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第1節(jié)　分子動理論 　　 【教學目標】 一、知識與能力 1.知道物體是由大量的分子組成的。 2.知道分子在永不停息地做無規(guī)則的運動。 3.知道分子之間存在著相互作用的引力和斥力。 二、過程與方法 1.回顧人類對物質(zhì)結構的認識歷程，了解物質(zhì)是由大量分子組成的。 2.通過對擴散現(xiàn)象的探索、討論，并借助生活經(jīng)驗，知道分子在永不停息地做無規(guī)則的運動。 3.通過演示和觀察分子力模型及對物質(zhì)三態(tài)分子模型的類比，了解分子間既存在引力又存在斥力。 三、情感、態(tài)度與價值觀 1.通過演示實驗、視頻資源及類比手段，激發(fā)探究物質(zhì)組成奧秘的興趣。 2.使學生了解通過能夠直接感知的現(xiàn)象可以認識無法直接感知的事實，并知道這是一種重要的研究問題的方法。 3.體驗物理知識的應用性，了解物理學具有認識世界、改變世界的功能。 【教學重點】 經(jīng)歷觀察實驗的過程，應用分子動理論解釋某些生產(chǎn)、生活以及自然界中的現(xiàn)象。 【教學難點】 從某些宏觀熱現(xiàn)象中推斷出其微觀本質(zhì)。 【教學突破】 教學重點放在讓學生經(jīng)歷觀察的過程，使學生在觀察這些現(xiàn)象的過程中提煉出能夠印證分子動理論的現(xiàn)象，同時還培養(yǎng)了學生科學觀察的能力。而對于當分子間距離很小時，分子間的相互作用才表現(xiàn)為引力的理論，比較抽象，可以采用類比磁鐵吸引鐵釘?shù)难菔緦嶒瀸Ρ日J識。 【教學準備】 ◆教師準備 多媒體材料(人類從古到今探索物質(zhì)組成奧秘的歷程、硫酸銅溶液與清水之間的擴散圖片、鉛與金的擴散圖片、機械制造中在金屬表面層摻碳、摻硅)、酒精、毛筆、NO2氣體、廣口瓶、玻璃片、鉛柱(分子引力演示器)、刀子、磁鐵、鐵釘?shù)取? ◆學生準備 注射器、燒杯、水等。 ┃教學過程設計┃ 　　教學過程 批注 　　一、結合分糖塊實例提出問題，引入新課。 教師出示一塊糖，然后提出問題：把這塊糖分成兩半，兩個人來分享，是否都有甜的感覺？4個人呢？8個人呢……如此分割下去，有沒有一個限度呢？ 學生討論并回答。 點拔：假設在分糖的過程中，每分一次，取一粒加以檢測，如果這粒仍具有糖的性質(zhì)——甜味，就再往下分，假設分到某種程度而取一粒再分時就失去了糖的本質(zhì)，那么這個最小的顆粒就是糖分子。 這個問題，早在2000多年前人類就已經(jīng)提出，從古到今，人們一直在探索研究物體組成的奧秘。請同學們自學教材“物質(zhì)是由大量分子組成的”這一部分，并交流討論。 　　 如果條件允許，還可以采用多媒體多展示一些有關材料。 二、進行新課。 (一)物質(zhì)是由大量分子組成的。 問題：1.物質(zhì)是由大量的________組成的，它能夠保持物質(zhì)原來的性質(zhì)。(分子) 　　2.分子非常小，如果把分子看成小球，它的直徑用________m來度量。(10－10) 為了進一步讓學生認識組成物質(zhì)的分子的數(shù)目是“大量的”，也就是感知分子是非常小的，除了閱讀討論教材第3頁中“草葉上的一顆小露珠，就有1021個水分子”以外，還可以提供以下事例材料： 物質(zhì)是由分子組成的，分子是極小的微粒。如果把分子看做球形，它的直徑約10－10m。這是一個極小的長度，不僅肉眼看不到，即使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小，所以物體含分子數(shù)目大得驚人。通常情況下，1cm3空氣里大約有2.71019個分子，如果人數(shù)數(shù)的速度能達到每秒數(shù)100億個，要數(shù)完這個數(shù)，也得用80多年。 (二)分子在永不停息地做無規(guī)則運動。 1.趣味演示：教師用毛筆蘸酒精在黑板上書寫問題：“我現(xiàn)在用什么寫字？” 生：酒精。 師：你們是根據(jù)什么來判斷的？ 生：聞到酒精的氣味。 等黑板上的字跡消失以后，教師再提問。 師：請看，寫在黑板上的字跡慢慢消失了，用來寫字的酒精到哪里去了？ 生：被蒸發(fā)到空氣中去了。 小結：酒精是由酒精分子構成的，本實驗表明酒精分子在不停息地做無規(guī)則的運動。 2.演示：氣體擴散實驗。 操作：如圖1－1－1所示，上、下兩個廣口瓶分別裝有空氣和二氧化氮氣體，中間用玻璃板隔開，抽去玻璃板。 現(xiàn)象：抽去玻璃板會發(fā)現(xiàn)紅棕色的氣體逐漸運動到上邊的瓶子里，而下邊瓶子里氣體顏色逐漸變淺；過一段時間，兩個瓶子中氣體顏色相同，且非常均勻。 分析：二氧化氮氣體的密度比空氣的密度大，下邊瓶子里的二氧化氮氣體進入上邊空氣中不是靠重力作用；下邊瓶子里顏色變淺，說明有空氣進入下邊瓶子中，也不是靠重力。由此可以推理出二氧化氮和空氣的分子都在不停地運動。過一段時間，兩瓶中所有氣體都變成相同的，說明兩種氣體的分子已經(jīng)均勻混合，即分子可以在瓶子中自由運動到任何位置，表明分子的運動是無規(guī)則的，并且不會停止。 小結：由于分子運動，某種物質(zhì)逐漸進入到另一種物質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做擴散。擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則的運動，還表明分子之間有間隙。 3.觀察：液體擴散現(xiàn)象。 4.討論交流：擴散現(xiàn)象。 結合教材第4頁“生活、生產(chǎn)中利用分子運動的事例”圖文內(nèi)容，讓學生討論、交流自己對分子運動的認識。 　　小結：通過觀察和討論，引導學生認識氣體、液體、固體中的分子都在不停息地做無規(guī)則的運動。 5.從能量的角度分析：運動的分子具有________能。(動) (三)分子之間存在著相互作用力。 1.分子間存在引力。 (1)提出問題：一切物質(zhì)的分子都在不停地運動，為什么液體和固體有一定的體積呢？ (2)猜想：分子間可能存在引力。 (3)實驗操作：出示演示分子引力的兩個鉛圓柱。隨意將它們對在一起，這時兩鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力。實驗似乎得到分子間沒有引力的結果，但是我們不要輕易地放棄猜想，應再進一步分析原因。大家都知道磁鐵能夠吸引鐵釘(邊講邊演示)，但把鐵釘遠離磁鐵，這時磁鐵不能吸起鐵釘(演示)，這是為什么？(距離偏遠)剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力，是不是也是因為分子間的距離不夠近呢？那么我們想辦法讓兩鉛塊靠得更近些。(在做實驗時，用刀子將兩鉛塊表面刮光亮，然后用力將兩鉛塊擠壓在一起)實驗結果是兩鉛塊能吸引在一起，并能負重達500g以上。 (4)結論：這表明分子之間有吸引力，這種吸引力只有在分子靠得很近時，才能表現(xiàn)出來。 (5)應用事例：在實際生產(chǎn)中，人們早就利用分子間的吸引力來進行金屬焊接了。一般焊接是靠熔化金屬，從而使分子間的距離足夠近，金屬冷卻后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術，它是將金屬表面清潔后靠在一起，靠爆炸產(chǎn)生的巨大壓力將兩金屬壓接在一起。 2.分子間存在斥力。 (1)提出問題：為什么被壓縮的橡皮能恢復原狀呢？是不是分子間還存在斥力？ (2)學生實驗：用注射器抽取半筒水，用手指推封閉注射器的活塞。 (3)現(xiàn)象：水極難壓縮，且能夠感覺到水給手一個推力作用。 (4)結論：分子間存在斥力。 3.觀察教材第5頁圖1－1－11所示的分子力模型，討論分子間相互作用的特點。分子之間既有引力，又有斥力。 4.討論交流物質(zhì)三態(tài)的分子模型。 從分子間作用力的大小、各種狀態(tài)下分子的運動特點理解物質(zhì)三態(tài)的分子模型，還可以采用類比的方法培養(yǎng)學生的直觀思維能力。如：用坐在座位上上課的學生比喻固態(tài)，用正在教室內(nèi)上活動課的學生比喻液態(tài)，用在操場上自由運動的學生比喻氣態(tài)。 裝有密度較大的二氧化氮氣體的廣口瓶在下，裝有空氣的廣口瓶在上。二氧化氮可以采用濃硝酸和銅片發(fā)生化學反應制取。 由于液體擴散較慢，需要很長時間才能混合均勻，所以本實驗在課堂上可以用多媒體模擬展示硫酸銅溶液和清水的擴散現(xiàn)象，或用圖片把此實驗現(xiàn)象展示給學生。 有條件可展示錄像視頻，如半導體制造中摻雜硼、磷，機械制造中在金屬表面層摻雜碳或硅。 鉛有毒，所以本實驗不要設為學生實驗，并且教師在做演示實驗時，用刀子切下的鉛也要收集好，不能遺留在教室內(nèi)。 分子間引力和斥力總是同時存在，且兩種力不會相互抵消。只有在特定的距離r時，分子間的引力才等于斥力，這個距離r就是通常的分子間隙的距離，大約是10－10m。當分子距離小于r時，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，分子間表現(xiàn)為斥力。當分子間距離增大時，斥力和引力都減小，但斥力減小得更快，分子間表現(xiàn)為引力。當分子距離再增大，分子引力繼續(xù)減小，當分子距離大于10r時，分子間的作用力將變得十分微弱，可以忽略了。 物質(zhì)三態(tài)的分子模型可以幫助學生理解物質(zhì)形態(tài)的特點，如固體難以壓縮，也難以拉伸，能保持一定的形狀；液體難以壓縮，但易改變形狀；氣體既易壓縮，也易擴散，且無固定形狀。反向思維各種狀態(tài)下物質(zhì)的特點還可以幫助學生領會物質(zhì)的三態(tài)分子模型。 三、反思總結，布置思考題。 1.檢查學生的練習情況，請學生總結本節(jié)課的主要內(nèi)容，教師再作適當?shù)难a充。 2.布置思考題及課后作業(yè)。教材第6頁“自我評價”第1、2題。 ┃教學小結┃ 【板書設計】 第1節(jié)　分子動理論 (一)物質(zhì)是由大量分子組成的 1.物質(zhì)由大量的分子組成，它能夠保持物質(zhì)原來的性質(zhì)。 2.分子非常小，如果把分子看成小球，它的直徑用10－10m來量度。 (二)分子在永不停息地做無規(guī)則運動 1.由于分子運動，某種物質(zhì)逐漸進入到另一種物質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做擴散。擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則的運動，還表明分子之間有間隙。 2.氣體、液體、固體的分子都在不停息地做無規(guī)則的運動。 3.運動的分子具有動能。 (三)分子之間存在著相互作用力 1.分子之間既有引力，又有斥力。 2.物質(zhì)三態(tài)的分子模型。 【教學探討與反思】 用分子動理論的觀點解釋一些生產(chǎn)、生活及自然界中的現(xiàn)象，屬于分子動理論的實際應用，這一點是本節(jié)教學的重點。在教學中，除了讓學生觀察實驗現(xiàn)象外，更多的是使學生聯(lián)系生活、生產(chǎn)及大自然中的現(xiàn)象或?qū)嵗?，分析、交流，讓學生親自體驗物理知識的應用性。分子間作用力規(guī)律較復雜，尤其是分子間引力、斥力同時存在，學生較難理解。因此，教學中要求不宜太高，只要學生會用之解釋一些現(xiàn)象即可。