高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论1 分子动理论的基本内容学案设计

分子动理论的基本内容

【学习目标】

一、知识与技能

1．通过生活实例及其分析，知道什么是扩散现象，产生扩散现象的原因是什么。影响扩散快慢的因素有哪些，分别是什么关系。

2．通过实验，观察什么是布朗运动，通过分析、推理，理解布朗运动产生的原因。

3．通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。

4．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。

5．知道分子动理论的内容。

二、过程与方法

1．通过对概念及课本中关键词句、图片细节的观察、分析、理解，学会研读教材，培养严谨的思维习惯。

2．通过布朗运动的实验、观察及成因的分析、推理，体会并归纳其中的科学研究方法。

3．在对所设情景及实验的观察、分析中和“情景+问题”的教学方式中培养善于观察、勤于思考、勇于探索的良好习惯。

三、情感、态度与价值观

1．物理源于生活，要善于观察、勤于思考、勇于探索。

2．通过科学家们对布朗运动成因的研究历程的介绍，培养相应科学精神。

【学习重难点】

1．理解扩散现象、布朗运动、热运动。

2．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。

【学习过程】

一、物体是由大量分子组成的

两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。

科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。

构成物质的单元多种多样，如：_________、________和__________等，热学中统称为___________。

物体是由_________________组成的。

二、分子热运动

1．扩散现象

（1）扩散：__________________________________________________做扩散。

（2）扩散现象随温度的升高而日趋______________。

（3）扩散现象在__________、____________、___________中都能发生。

（4）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是____________________________。

（5）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等。

例题1：下列四种现象中属于扩散现象的有（    ）

A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴

B．海绵吸水

C．在一杯吸水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸

D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有煤

答案：CD

2．布朗运动

（1）布朗运动：______________________________________________________叫做布朗运动。

它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。

（2）布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒____________________的不平衡性是产生布朗运动的原因。

简言之：____________________________________________是产生布朗运动的原因。

（3）影响布朗运动激烈程度的因素：____________________和________________。

（4）布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动。

【注意】

（1）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。

（2）悬浮在气体中的微粒也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动。

（3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则。实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹。

3．热运动

热运动：_______________________________________叫做热运动。

温度越高，分子的热运动越_______________。

例题2：“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。则布朗运动是指（    ）

A．液体分子的运动

B．悬浮在液体中的固体分子的运动

C．悬浮在液体中的固体颗粒的运动

D．液体分子和固体分子的共同运动

答案：C

例题3：下列关于布朗运动的说法中正确的是（    ）

A．布朗运动是液体的分子的无规则运动

B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动

C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力

D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈

答案：D

例题4：在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可看到悬浮在空气中的微粒在不停地的运动，这些微粒的运动是（    ）

A．布朗运动

B．不是布朗运动

C．自由落体运动

D．是由气流和重力引起的运动

答案：BD

例题5：如下图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是（    ）

A．一定在CD连线的中点

B．一定不在CD连线的中点

C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点

D．可能在CD连线以外的某点上

答案：CD

三、分子间的作用力

（一）分子间存在相互作用力

1．分子间存在相互作用的__________。

2．分子间存在相互作用的__________。

3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的_________（分子力）。

（二）分子间相互作用力的特点

1．分子间的引力和斥力__________________。

2．分子间的引力和斥力只与___________________________有关，与分子的运动状态___________。

3．分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而_________，且斥力总比引力随r的增大__________________。

（三）分子力与距离的关系示意图

如下图所示，F＞0为_________，F＜0为_________，横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线，横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线，实线为分子间引力和斥力的合力F（分子力）随r的变化图线。

1．当r＝r0时，F引____F斥，分子处于__________________，其中r0为分子直径的数量级，约为_________m。

2．当r＜r0时，F引_____F斥，对外表现的分子力F为_________。

3．当r＞r0时，F引_____F斥，对外表现的分子力F为_________。

4．当r＞_________时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）。

（四）引起分子间相互作用力的原因

分子间相互作用力是由_____________________________________________相互作用而引起的。

例题6：分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则（    ）

A．F引和F斥是同时存在的

B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力

C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大

D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小

答案：A

例题7：当两个分子间距离为r0时，分子力为零，下列关于分子力说法中正确的是（    ）

A．当分子间的距离为r0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力

B．分子间距离小于r0时，分子力增大，分子间表现出是斥力

C．当分子间相互作用力表现为斥力时，分子距离变大时，斥力变大

D．在分子力作用范围内，不管r＞r0，还是r＜r0，斥力总比引力变化快

答案：BD

例题8：有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中（    ）

A．分子力总对乙做正功

B．乙总是克服分子力做功

C．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

D．乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功

答案：C

四、分子动理论

1．_________________________________________________________。

2．_________________________________________________________。

3．_________________________________________________________。

从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做_________________。

【练习巩固】

1．下列现象中，能说明分子是不断运动着的是（    ）

A．将香水瓶打开后能闻到香味

B．汽车开过后，公路上尘土飞扬

C．洒在地上的水，过一段时间就干了

D．悬浮在水中的花粉做无规则运动

答案：ACD

2．关于布朗运动的下列说法中正确的是（    ）

A．布朗运动就是分子运动

B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映

C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映

D．观察时间越长，布朗运动就越显著

E．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

答案：C

3．关于布朗运动，以下说法正确的是（    ）

A．布朗运动是指液体分子的无规则运动

B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的

C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生冲力不平衡引起的

D．在悬浮微粒大小不变情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈

答案：CD

4．在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度（    ）

A．与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈

B．与悬浮颗粒的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈

C．与温度有关，温度越高布朗运动越激烈

D．与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓

答案：AD

5．较大的颗粒不做布朗运动原因是（    ）

A．液体分子停止运动

B．液体温度太低

C．跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡

D．分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态

答案：CD

6．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能在气体、液体、固体中发生

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．布朗运动和扩散现象都是永不停息的

答案：CD

7．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．分子之间是有空隙的

D．物体之间有相互作用力

答案：AC

8．当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应是（    ）

A．两分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用

B．两分子间的距离r<r0时，它们之间只有引力作用

C．两分子间的距离r<r0时，既有引力又有斥力作用，而且斥力大于引力

D．两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力作用，而且引力大于斥力

答案：CD

9．下列现象可以说明分子间存在引力的是（    ）

A．打湿了的两张纸很难分开

B．磁铁吸引附近的小铁钉

C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开

D．用电焊把两块铁焊在一起

答案：ACD

10．玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，其原因是（    ）

A．玻璃分子间的斥力比引力大

B．玻璃分子间不存在分子力的作用

C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃之间，分子引力和斥力大小相等合力为零

D．两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子作用力为零

答案：D

11．甲、乙两分子相距较远（分子力为零），固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中（    ）

A．分子力总是对乙做正功

B．乙总是克服分子力做功

C．先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功

D．先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功

答案：D