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2019-2020年高二物理 第十一章《分子熱運動 能量守恒》第一節(jié) 物質(zhì)是由大量分子組成的（1）教案 舊人教版 教學(xué)目標 一、知識目標： （1）知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級； （2）知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個常數(shù)的數(shù)值和單位； （3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。 二、能力目標： 培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會通過阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質(zhì)量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。 三、德育目標： 培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)精神 教學(xué)重點 使學(xué)生理解和學(xué)會用單分子油膜法估算分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒ǎ? 運用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）的方法。 教學(xué)難點 運用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、分子數(shù) 教學(xué)方法 實驗法、估算法 教學(xué)用具 1．教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。 2．演示實驗：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。 課時安排 1課時 教學(xué)過程 一、引入新課： 直接引入問題物質(zhì)是由什么組成的？ 二、新課教學(xué)： 1．分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？ （1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。 介紹并定性地演示：如果油在水面上盡可能地散開，可認為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。 提問：已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少？ 在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，還要指出： ①介紹數(shù)量級這個數(shù)學(xué)名詞，一些數(shù)據(jù)太大，或很小，為了書寫方便，習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫成10的乘方數(shù)，如310-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級，那么110-10m和910-10m，數(shù)量級都是10-10m。 ②如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=V/S，根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級為10-10m。 （2）利用離子顯微鏡測定分子的直徑。 看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計算得出鎢原子之間的距離是210-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個挨著一個排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。 （3）物理學(xué)中還有其他不同方法來測量分子的大小，用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級是相同的。測量結(jié)果表明，一般分子直徑的數(shù)量級是10-10m。例如水分子直徑是410-10m，氫分子直徑是2.310-10m。 （4）指出認為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級，對分子的大小有了較深入的認識。 2．阿伏伽德羅常數(shù) 向?qū)W生提問：在化學(xué)課上學(xué)過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確1mol物質(zhì)中含有的微粒數(shù)（包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)……）都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號NA表示此常數(shù)，NA=6.021023個/mol，粗略計算可用NA=61023個/mol。（阿伏伽德羅常數(shù)是一個基本常數(shù)，科學(xué)工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數(shù)值。） 再問學(xué)生，摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。 如果已經(jīng)知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，1mol水的質(zhì)量是0.018kg，體積是1.810-5m3。每個水分子的直徑是4 子是一個挨著一個排列的。 提問學(xué)生：如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？ 3．微觀物理量的估算 若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對液體、固體的分子大小進行估算。事先我們假定近似地認為液體和固體的分子是一個挨一個排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。 提問學(xué)生：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個水分子質(zhì)量如何求？ 提問學(xué)生：若已知鐵的原子量是56，鐵的密度是7.8103kg/m3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？ 歸納總結(jié)：以上計算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯(lián)系起來。 阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學(xué)的一個重要常數(shù)（曾經(jīng)學(xué)過的萬有引力恒量也是一個重要常數(shù)）。物理常數(shù)是物理世界客觀規(guī)律的反映。一百多年來，物理學(xué)家想出各種辦法來測量它，不斷地努力，使用一次比一次更精確的測量方法?，F(xiàn)在測定它的精確值是NA=6.0220451023/mol。 三、小結(jié)： 1．物體是由體積很小的分子組成的。這一結(jié)論有堅實的實驗基礎(chǔ)。單分子油膜實驗等實驗是上述結(jié)論的有力依據(jù)。分子直徑大約有10-10米的數(shù)量級。 2．阿伏伽德羅常數(shù)是物理學(xué)中的一個重要常數(shù)，它的意義和常數(shù)數(shù)值應(yīng)該記住。 3．學(xué)會計算微觀世界的物理量（如分子數(shù)目、分子質(zhì)量、分子直徑等）的一般方法。由于微觀量是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M/NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M、密度ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計算出分子直徑 四、布置作業(yè)： 課后習(xí)題 五、板書設(shè)計： 物質(zhì)是由大量分子組成的： 1.分子的大小 2.阿伏加德羅常數(shù)