也就是单个油酸分子的直径d。

水面上单分子油膜的示意图（二）物理量的测量教师设问：1滴油酸中分子太多，平铺在水面上时面积太大，怎么办？教师引导学生并讲述：可以用酒精稀释，之所以选择酒精是因为酒精能够溶解油酸，且酒精易溶于水，容易挥发。

当在水中滴入油酸酒精溶液时，酒精溶于水且很快挥发掉，在水面就形成了纯油酸的薄膜。

《用油膜法估测分子的大小》教案09物理师范四班饶盼盼222009315210243一、教学目标：1、知识与技能：知道实验原理，掌握科学探究的基本方法，会处理实验数据以及对实验误差的分析；2、过程与方法：学生通过小组讨论，掌握一种新的微观测量分子大小的方法；3、情感态度价值观：学生通过小组讨论得出方案的形式，提高探索微观世界的乐趣，同时也增强了合作交流能力。

二、教学重点：用油膜法估测分子的直径；三、教学难点：油膜的形成；四、课前准备：PPT、实验器材；五、课程的整体思路：1、实验目的：用油膜法测分子直径；2、实验原理：d=V／S3、实验器材：（学生根据现有实验器材设计实验方案）4、实验步骤：（由学生课前完成，做实验时选出最佳实验方案）5、实验记录表格：(教师给出表格，或者由学生设计)6、注意事项：为学生课下分析误差提供线索六、教学过程：（一）新课引入：提问：有一瓶体积为V米粒，那么其中的一个米粒的大小用什么方法估测呢？（学生会猜想很多方法）对学生的回答进行总结和表扬。

我们在初中就已经学过，物体是由大量分子组成的，我们知道分子的直径能够小到10-10m，那又如何估测分子的直径呢？（二）新课讲解：1、实验目的:1、学会用油膜法估测分子的直径；2、实验原理：如果油酸分子的直径为d ，油滴的体积为V ，油膜的面积为S ，则d=V/S 。

测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，测出油膜的面积为S ，估测分子直径的数量级。

3、实验器材：①滴管②事先配制好的油酸酒精溶液③量筒④浅盘⑤痱子粉⑥比浅盘略大的玻璃板⑦坐标纸⑧水彩笔；（介绍各个器材的作用）（学生分组讨论的结果：课前预习完成）4、实验步骤：（选出最佳实验分案）（1）配制一定浓度的油酸酒精溶液（约1:500ml ）；（2）用滴管取上述油酸酒精溶液并将其一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内增加1ml 所需要的滴数，再根据油酸酒精溶液浓度算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ；（3）往边长约为30—40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水，待水稳定后，将适量痱子粉均匀地洒在水面上；（4）用滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在铺好痱子粉的水面上一滴，形成如图1—1所示的形状，待油酸薄膜的性状稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上；（5）将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形方格的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，计算油膜的面积S ； （6）根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度SVl ，即油酸分子的直径； （7）重复上述实验。

实验用油膜法估测分子的大小教案实验目的：通过油膜法估测分子的大小，加深学生对溶液的理解，锻炼学生实验操作能力和科学思维能力。

实验原理：根据溶液的表面张力实验原理，当溶液中的溶质的浓度增大时，表面张力也随之增大。

分子的大小和其与其它分子相互作用力有关，分子间的相互作用力越大，分子的尺寸越大。

实验材料和仪器：1.水2.不同浓度的食盐溶液3.豆油4.平底玻璃容器5.滴管6.片状透明塑料片实验步骤：1.准备一个平底玻璃容器，加入少量的水。

2.用滴管向水中加入几滴豆油，观察油滴的形状，记录下来。

3.加入适量的食盐溶液，加大溶液的浓度，再次观察油滴的形状，记录下来。

4.重复步骤3，使用不同浓度的食盐溶液，观察并记录油滴的形状。

5.根据观察结果，分析溶液浓度的增大对油滴形状的影响，并得出结论。

实验结果与讨论：在纯水中，豆油滴呈现近似圆形或椭圆形，难以形成油膜。

但在加入不同浓度的食盐溶液时，油滴逐渐扩散变大，形成了稳定的油膜。

根据实验原理，水和食盐溶液中的离子能与豆油中的分子相互作用，并改变溶液的表面张力。

当食盐溶液的浓度增大时，表面张力也随之增大，使油滴尽可能地扩散形成油膜。

这说明豆油中的分子较大，分子间的相互作用力较弱。

结论：根据油滴在不同浓度食盐溶液中的形状观察，可以估测分子的大小。

当溶液中的溶质浓度增大时，表面张力增大，豆油分子较大，分子间的相互作用力较弱。

教学拓展：1.可以引导学生使用不同溶质和溶剂组合进行实验，比较不同分子的大小估测结果。

2.可以引导学生思考和探究溶液和分子大小之间的关系，并扩展到其他相关知识领域，如胶体溶液和晶体溶液的区别等。

3.可以鼓励学生进行科学探究，设计自己的实验方案，并对结果进行分析和讨论。

注意事项：1.实验过程中，要注意安全操作，避免溶液溅到眼睛或皮肤上，避免食盐溶液误入口中。

2.对于初学者，可以做好实验示范，并提醒学生注意实验细节，如溶液加入量的控制等。

3.实验过程中，尽量保持实验环境的恒温，以减少温度对实验结果的影响。

《实验：用油膜法测估测油酸分子的大小》教学设计一、教学内容分析分子动理论是从微观角度认识物体热现象的基本理论。

宏观物体是由大量不停息的运动着的、彼此间或强或弱相互作用着的分子组成，分子有多大是教学中要说明的首要问题。

用油膜法估测分子大小，是最早测量分子大小的一种方法。

该实验利用的用宏观量来测量微观量的实验方法是科学研究的重要方法之一，该实验又是高中物理学生实验中唯一体现该方法的实验。

学生在认识微观世界的过程中，对分子直径的数量级有了清晰的感性认识，进一步认识了物理模型在物理研究中的重要价值，启迪学生处理微观问题的思路，为正确解决关于微观世界的实际问题做了铺垫。

二、学情分析本实验设计思想简单，操作、测量都需要细心和耐心。

实验的误差较大，但只要求结论的数量级正确。

学生能够在教师的指导下完成实验操作，正确计算，在结果范围内得出结论。

三、教学目标1.知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型，并理解用单分子油膜测量油酸分子直径的公式d=V/s。

2.能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积。

3.能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子直径的数量级。

4.通过油膜法测量分子直径的实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。

四、教学重、难点教学重点：油膜法测量分子直径教学难点：操作、数据进行综合分析和计算五、教学过程新课教学一、曹冲如何称象？教师提出问题，学生思考回答。

体会化整为零思想。

激发兴趣，引起思考二、如何测出绿豆直径？教师提出问题，学生思考回答。

绿豆模型是放大的油酸分子模型。

体会化零为整的思想。

引入到微观量可以由宏观量测量学生可以在实际例子中体会微小量的测量设计思路。

发展逆向思维。

三、实验思路教师提出问题，学生思考回答。

1．实验思路(1)认识油酸分子结构。

C17H33-COOH ，其中-COOH部分具有亲水性，另一部分C17H33具有憎水性。

我们把一滴油酸滴入水中，油酸分子的—COOH部分留在水中， C17H33部分冒出水面，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜层。

第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小教学设计分子十分微小。

以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！提问：那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小？（一）理想建模在用油膜法测定分子的直径时，实际上:①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。

①把分子看成球形。

③油分子一个紧挨一个整齐排列;因此，要估测油酸分子的直径，就要解决两个问题:一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。

（二）模型处理①模型化:把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.②理想化:把分子看成球形,油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。

（一）测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ⑴配制油酸溶液（稀释）：用注射器吸取体积为V 1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V 2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为V1V 2的油酸酒精溶液。

⑵测量一滴油酸溶液的体积（分割）：用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n 和它们的总体积V 3，则一滴油酸酒精溶液的体积为V 3n 。

⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积Vn V VV V 321=231nV V V V =（三）测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S ①在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。

①用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。

①油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉（痱子粉或细石膏粉），可以清楚地看出它的轮廓。

①待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。

（三）互补法求面积根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。

不足半个的舍去,多于半个的算一个。

物理鲁科版选择性必修第三册教案第1章分子动理论与气体实验定律第2节科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小【教学目标】1.理解实验原理及操作步骤。

2、小组分工协作，学生能计算出分子直径的数量级。

3、通过分析误差来源，让学生大胆说出自己的误差原因，养成实事求是、科学严谨的态度。

【教学重难点】1、建立单分子油膜的物理模型。

2、单分子油膜法估测分子大小的实验原理和实验操作。

3、单分子油膜法估测分子大小学生的实验成功率。

【教学过程】1.实验目的( 1 )估测油酸分子大小的数量级。

(2)体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。

2.实验器材油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量简、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。

3．实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图所示)，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V/S计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积。

这个厚度就近似等于油酸分子的直径。

4. 实验步骤(1)滴油：用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1n mL 。

(2)撒粉：往边长约为30 cm ～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。

用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴油酸酒精溶液，油酸就在水平面上慢慢散开，形成单分子油膜。

(3)描线：待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。

(4)数格：将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。

求面积时，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，等于或多于半个的算一个。

(5)计算：据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 和薄膜的面积S ，求出油酸薄膜的厚度d ＝V S ，即为油酸分子的直径。

实验9《用油膜法估测分子的大小》实验目的：用油膜法估测分子的大小。

实验原理：实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。

油酸的分子式为C 17H 33COOH ，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C 17H 33，另一部分是-COOH 。

其中-COOH 对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图所示。

其中C 17H 33一部分冒出水面，而-COOH 部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图所示。

实验中如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S ，即可算出油酸分子的大小，直径SV L =。

实验器材：清水、酒精、油酸、量筒、浅盘（边长约30cm ～40cm ）、注射器（或滴管）、玻璃板（或有机玻璃板）、彩笔、痱子粉（石膏粉）、坐标纸、容量瓶（500mL ）。

实验步骤：1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；2．配制酒精油酸溶液，取油酸1mL ，注入500mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了5001mL 。

含mL 纯油酸的酒精油酸溶液； 3．用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并计下量筒内增加一定体积V N 时的滴数N ；4．根据NV V N =0算出每滴酒精油酸溶液的体积V O ； 5．向浅盘里倒入约2cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；6．用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴；7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板（或有机玻璃板）放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S （求面积时以坐标纸上边长为1mm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。

实验十七 用油膜法估测分子的大小一、复习目标：1.理解用油膜法测分子直径的原理.2.能计算油酸酒精溶液中的油酸体积.3.能利用小方格法估算油膜的面积.4.能根据实验数据估算分子直径二、基础知识梳理（阅读选择性必修三课本P7-P9页）1．思考判断(1)分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法．( )(2)油酸酒精溶液的体积V 与油膜的面积S 的比值可视为油酸分子的直径．( )(3)将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积时，对于轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个．( )2．[实验原理](2019·全国卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________________________________________________________. 实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__________________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是______________________．3．[实验操作及数据处理]“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积SB ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C ．用浅盘装入约2 cm 深的水D ．用公式d ＝VS 求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V (1)上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出：①____________________________________________________________. ②_____________________________________________________________. (2)上述实验步骤的合理顺序是____________________________________． 三、考点分析考点1、教材原型实验的原理及操作1．油膜体积的测定——积聚法：由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大，形成的单分子层油膜所占面积太大，不便于测量，故实验中先把油酸溶于酒精中稀释，测定其浓度，再测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，取一滴用于实验，最后计算出一滴混合溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积．2．油膜面积的测定：如图所示，将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上，以边长为1 cm 的方格为单位，数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去，超过半格的计为1格)，计算出油膜的面积S .例1[实验原理](2022·河南唐河检测)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中： (1)(多选)该实验中的理想化假设是( ) A ．将油膜看成单分子层油膜 B ．不考虑各油酸分子间的间隙C ．不考虑各油酸分子间的相互作用力D ．将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是( ) A ．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B ．对油酸溶液起到稀释作用 C ．有助于测量一滴油酸的体积D ．有助于油酸的颜色更透明便于识别变式1[实验步骤](2022·烟台市模拟)(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是______(用字母符号表示)．(2)用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理，这些处理有： _________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________.变式2[实验数据处理]在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000 mL 混合溶液中有0.6 mL 油酸．用注射器测得1 mL 上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，试求：。

实验：用油膜法估测油酸分子的大小【教学目标】1．知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

通过测量分子的直径和质量，教给学生研究物理问题的方法。

运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型。

2．培养学生在物理学中的估算能力。

3．体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法。

【教学重难点】用油膜法估测分子的大小。

【教学过程】一、新课导入分子十分微小。

以水为例，一个直径为10-3mm左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！思考：通过什么途径可以知道分子的大小呢？问题1：曹冲怎么称象？化整为零出示一堆绿豆。

问题2：怎样估测绿豆的直径？化零为整学生思考发言，教师总结方法。

方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。

则d=Ln，再由球体体积公式计算出直径。

方法二：测出总体积，数出个数。

则V0=Vn方法三：量出单层铺开的面积，测出总体积。

则d=VS继续发问：问题3：怎么估算鞋底的大小？教师展示方格纸，将鞋底印在方格纸上，数出格数即可得知鞋底的大小。

能否用同样的方法测算分子的直径呢？有什么困难？同学们思考并发言，师生一起总结测算的方法。

二、新课教学（一）实验思路为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。

实验完成后，各组对实验过程及实验结果做汇报，成功的小组分享成功的经验，失败的小组分析失败的原因。

教师根据各小组的分享总结实验的注意事项。

（五）注意事项1．油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%。

2．痱子粉的用量不要太多，否则不易成功。

3．测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小。

4．浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直。

5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓。

6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个。

实验十二 用油膜法估测分子大小考纲解读1.学会用油膜法估测油酸分子大小.2.理解间接测量微观量原理与方法．根本实验要求1．实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．2．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸油酸酒精溶液．(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时滴数n .(4)根据V 0＝V n n算出每滴油酸酒精溶液体积V 0. (5)向浅盘里倒入约2 cm 深水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上．(6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(7)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜形状用彩笔画在玻璃板上．(8)将画有油酸薄膜轮廓玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 正方形为单位计算轮廓内正方形个数，缺乏半个舍去，多于半个算一个)．(9)根据油酸酒精溶液配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积V ，并代入公式d ＝V S算出油酸薄膜厚度d . (10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子大小．规律方法总结1．实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜方法估测分子大小．当把一滴用酒精稀释过油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如实验原理图甲所示形状一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积油酸在水面上形成单分子油膜面积，即可算出油酸分子大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸体积，用S 表示单分子油膜面积，用d 表示分子直径，如实验原理图乙所示，那么d ＝V S. 2．数据处理根据上面记录数据，完成以下表格内容.3.(1)注射器针头高出水面高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜形状稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩．(3)当重做实验时，将水从浅盘一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘清洁．(4)本实验只要求估测分子大小，实验结果数量级符合要求即可.考点一实验原理与实验操作例1 在“用油膜法估测油酸分子大小〞实验中，有以下实验步骤：①往边长约为40 cm浅盘里倒入约2 cm深水，待水面稳定后将适量痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜面积，根据油酸体积与油膜面积计算出油酸分子直径大小．④用注射器将事先配好油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液体积． ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上． 完成以下填空：(1)上述步骤中，正确顺序是______．(填写步骤前面数字)(2)将1 cm 3油酸溶于酒精，制成300 cm 3油酸酒精溶液；测得1 cm 3油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成油膜面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子直径为______m ．(结果保存1位有效数字)解析 (2)D ＝V S ＝1×1300×150×10－60.13m ≈5×10－10 m. 答案 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10递进题组1．[实验原理]“用油膜法估测分子大小〞实验依据是( )A ．将油膜看成单分子油膜B ．不考虑各油分子间间隙C ．考虑了各油分子间间隙D ．将油膜分子看成球形答案 ABD解析 此实验原理是将一滴油酸(体积为V )，滴入水中使之形成一层单分子油膜，成为一个个单层排列球体．显然，球体直径即为单分子油膜厚度．2．[实验操作]利用油膜法估测油酸分子大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL量筒、盛有适量清水规格为30 cm×40 cm浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺步骤C.A．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时滴数N；B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大面积且不与器壁接触为止，记下滴入滴数n；C．___________________________________________________________ _____________；D．将画有油酸薄膜轮廓玻璃放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm正方形为单位，计算轮廓内正方形个数，算出油酸薄膜面积S.(2)用已给与测得物理量表示单个油酸分子大小______(单位：cm)．答案见解析解析(1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜形状画在玻璃板上．(2)每滴油酸酒精溶液体积为1N cm3 n滴油酸精溶液所含纯油酸体积为V ＝n N×0.05% cm 3 所以单个油酸分子大小d ＝V S ＝n ×0.05%NScm. 3．[实验操作与数据处理]在“用油膜法估测分子大小〞实验中：(1)某同学操作步骤如下：①取一定量无水酒精与油酸，配制成一定浓度油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它体积；③在蒸发皿内盛一定量水，再滴入一滴溶液，待散开稳定；④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸测量油酸薄膜面积．请指出错误或有遗漏步骤，并改正其错误：错误步骤：________________________________________________________________________；有遗漏步骤：________________________________________________________________________.(2)实验中，用a mL 纯油酸配制成b mL 油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液为c mL ，将一滴溶液滴入水中，油酸薄膜充分展开后面积为S cm 2，估算油酸分子直径大小为______cm.(3)用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴( )A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．质量D ．体积答案 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液，测出它体积 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)ac bS(3)B 解析 (1)②由于一滴溶液体积太小，直接测量时，相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差；③液面上不撒痱子粉时，滴入油酸酒精溶液挥发后剩余油膜不能形成一块完整油膜，油膜间缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油酸薄膜体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸体积可得d ＝V S ＝a b c S＝ac bS(3)由油酸分子直径易得油酸分子体积为43π(d 2)3＝16πd 3.欲求阿伏加德罗常数，由题中选项知，B 正确．考点二 实验数据处理例2 测量分子大小方法有很多，如油膜法、显微法等．(1)在“用油膜法估测分子大小〞实验中，用移液管量取0.25 mL 油酸，倒入标注250 mL 容量瓶中，再参加酒精后得到250 mL 溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液液面到达量筒中1 mL 刻度，再用滴管取配好油酸酒精溶液，向撒有痱子粉盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格玻璃板下观察油膜，如图1甲所示．坐标格正方形大小为2 cm ×2 cm.由图可以估算出油膜面积是______cm 2(保存两位有效数字)，由此估算出油酸分子直径是______m(保存一位有效数字)．甲 乙图1(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下一个“量子围栏〞照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜外表排列成直径为×10－8 m 圆周而组成．由此可以估算出铁原子直径约为______m(结果保存两位有效数字)．解析 (1)数油膜覆盖正方形格数，大于半格算一格，小于半格舍去，得到估算出油膜面积是S ＝格数×2 cm ×2 cm ≈×102 cm 2.溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为1100mL,2滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5 cm 3.油膜厚度即油酸分子直径是d ＝V S ≈8×10－10 m. (2)直径为×10－8 m 圆周周长为πd ＝×10－8m ，可以估算出铁原子直径约为×10－8 m÷48≈×10－10 m.答案 ×102 8×10－10 ×10－10递进题组4．[误差分析]某学生在“用油膜法估测分子大小〞实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸中含有大量酒精C ．计算油膜面积时，舍去了所有缺乏一格方格D．求每滴溶液体积时，1 mL溶液滴数多计了10滴答案AC解析用油膜法估测分子直径，是利用油酸体积与形成单分子油膜面积比值来估算分子直径，分子直径估算值明显偏大原因有：一是油酸体积测量值偏大；二是油膜面积测量值偏小，油酸未完全散开与舍去缺乏一格方格均会造成油膜面积测量值偏小，故A、C正确；油酸中酒精更易溶于水，故不会产生影响，B错误；而D项计算每滴溶液中所含油酸体积偏小，会使分子直径估算值偏小，D错误．5．[数据处理]在“用油膜法估测分子大小〞实验中，一滴溶液中油酸体积为V油酸，配制油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶5 000,1 mL 溶液滴25滴，那么1滴溶液体积是______mL，所以1滴溶液中油酸体积为V油酸＝______cm3.假设实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处数值，并与公认油酸分子直径d0＝×10－10 m作比拟，判断此实验是否符合数量级要求.答案4×10－8×10－10符合要求解析由题给条件得，1滴溶液体积V溶液＝125mL＝4×10－2mL，因为V油酸V溶液＝15 000，故1滴溶液中油酸体积为V油酸＝15 000V溶液＝15 000×125cm3＝8×10－6 cm3据此算得3次测得d结果分别为：×10－8 cm×10－8 cm×10－8 cmd平均值：d＝d1＋d2＋d33＝×10－10 m这与公认值数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级要求．6．[数据处理]油酸酒精溶液浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中溶液体积增加了1 mL，假设把一滴这样油酸酒精溶液滴入足够大盛水浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成油膜形状如图2所示．假设每一小方格边长为25 mm，试问：图2(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为______模型，让油酸尽可能地在水面上散开，那么形成油膜可视为______油膜，这层油膜厚度可视为油酸分子______．图中油酸膜面积为______m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是______m3；根据上述数据，估测出油酸分子直径是______m．(结果保存两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析原因：第 - 11 - 页 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案 (1)球体 单分子 直径 ×10－2 ×10－11 ×10－10(2)①水面受到落下油滴冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜面积扩张；②油酸酒精溶液中酒精挥发，使液面收缩解析 (1)油膜面积约占70小格，面积约为S ＝70×25×25×10－6 m 2≈×10－2 m 2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸体积为V ＝150×,1 000)×10－6 m 3＝×10－11 m 3，油酸分子直径约等于油膜厚度d ＝V S ＝错误! m ≈×10－10 m.。