新人教版高中物理选修33分子的热运动教案3.docx

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新人教版高中物理选修33分子的热运动教案3

分子的热运动

★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道并记住什么是布朗运动，知道影响布朗运动激烈程度的因素，知道布朗运动产生的原因。

2、知道布朗运动是分子无规则运动的反映。

3、知道什么是分子的热运动，知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

（二）过程与方法

通过对布朗运动的观察，发现其特征，分析概括出布朗运动的原因；培养学生概括、分析能力和推理判断能力。

（三）情感、态度与价值观

从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析，使学生初步了解用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

★教学重点

扩散现象和布朗运动。

★教学难点

布朗运动的产生原因。

★教学方法

实验法、讲授法

★教学用具：

投影仪、投影片、布朗运动模拟课件，广口瓶两个，一个装有红棕色二氧化氮气体，玻璃板一块、墨汁、水、显微镜

★教学过程

（－）引入新课

据分子动理论，构成物体的分子不停息地做无规则运动，这个结论也是在实验事实的基础上得到的。

本节课我们就用实验事实说明分子的无规则运动。

（二）进行新课

1．扩散现象

［实验］把一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。

［学生猜想可能出现的现象］

猜想一：

二氧化氮和空气均无变化

猜想二：

二氧化氮颜色变淡，空气颜色变红。

［演示］抽去玻璃板，过一段时间发现：

红棕色的二氧化氮气体运动到上面的瓶中去了，使上面的瓶中的气体变成了淡红棕色，上面的无色气体运动到下面去了，使下面红棕色的气体颜色变淡，可以发现最后两种气体混合在一起，上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。

［分析］假如气体分子是静止的，则二氧化氮和空气的扩散实验中，把装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上后，由于二氧化氮的密度比空气大，二氧化氮气体将不会运动到上面瓶中去，上面瓶中的空气也不会运动到下面瓶中，应该观察到上面瓶中始终是无色的，下面瓶中的红棕色始终不会变淡。

然而实验结果却恰相反，我们发现过一段时间后，两种气体混合在一起，这就证明了气体分子不是静止的，而是运动的，正是由于气体分子运动的无规则性.使两瓶中气体分子都重新分布混合在一起，并变得均匀而无差异了。

［总结并板书］不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。

［教师］不仅气体分子在不停地运动着，液体分子、固体分子也在运动着，扩散现象在固体之间和液体之间也会发生。

［学生举几个液体和固体扩散的实例］

向清水中滴入几滴红墨水，过一会儿整杯水都变红。

在墙角堆放煤，当煤用完后，墙角变黑。

［教师］扩散现象可以发生在气体之间、液体之间或固体之间，那么扩散的快慢是不同的，到底扩散快慢与什么有关呢？

［演示］取二个杯子，一只放入冷水，另一只倒入热水，分别用滴管向两杯中滴入一滴红墨水，观察哪杯水先变红。

［现象］装有热水的那只杯子先变红

［结论］扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散进行的越快。

［板书］扩散现象的本质是分子运动。

扩散现象的产生条件是两物质相接触。

影响扩散快慢的因素是：

温度高低。

2．布朗运动

刚才我们通过扩散现象证明了组成物体的分子在做无规则运动，下边我们再来看一个更明显地证实分子的无规则运动的现象——布朗运动。

［实验］把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察

［学生分组观察］并叙述发生的现象。

看到悬浮在液体中的小碳粒在不停地做无规则运动，且炭粒越小，这些运动越明显。

［教师讲解］

悬浮微粒不停地做无规则运动的现象，是1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉时发现的，后来把悬浮微粒的这种运动叫做布朗运动。

［投影出示图7.2—5］

分析：

图中展示的是在显微镜下追踪一个小碳粒运动的情形，图中是每隔30s把观察到的炭粒的位置，然后用直线把这些位置依次连接起来得到的。

由图中可以看出：

微粒的运动是无规则的。

［讨论］图中的每一小段直线是颗粒在这30s内的运动轨迹吗?

［总结］图中的每一段直线是做布朗运动的颗粒30s内的位移，并不是颗粒运动的轨迹，也就是说颗粒在两个位置之间并不是做直线运动，如果时间间隔更短，那么每一小段直线将被几段折线所代替。

从图中可知，各个颗粒的运动情况是不相同的，同一颗粒在相等时间内经过的位移也是不同的，说明布朗运动是无规则的。

［分析布朗运动的产生原因］

［学生阅读课文有关内容］

［投影出示下列问题］

（1）为什么颗粒在液体中不停地改变运动方向?

（2）为什么颗粒越小，布朗运动越显著?

（3）小颗粒的布朗运动能间接说明什么问题?

（4）布朗运动是分子运动吗?

（5）布朗运动的产生为什么不是由外界因素产生的?

教师概括说明：

悬浮在液体中的颗粒被液体分子包围着，液体分子不停地做无规则运动，使颗粒受到来自各个方向的液体分子的碰撞，由于颗粒体积很小，任一瞬时，来自各个方向的对颗粒碰撞的分子数不均衡，形成对颗粒某一方向的合力.但由于分子运动的不规则性，产生某一合力是偶然的，因此，合力是时刻改变的，并且毫无规则，颗粒在不规则变化的合力作用下就做无规则运动。

悬浮颗粒越小，包围它的分子数就越少，来自各个方向的分子对它的碰撞就越不平衡，合力就越大，同时悬浮颗粒越小，包围它的分子数就越少，它的质量就越小，在相同的力作用下，速度越容易改变，所以悬浮颗粒越小，布朗运动就越激烈。

布朗运动不是由外界因素引起的：

这是因为：

第一：

不管观察多长时间，布朗运动总不会停止；

第二：

如果外界影响引起，那么在同一条件下，观察到的不同颗粒的运动情况应该是相同的，但实验结果并不是这样。

［强化训练］

关于布朗运动的下列说法中，正确的是

A．布朗运动就是分子的运动

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。

参考解答：

布朗运动指的是悬浮在液体里的固体微粒的运动，不是分子本身的运动，所以A错。

布朗运动是由于液体分子无规则运动碰撞固体微粒产生的，因此可以从布朗运动间接反映液体或气体分子的无规则运动，所以B错，C正确。

布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小及温度有关，与观察时间长短无关，所以D是错误的。

本题正确的答案是C

［教师］布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小、液体的温度有关

（1）固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显，质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈。

（2）液体的温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性更甚，布朗运动越激烈。

由于扩散现象和布朗运动都说明分子在不停在做无规则运动，且都和温度有关，所以我们把分子的无规则运动叫热运动。

（三）课堂总结、点评

本节课我们主要学习了能证明分子做无规则运动的两种现象：

扩散现象和布朗运动，这二种现象既有相同之处，也有不同之处，相同之处在于：

1．分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动和扩散现象的根本原因；

2．扩散现象和布朗运动都随温度的升高表现得越明显。

扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响，而彼此进入对方里的现象，气体、液体、固体都有扩散现象，扩散快慢除去和温度有关外，还和物体的密度差，溶液的浓度有关，物体的浓度差（或密度差）越大，温度越高，扩散进行的越快，扩散现象证明了任何物质的分子不论在什么状态下都在做永不停止的无规则运动。

布朗运动是悬浮在液体或气体分子中的微粒所做的无规则运动，而不是液体或气体分子的运动，布朗运动的剧烈程度与分子碰撞颗粒的不均匀性有关，颗粒越小撞击的不均匀性越明显，这是布朗运动与扩散现象的不同之处。

★课余作业

完成P8“问题与练习”的题目。

★板书设计

扩散现象

布朗运动

本质：

是分子运动

产生条件：

两物质相接触

影响快慢因素：

温度高低

本质：

是固体颗粒的运动，是液、气体分子运动的反映

产生条件：

固体颗粒悬浮在液体或气体中影响快慢因素；

温度高低，颗粒大小.

分子热运动