2019-2020年高中物理《分子的熱運(yùn)動(dòng)》教案16 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16 新人教版選修3-3 要 點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和產(chǎn)生機(jī)理 如何證明分子在運(yùn)動(dòng)──宏觀代替微觀的方法 教學(xué)難點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)的所見(jiàn)與結(jié)論之間的關(guān)系 考試要求：高考Ⅰ（分子的熱運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)），會(huì)考 課堂設(shè)計(jì)：本教時(shí)是學(xué)生第一次用（宏觀）實(shí)驗(yàn)的手段來(lái)證實(shí)微觀的結(jié)論，所以應(yīng)重視學(xué)生對(duì)這種方法上的適應(yīng)。教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)布朗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象背后所在的原因，從而使學(xué)生的思維跨越現(xiàn)象，了解其最本質(zhì)的。因?yàn)榻虒W(xué)是依據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論來(lái)展開(kāi)的，做好布朗運(yùn)動(dòng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)是至關(guān)重要的，若在分組觀察有困難的情況下，至少應(yīng)保證有一組的觀察，利用課前課后的時(shí)間，力爭(zhēng)讓更多的同學(xué)觀察，打好由宏觀進(jìn)入微觀的第一仗。 解決難點(diǎn)：學(xué)生總會(huì)依賴(lài)所見(jiàn)的來(lái)推斷，既要鼓勵(lì)其尊重實(shí)驗(yàn)的物理方法，又要指出進(jìn)入微觀領(lǐng)域后思維在研究中的重要性，教學(xué)活動(dòng)要依靠學(xué)生總結(jié)看到什么、反映什么，在理解的層次上登一個(gè)臺(tái)階。 學(xué)生現(xiàn)狀：顯微鏡下的就是微觀的，所以看到的就是分子的運(yùn)動(dòng)； 理解布朗運(yùn)動(dòng)明顯的原理有欠缺，常會(huì)出現(xiàn)相反的結(jié)論； 看到的現(xiàn)象還需要經(jīng)過(guò)思維去理解，尚要進(jìn)行一定的訓(xùn)練。 培養(yǎng)能力：分析綜合能力，理解推理能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰? 思想教育：唯物主義世界觀，尊重事實(shí) 課堂教具：顯微鏡（大于500倍），火柴，電源接線(xiàn)，布朗運(yùn)動(dòng)演示儀（氣體） 備 注：觀察布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)刻抓緊在課前課后的間隙進(jìn)行 一、新課引入 根據(jù)分子動(dòng)理論，構(gòu)成物體的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這個(gè)結(jié)論也是實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上得到的，本節(jié)課我們就從實(shí)驗(yàn)說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 二、擴(kuò)散現(xiàn)象 學(xué)生觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)： 1.將盛有二氧化氮的集氣瓶與另一集氣瓶豎直方向?qū)诮佑| ,看到二氧化氮?dú)怏w從下面的瓶子慢慢擴(kuò)展到上面瓶?jī)?nèi)。 2.在一燒杯的水中，滴入幾滴紅墨水后，紅墨水在水中逐漸擴(kuò)展。 【問(wèn)】：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于什么物理現(xiàn)象？它說(shuō)明了什么？ 學(xué)生回答問(wèn)題，教師總結(jié)：上述實(shí)驗(yàn)是氣體，液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，說(shuō)明分子在做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)。 【問(wèn)】舉例說(shuō)明在固體之間也會(huì)存在擴(kuò)散現(xiàn)象。（堆在地面上的煤） 固體的擴(kuò)散現(xiàn)象比較緩慢，不特別觀察很難直接觀察到。 【問(wèn)】擴(kuò)散的快慢與什么因素有關(guān)？ 演示實(shí)驗(yàn)：同時(shí)將紅墨水分別滴入冷水和熱水中，學(xué)生觀察擴(kuò)散的快慢。 結(jié)論：擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度高，擴(kuò)散現(xiàn)象加快，說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)更加激烈。 【問(wèn)】分子究竟做什么樣的運(yùn)動(dòng)？能否直接用肉眼觀察到分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)？ 回憶分子直經(jīng)、體積，得出不可能的 看到的顏色變化是分子的群體遷移（類(lèi)似云、水珠） 【問(wèn)】借助于儀器（如顯微鏡）能否觀察到？ 三、布朗運(yùn)動(dòng) 可以更明顯的觀察證實(shí)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象是布朗運(yùn)動(dòng)。 1.介紹布朗運(yùn)動(dòng) 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，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，后來(lái)就把懸浮顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。 閱讀實(shí)驗(yàn)，思考： “小碳粒”是不是分子？ “位置連線(xiàn)”是路程還是位移？（位移） 時(shí)間間隔延長(zhǎng)，折線(xiàn)更復(fù)雜還是更簡(jiǎn)單？（復(fù)雜） 分析：從圖11-4可以看出,各個(gè)微粒的運(yùn)動(dòng)情況是不相同的，同一微粒在相等的時(shí)間內(nèi)通過(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。 2.介紹布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) （1）連續(xù)觀察布朗運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)只要液體不干涸，無(wú)論白天黑夜，它總是不停地在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。所以說(shuō)，布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的。 （2）更換不同的懸浮顆粒，如花粉，藤黃，墨汁的炭粒等都存在布朗運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明布朗運(yùn)動(dòng)不取決于顆粒本身。 （3）懸浮的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。顆粒大了，布朗運(yùn)動(dòng)不明顯，甚至觀察不到。 （4）布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而愈加劇烈。 3. 針對(duì)上述特點(diǎn)，分析布朗運(yùn)動(dòng)的原因 （1）布朗運(yùn)動(dòng)并不是外界因素影響而產(chǎn)生 a. 不管觀察多少時(shí)間布朗運(yùn)動(dòng)總是不停止 b.如果外界因素影響，那么在同一條件下，觀察到的微粒的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)相同。 （2）布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒受到各個(gè)方向的液體分子的撞擊不平衡造成的。在某一瞬間，微小顆粒在某個(gè)方向受到液體分子的撞擊作用強(qiáng)，它就沿這個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng)，它就沿另一方向運(yùn)動(dòng)。所以布朗運(yùn)動(dòng)并不是顆粒中分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮在液體中的固體顆粒受到液體分子的無(wú)規(guī)則撞擊而產(chǎn)生的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性間接地反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 （3）為什么懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯？ a. 顆粒越小，在某一瞬間與它撞擊的分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，因此，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。 b.顆粒越大，在某一瞬間與它撞擊的分子數(shù)越多，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯，因此，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，甚至觀察不到。 （4）布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而更加激烈 溫度越高，分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈，撞擊微小顆粒的作用就越激烈，而且撞擊次數(shù)也更頻繁，造成布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。而擴(kuò)散現(xiàn)象也是溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，這兩種現(xiàn)象都是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。這說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。所以，通常把分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。 四、復(fù)習(xí)鞏固 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)說(shuō)明物體的分子在作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)中看到的是微粒的運(yùn)動(dòng)，反映的是分子運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度受溫度和顆粒的大學(xué)影響 鞏固練習(xí)：課本P75 練習(xí)二 用蠟燭在玻璃板上熏燒出煙塵，刮入水中，搗碎片刻，取中間部分（4010顯微鏡） 學(xué)生的觀察時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)安排在課前、課中、課后觀察，如果條件允許，可多擺設(shè)幾組（在實(shí)驗(yàn)室）。 考慮到這個(gè)實(shí)驗(yàn)是“劃時(shí)代”的——由宏觀進(jìn)入微觀，由宏觀代替微觀的第一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)力爭(zhēng)開(kāi)出。 作業(yè)：課外活頁(yè)《布朗運(yùn)動(dòng)》 板書(shū)設(shè)計(jì)：