第一节 分子动理论

第 1 页 共8页 1.1 分子动理论 学案

学习目标

1.知识与技能：

＊记住分子运动论的内容。

＊会运用分子运动论知识解释某些生活、生产及大自然然中的现象。

＊会分析分子间的相互作用力。

2.过程和方法：

＊了解物质是由分子组成的。

＊经历对扩散现象的探索并借助生活经验了解分子之间存在引力和斥力。

3.情感态度与价值观：

＊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。

＊体验物理知识的应用性，了解物理学认识世界、改变世界的功能。

学习重点

分子动理论的内容且能经历观察实验的过程，应用分子运动论知识解释某些生活、生产及大自然然中的现象。

学习难点

分子间有相互作用的引力的斥力。

课前准备

红墨水、清水、玻璃板、弹簧秤、挂钩、注射器、粗熔丝、旋转刀、玻璃杯、酒精等。

学习活动

本章导言：

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即分子动理论。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棗内能。用分子动理论和内能的观点，可以解释很多热现象，这一章我们就学习分子动理论和内能的初步知识。

引入新课

第 2 页 共8页 我们生活在物质世界中，我们的周围充满着物质：水、空气、石头、金属、动物、植物等都是物质。而对于物质是怎样构成的，这一古老课题，很早就有过种种猜测，有的主张万物之源是“气”，有的主张万物之源是“火”。公元前5世纪墨子提出的物质的最小单位是“端”，公元前4世纪古希腊的德漠克利特认为宇宙万物，是由大小和质量不同的，不可入的，运动不息的原子组成。此后经过近2000年的探索，直到19世纪末，才科学地认识到物质是由分子组成的。

※ 探索新知

探究1：分子动理论的基本内容

请同学们认真阅读教材第一节回答分子动理论的基本内容。

(1)物体是由大量分子组成的；

(2)分子都在永不停息地做无规则的运动；

(3)分子间存在着引力和斥力．

探究2：什么是分子？

分子是保持物质化学性质的微粒．如氧分子、水分子等。各种不同的物质是由不同的分子组成的，分子有多大呢？

(1)分子的体积和质量非常小．

如果把分子看作球形的，一般分子的直径只有几个埃(1埃=10-10m)，氧分子大约为3埃，质量约为5.3×10-23克。草叶上的一颗小露珠就有1021个水分子，假如有一个微小动物，每秒钟喝去1万个水分子，喝完这滴露珠，要用30亿年！

(2)宏观物体中分子数非常多。

(3)分子之间有空隙．

演示一：酒精和水的混合．

在托里拆利管中放一半水，再放一半加颜色的酒精，用手堵住管口，来回倒置几次，总体积的高度下降1厘米多。

分析：由于分子间有空隙，在酒精与水混合的过程中，有些酒分子进入了水分子的空隙中，有些水分子也进入酒精分子的空隙中，这一实验证明了水分子、酒精分子之间有空隙．

又如，人们用高分辨率的电子显微镜拍摄的石墨表面的STM图象，也证实了分子间空隙的存在．

探究3：分子的运动

第 3 页 共8页 若上面的实验不把玻璃管来回倒置，而是静放一段时间后，有色的酒精分子会运动到水中去，如在水中放一滴红墨水，过一会儿水就变红了．说明红墨水分子进入清水中。放煤的墙角变黑说明煤分子进入墙角中。将一束鲜花插入花瓶，整个屋内都能闻到花香。这是因为从鲜花中散发出的具有香味的物质分子跑到空气中，进入了你的鼻子，一种物质逐渐进入另一种物质的现象叫扩散。

扩散：不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。

从上面的实验中墨水滴入清水中、闻到香味、放煤的墙角变黑，还有腌（炒）菜变咸、糖放进水中水变甜等。都说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。固体之间、液体之

间、气体之间以及固、液、气相互之间都有扩散现象

物体是否扩散判断方法：发生扩散后的两种物质不会自动分开，也没有发生化学反应。如果会自动分开或发生了化学反应的则不是扩散。如水变浊了、扫地时尘土飞扬、铁生锈了等。

探究4：分子间的作用

演示二、用弹簧连着两个乒乓球模拟分子间的相互作用力。

(1)分子间有引力．

分子既然在不停地无规则运动着，为什么没有人看见固体分散成一个个分子呢？原来分子间有很大的引力，要想分开固体，必需克服分子间的引力才行．说明固体分子之间有很大的引力．

(2)分子间有斥力．

演示三、教材第4页图1-1-9，之后总结得出结论。若要压缩固体，减小分子间的空隙，是十分困难的，如压缩粉笔，比分开要困难得多．这是因为，若分子距离很近时，分子间斥力就显示出来，要使分子靠得更近，必须克服分子间的斥力才行．

(3)分子间的引力和斥力是同时存在的．

何时表现为引力，何时又表现为斥力呢？

①平衡位置r=r0；

②分子间的距离r＞r0时，引力大于斥力，表现为引力；

③分子间的距离r＜r0时，引力小于斥力，表现为斥力．

④当r＞10倍分子直径时，分子间作用力变得十分微弱，可以认为没有作用力了．

★典型例题

例1分子之间既有引力又有斥力，这两种力是不是总会互相抵消呢？

第 4 页 共8页 解析：不会。这两种力的作用范围不同，一般地说，当分子间的距离小于10-10m时，斥力起主要作用；当分子间的距离大于10-10m时，引力起主要作用，引力和斥力都随着距离的增大而减少得很快，当分子之间的距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略了。只有当分子间距离等于10-10m时，引力才等于斥力，分子处于受力平衡状态。

反思领悟：分子间的引力和斥力是同时存在的．判断这两种力是不是总会互相抵消主要是看分子间的距离与分子处于平衡位置的距离的关系。

例2试用分子动理论的观点解释影响液体蒸发快慢的几个因素。

【分析】 可从液体的分子结构的特点去考虑。

解答：在不停地做无规则运动的液体分子中，总有一些分子的速度比较大，它们能克服液面其他分子的吸引，跑到液体外面去，这就是液体的蒸发；温度越高，液体分子的能量就越大，能够克服液面分子引力跑出液面的分子数就越多，故蒸发就越快；液面上空气流动越快，液体内部分子跑出液面被碰回的机会就越小，故蒸发也就越快。

例3下面四种说法中，正确的是（ ）

A．温度越高，扩散得越快

B．扩散只能在气体中进行

C．液体分子间只存在引力

D．固体分子间只存在斥力

【分析】这是考查分子动理论的选择题，正确的选择取决于对分子动理论的正确理解。具体地说，这里主要考查对分子动理论“分子永不停息地无规则运动”和“分子间存在着相互作用的引力和斥力”两方面内容的理解。首先要明确无论固体、液体和气体都是由分子组成的，分子又是永不停息地作无规则运动，这种运动的快慢是和温度高低有关，由此，即强判定A、B两个选项中A是正确的，B是错误的。再就是要明确分子相互作用的引力和斥力是同时存在的，相互作用的引力大，斥力也大；引力小，斥力也小。分子间不可能只有引力而没有斥力，也不可能只有斥力而没有引力。因此，C、D两个选项都是错的。

解答：应当选A。

例4扩散现象证明了（ ）

A．分子有一定大小

B．分子间有相互作用

C．分子有一定质量

第 5 页 共8页 D．分子永不停息地在做无规则的运动

【分析】 扩散现象是指不同的物质互相接触时，彼此进入对方的现象，大量事实证明，气体、液体、固体都能发生扩散现象，表明气体、液体、固体的分子都在不停地运动。故应选D。

解答：D

反思领悟：扩散现象表明一切物体的分子永不停息地在做无规则的运动。判断当分子间的距离小于10-10m时，斥力起主要作用；当分子间的距离大于10-10m时，引力起主要作用，引力和斥力都随着距离的增大而减少得很快，当分子之间的距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略了。只有当分子间距离等于10-10m时，引力才等于斥力，分子处于受力平衡状态。

例5下列说是错误的是（ ）

A．酒精和混合后，总体积变小了。这说明分子间有空隙

B．当温度降低到0℃时，水分子的运动停止

C．咸鱼放在水里泡一段时间会变淡一些，这是因为咸鱼中的盐分子有一部分扩散到水里去了

D．温度越高，分子的无规则运动越剧烈

【分析】 将分子动理论转化为解释本题中的现象，分子的无规则运动是永不停息的，故B是错误的，其余皆正确。

解答：ACD

例6汽车行驶时，带起一股灰尘在空中飞舞，这是否就是灰尘的分子运动？

解答：分子是具有物质的化学性质的最小微粒，它的体积和质量都极小，肉眼能看见有灰尘不是分子，故不是灰尘的分子运动。

例7 固体和液体很被压缩的原因是（ ）

A．分子间存在着斥力

B．分子间无空隙

C．分子在不停地运动

D．分子间无引力

【分析】 分子间总是同时存着相互作用的引力和斥力的，只是在某一时刻是分子引力占优势还是分子斥力占优势，要由分子间的距离确定。故D是错误的。酒精与水混合后总

第 6 页 共8页 体积减小的实验，表明了分子间存在着空隙，故B也是错误的，“分子在不停地运动的”这句话本身不错。

解答：A

反思领悟：分子间的引力和斥力是同时存在的．判断固、液、气是不是容易压缩或拉伸主要是看分子间的距离大小。

例8下列事实不能说明分子在不停运动的是（ ）

A．在长期堆煤的墙角，地面和墙壁都染上了一层黑色，即使用小刀刮去一薄层墙皮，里面仍呈现黑色

B．炒菜时放点盐，菜就有了咸味

C．扫地时扬起许多灰尘

D．固体和液体难以被压缩

【分析】 在初中的物理学习中，主要强调了扩散现象证明了分子的不停运动。故应选A、B、C中的灰尘不是分子，D不能说明分子的运动。

解答：CD

例9下列叙述中不能说明温度越高分子的无规则运动越剧烈的是（ ）

A．腌咸蛋时，放盐后要过较长时间蛋才变咸：炒菜时，放盐后菜很快就有了咸味

B．气温高时，植物生长快些

C．洗过的衣服在夏天比冬天干得快

D．固体的体积随温度降低而缩小

【分析】 腌蛋或炒菜时，蛋或菜变咸，是由于盐分子运动扩散的结果。炒菜时菜很快就有了咸味，表明温度越高，分子运动越剧烈，因而扩散运动加剧，C表明液体的温度越高，蒸发越快，这也表明温度高时液体分子的无规则运动加剧，因而能挣脱液面其它液体分子的吸引而跑到液体外面，成为气体分子的机会越多，固体分子之间的距离很小，相互作用力很大，故固体分子一般只能在其平衡位置附近振动，温度降低时，固体体积积缩小，表明了温度降低时分子间的平均距离减小，即振动减弱，反之，温度升高，分子的无规则运动加剧，这时固体的体积就会增大，故A、C、D都是正确的。但B与分子运动无关。

解答：B

反思领悟：判料分子的无规则运动是否剧烈主要看温度，温度越高，分子运动越剧烈。

例10稻草一拉就断，而铁丝不易拉断。按照分子动理论的观点，这是因为（ ）