2019-2020年高中物理《分子的熱運(yùn)動(dòng)》教案14 新人教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理《分子的熱運(yùn)動(dòng)》教案14 新人教版選修3-3 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.了解擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的； 2.知道什么是布朗運(yùn)動(dòng)，理解布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因； 3.知道什么是熱運(yùn)動(dòng). 二、能力目標(biāo) 通過(guò)對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力. 三、德育目標(biāo) 通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)的教學(xué)，使學(xué)生了解物體的宏觀性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)決定的，使學(xué)生知道客觀事物之間的普遍聯(lián)系. 教學(xué)重點(diǎn) 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng) 教學(xué)難點(diǎn) 布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因 教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、講授法 教學(xué)用具 投影儀、投影片、布朗運(yùn)動(dòng)模擬課件，廣口瓶?jī)蓚€(gè)，一個(gè)裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w，玻璃板一塊、墨汁、水、顯微鏡 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程 ［投影］本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.知道擴(kuò)散現(xiàn)象； 2.知道布朗運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生原因； 3.知道熱運(yùn)動(dòng)的概念. 學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程 一、引入 據(jù)分子動(dòng)理論，構(gòu)成物體的分子不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這個(gè)結(jié)論也是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上得到的.本節(jié)課我們就用實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng). 二、新課教學(xué) （1）擴(kuò)散現(xiàn)象： ［實(shí)驗(yàn)］把一個(gè)裝有無(wú)色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開(kāi). ［學(xué)生猜想可能出現(xiàn)的現(xiàn)象］ 猜想一：二氧化氮和空氣均無(wú)變化 猜想二：二氧化氮顏色變淡，空氣顏色變紅. ［演示］抽去玻璃板，過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)：紅棕色的二氧化氮?dú)怏w運(yùn)動(dòng)到上面的瓶中去了，使上面的瓶中的氣體變成了淡紅棕色，上面的無(wú)色氣體運(yùn)動(dòng)到下面去了，使下面紅棕色的氣體顏色變淡，可以發(fā)現(xiàn)最后兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致. ［分析］假如氣體分子是靜止的，則二氧化氮和空氣的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，把裝有無(wú)色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上后，由于二氧化氮的密度比空氣大，二氧化氮?dú)怏w將不會(huì)運(yùn)動(dòng)到上面瓶中去，上面瓶中的空氣也不會(huì)運(yùn)動(dòng)到下面瓶中，應(yīng)該觀察到上面瓶中始終是無(wú)色的，下面瓶中的紅棕色始終不會(huì)變淡. 然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻恰相反，我們發(fā)現(xiàn)過(guò)一段時(shí)間后，兩種氣體混合在一起，這就證明了氣體分子不是靜止的，而是運(yùn)動(dòng)的，正是由于氣體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性.使兩瓶中氣體分子都重新分布混合在一起，并變得均勻而無(wú)差異了. ［總結(jié)并板書(shū)］不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散. ［教師］不僅氣體分子在不停地運(yùn)動(dòng)著,液體分子、固體分子也在運(yùn)動(dòng)著，擴(kuò)散現(xiàn)象在固體之間和液體之間也會(huì)發(fā)生. ［學(xué)生舉幾個(gè)液體和固體擴(kuò)散的實(shí)例］ 向清水中滴入幾滴紅墨水，過(guò)一會(huì)兒整杯水都變紅. 在墻角堆放煤，當(dāng)煤用完后，墻角變黑. ［教師］擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在氣體之間、液體之間或固體之間，那么擴(kuò)散的快慢是不同的，到底擴(kuò)散快慢與什么有關(guān)呢？ ［演示］取二個(gè)杯子，一只放入冷水，另一只倒入熱水，分別用滴管向兩杯中滴入一滴紅墨水，觀察哪杯水先變紅. ［現(xiàn)象］裝有熱水的那只杯子先變紅 ［結(jié)論］擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行的越快. ［板書(shū)］擴(kuò)散現(xiàn)象的本質(zhì)是分子運(yùn)動(dòng). 擴(kuò)散現(xiàn)象的產(chǎn)生條件是兩物質(zhì)相接觸. 影響擴(kuò)散快慢的因素是：溫度高低. （二）布朗運(yùn)動(dòng)： 剛才我們通過(guò)擴(kuò)散現(xiàn)象證明了組成物體的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，下邊我們?cè)賮?lái)看一個(gè)更明顯地證實(shí)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象——布朗運(yùn)動(dòng). ［實(shí)驗(yàn)］把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察 ［學(xué)生分組觀察］并敘述發(fā)生的現(xiàn)象. 看到懸浮在液體中的小碳粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且炭粒越小，這些運(yùn)動(dòng)越明顯. ［教師講解］ 懸浮微粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，是1827年英國(guó)植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)把懸浮微粒的這種運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng). ［投影出示圖11—4］ 分析：圖中展示的是在顯微鏡下追蹤一個(gè)小碳粒運(yùn)動(dòng)的情形，圖中是每隔30 s把觀察到的炭粒的位置，然后用直線把這些位置依次連接起來(lái)得到的. 由圖中可以看出:微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的. ［討論］圖中的每一小段直線是顆粒在這30 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎? ［總結(jié)］圖中的每一段直線是做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒30 s內(nèi)的位移,并不是顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡,也就是說(shuō)顆粒在兩個(gè)位置之間并不是做直線運(yùn)動(dòng),如果時(shí)間間隔更短,那么每一小段直線將被幾段折線所代替. 從圖中可知,各個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)情況是不相同的,同一顆粒在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的位移也是不同的,說(shuō)明布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的. ［分析布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因］ ［學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容］ ［投影出示下列問(wèn)題］ 1.為什么顆粒在液體中不停地改變運(yùn)動(dòng)方向? 2.為什么顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著? 3.小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)能間接說(shuō)明什么問(wèn)題? 4.布朗運(yùn)動(dòng)是分子運(yùn)動(dòng)嗎? 5.布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生為什么不是由外界因素產(chǎn)生的? 教師概括說(shuō)明: 懸浮在液體中的顆粒被液體分子包圍著,液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),使顆粒受到來(lái)自各個(gè)方向的液體分子的碰撞,由于顆粒體積很小,任一瞬時(shí),來(lái)自各個(gè)方向的對(duì)顆粒碰撞的分子數(shù)不均衡,形成對(duì)顆粒某一方向的合力.但由于分子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性,產(chǎn)生某一合力是偶然的,因此,合力是時(shí)刻改變的,并且毫無(wú)規(guī)則,顆粒在不規(guī)則變化的合力作用下就做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) . 懸浮顆粒越小，包圍它的分子數(shù)就越少，來(lái)自各個(gè)方向的分子對(duì)它的碰撞就越不平衡，合力就越大，同時(shí)懸浮顆粒越小，包圍它的分子數(shù)就越少，它的質(zhì)量就越小，在相同的力作用下，速度越容易改變，所以懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越激烈. 布朗運(yùn)動(dòng)不是由外界因素引起的：這是因?yàn)椋邯? 第一：不管觀察多長(zhǎng)時(shí)間，布朗運(yùn)動(dòng)總不會(huì)停止； 第二：如果外界影響引起，那么在同一條件下，觀察到的不同顆粒的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)該是相同的，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不是這樣. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ 關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中，正確的是  A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng) B.布朗運(yùn)動(dòng)是組成固體微粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 C.布朗運(yùn)動(dòng)是液體或氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 D.觀察時(shí)間越長(zhǎng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著 E.陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng). 參考解答：布朗運(yùn)動(dòng)指的是懸浮在液體或氣體里的固體微粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子本身的運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò). 布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體或氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞固體微粒產(chǎn)生的，因此可以從布朗運(yùn)動(dòng)間接反映液體或氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以B錯(cuò)，C正確. 布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與固體微粒的大小及溫度有關(guān)，與觀察時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，所以D是錯(cuò)誤的. 本題正確的答案是C ［教師］布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與固體微粒的大小、液體的溫度有關(guān) 1.固體微粒越小，液體分子對(duì)它各部分碰撞的不均勻性越明顯，質(zhì)量越小，它的慣性越小，越容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以運(yùn)動(dòng)越激烈. 2.液體的溫度越高，固體微粒周?chē)囊后w分子運(yùn)動(dòng)越不規(guī)則，對(duì)微粒碰撞的不均勻性更甚，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈. 由于擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都說(shuō)明分子在不停在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且都和溫度有關(guān)，所以我們把分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng). 三、小結(jié) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了能證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的兩種現(xiàn)象：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)，這二種現(xiàn)象既有相同之處，也有不同之處，相同之處在于： 1.分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象的根本原因； 2.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都隨溫度的升高表現(xiàn)得越明顯. 擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同物質(zhì)在接觸時(shí)，沒(méi)有受到外力影響，而彼此進(jìn)入對(duì)方里的現(xiàn)象，氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散快慢除去和溫度有關(guān)外，還和物體的密度差，溶液的濃度有關(guān)，物體的濃度差（或密度差）越大，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行的越快，擴(kuò)散現(xiàn)象證明了任何物質(zhì)的分子不論在什么狀態(tài)下都在做永不停止的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng). 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體分子中的微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與分子碰撞顆粒的不均勻性有關(guān)，顆粒越小撞擊的不均勻性越明顯，這是布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的不同之處. 四、作業(yè) 課本P35；練習(xí)二 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動(dòng) 本質(zhì)：是分子運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生條件：兩物質(zhì)相接觸 影響快慢因素：溫度高低 本質(zhì)：是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液、氣體分子運(yùn)動(dòng)的反映 產(chǎn)生條件：固體顆粒懸浮在液體或氣體中影響快慢因素； 溫度高低，顆粒大小. 分子熱運(yùn)動(dòng)