分子动理论

分子动理论（精选14篇）

分子动理论 篇1

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。

（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。

（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。

2.在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3.渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1.教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。

2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1.压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：

圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2.幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

（一）引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程 的设计

1.分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2.分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3.物体的内能

（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？

根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。

①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。

③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4.物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1.判断下面各结论是否正确？

（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。

（3）内能大的物体，温度一定高。

（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。

（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。

答案：（1）、（2）是对的。

2.在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？

（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。

（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。

（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。

（4）分子的内能不变。

答案：以上四个结论都不对。

（三）课堂小结

（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。

（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

（四）说明

这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

分子动理论 篇2

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。

（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。

（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。

2.在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3.渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1.教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。

2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1.压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：

圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2.幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

（一）引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程 的设计

1.分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2.分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3.物体的内能

（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？

根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。

①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。

③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4.物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1.判断下面各结论是否正确？

（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。

（3）内能大的物体，温度一定高。

（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。

（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。

答案：（1）、（2）是对的。

2.在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？

（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。

（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。

（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。

（4）分子的内能不变。

答案：以上四个结论都不对。

（三）课堂小结

（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。

（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

（四）说明

这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

分子动理论 篇3

教学目标

知识目标

1、知道气体分子运动的特点.

2、知道分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律.

3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释.

能力目标

通过用微观解释宏观，提出统计规律，渗透统计观点，以提高学生分析、综合、归纳能力.

情感目标

通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释，尤其是统计规律的渗透，让学生体会其在科学研究中的作用.培养学生树立科学的探究精神.

教学建议

用微观的方法解释宏观现象，对学生来说，这是第一次接触，应从实际出发，通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义.理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容，也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径.

教学设计示例

（一）教学总体设计

1、教师应借助物理规律和课件展示，准确讲解，注意启发点拨，以学生自己讨论归纳.

2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象.

教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维，指导学生观察动画、分析特点，总结统计规律，解释有关现象.

（二）重点·难点·疑点及解决办法

1、重点：气体压强的产生和气体实验定律的微观解释.

2、难点：用统计的方法分析气体分子运动的特点.

3、疑点

（1）气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别.

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定.

4、解决办法

用小球模拟分子碰撞器壁，联系实际，从实例出发理解气体压强的产生机理，并分析影响气体压强的因素.

（三）教学过程

1、气体分子运动特点（条件允许，可以播放动画进行模拟演示）

在教师引导下得出结论：

①气体分子间距较大

②气体分子充满整个容器空间

③气体分子运动频繁碰撞

④气体分子向各个方向运动的机会均等

分析气体分子运动特点及联系实验得出：

①气体分子间距大，作用力小（可认为没有），所以气体没有一定的形态和体积（由容器决定）.

②分子沿各个方向运动的机会均等.

③速率分布是中间大两头小的规律.其速率分布与分子数的关系如图所示.

2、气体压强的微观解释

大量气体分子对器壁频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压强.器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强.

例如：雨滴撞击雨伞的例子.

再比如：用一小把针刺手心，当针刺的频率很高时，手心的感觉就不是痛一下，而是成为一种连续的均匀的痛感了.

气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关.经过实验和理论计算得出：

为气体单位体积内的分子数，E为气体分子的平均动能.

3、对气体实验定律的微观解释

（1）玻意耳定律

（2）查理定律

（3）盖·吕萨克定律

4、总结、扩展

（1）气体分子运动有什么特点？

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定？

（3）怎样从微观的方法解释气体三实验定律？

5、板书设计

五、

1、气体分子运动特点

①

②

③

2、对气体压强的微观解释

3、对气体实验定律的微观解释

教学设计示例参考

气体实验定律的微观解释

一、教学目标

1、知识目标：

（1）能用解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系.

（2）能用解释三个气体实验定律.

2、能力目标：通过让学生用解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法.

3、情感目标：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法.

二、重点、难点分析

1、用来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容.

2、气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力.

三、教具

计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件.

四、主要教学过程

（一）引入新课

先设问：气体分子运动的特点有哪些？

答案：特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间.（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞.气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动.（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的.（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大.

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律.

（二）教学过程设计

1、关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：

温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率（ ）越大.

体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数 与体积V成反比，即体积越大时，反映气体分子的密度n越小.

然后再设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？

这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析.

先让学生看用计算机模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制：

首先用计算机软件在大屏幕上显示出如图1所示的图形：

向同学介绍：如图所示是一个一端用活塞（此时表示活塞部分的线条闪烁3～5次）封闭的气缸，活塞用一弹簧与一固定物相连，活塞与气缸壁摩擦不计，当气缸内为真空时，弹簧长为原长.如果在气缸内密封了一定质量的理想气体.由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等，为简化问题，我们仅讨论向活塞方向运动的分子.大屏幕上显示图2，即图中显示的仅为总分子数的 ，（图中显示的“分子”暂呈静态）先看其中一个（图2中涂黑的“分子”闪烁2～3次）分子与活塞碰撞情况，（图2中涂黑的“分子”与活塞碰撞且以原速率反弹回来，活塞也随之颤抖一下，这样反复演示3～5次）再看大量分子运动时与活塞的碰撞情况：

大屏幕上显示“分子”都向活塞方向运动，对活塞连续不断地碰撞，碰后的“分子”反弹回来，有的返回途中与别的“分子”相撞后改变方向，有的与活塞对面器壁相碰改变方向，但都只显示垂直于活塞表面的运动状态，而活塞被挤后有一个小的位移，且相对稳定，如图3所示的一个动态画面.时间上要显示15～30秒定格一次，再动态显示15～30秒，再定格.

得出结论：由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的.

进一步分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受的冲量为2mv，根据牛顿第三定律，该分子对活塞的冲量也是2mv，那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次，活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍，单位时间内受到的总冲量就是压力，而单位面积上受到的压力就是压强.由此可推出：气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关.对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均冲量，2mv由平均速率v有关，v越大则平均冲量就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大.

2、用解释实验三定律

（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式.

范例：用解释玻意耳定律.

一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比.这就是玻意耳定律.

书面符号简易表述方式：

小结：基本思维方法（详细文字表述格式）是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合.若吻合则实验定律得到了微观解释.

（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对.

书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小.这与查理定律的结论一致.

用符号简易表示为：

（3）让学生再次练习，用解释盖·吕萨克定律.再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习，与下面标准答案核对.

一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小.这与盖·吕萨克定律的结论是一致的.

用符号简易表示为：

（三）课堂小结

1、本节课我们首先明确了气体状态参量与相关的气体分子运动的微观物理量间的关系着重从的观点认识到气体对容器壁的压强是大量分子连续不断地对器壁碰撞产生的，且由分子的平均速率和分子密度共同决定其大小.

2、本节课我们重点学习了用的观点来解释气体三个实验定律的方法.

五、说明

1、本节课设计用计算机模拟气体分子对器壁碰撞而产生压强是为了使学生有一点感性认识，帮助学生想象，其中有两点需要说明，一是弹簧的形变（活塞的位移）说明活塞受到了压力，二是图中所示的“分子”数只是示意图，其“大量”的含义是无法（也没必要）用具体图形表示.

2、本节课用解释实验定律的侧重点在于教会学生“解释”的方法，它是一种从宏观到微观，又由微观到宏观的有序而又严密的推理.因此对三个定律解释方式是先教师示范，讲清方法，再让学生独立思考，自行体验，最后反复练习，熟练掌握.既采用详细表述又用符号简易表示，其目的也是为了训练学生既严密又简练的逻辑思维.

3、由于温度只是气体分子平均动能的标志，它与分子平均速率v只能推出定性的相关关系，中学阶段无法得到定量的相关关系，因此对查理定律和盖·吕萨克定律也只能进行定性解释，不能定量的推出正比关系.

分子动理论 篇4

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇5

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点 ：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇6

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

“分子动理论的初步知识”教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

“分子动理论的初步知识”教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点 ：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇7

教学目标

知识目标

1、知道气体分子运动的特点.

2、知道分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律.

3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释.

能力目标

通过用微观解释宏观，提出统计规律，渗透统计观点，以提高学生分析、综合、归纳能力.

情感目标

通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释，尤其是统计规律的渗透，让学生体会其在科学研究中的作用.培养学生树立科学的探究精神.

教学建议

用微观的方法解释宏观现象，对学生来说，这是第一次接触，应从实际出发，通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义.理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容，也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径.

教学设计示例

（一）教学总体设计

1、教师应借助物理规律和课件展示，准确讲解，注意启发点拨，以学生自己讨论归纳.

2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象.

教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维，指导学生观察动画、分析特点，总结统计规律，解释有关现象.

（二）重点·难点·疑点及解决办法

1、重点：气体压强的产生和气体实验定律的微观解释.

2、难点：用统计的方法分析气体分子运动的特点.

3、疑点

（1）气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别.

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定.

4、解决办法

用小球模拟分子碰撞器壁，联系实际，从实例出发理解气体压强的产生机理，并分析影响气体压强的因素.

（三）教学过程

1、气体分子运动特点（条件允许，可以播放动画进行模拟演示）

在教师引导下得出结论：

①气体分子间距较大

②气体分子充满整个容器空间

③气体分子运动频繁碰撞

④气体分子向各个方向运动的机会均等

分析气体分子运动特点及联系实验得出：

①气体分子间距大，作用力小（可认为没有），所以气体没有一定的形态和体积（由容器决定）.

②分子沿各个方向运动的机会均等.

③速率分布是中间大两头小的规律.其速率分布与分子数的关系如图所示.

2、气体压强的微观解释

大量气体分子对器壁频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压强.器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强.

例如：雨滴撞击雨伞的例子.

再比如：用一小把针刺手心，当针刺的频率很高时，手心的感觉就不是痛一下，而是成为一种连续的均匀的痛感了.

气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关.经过实验和理论计算得出：

为气体单位体积内的分子数，E为气体分子的平均动能.

3、对气体实验定律的微观解释

（1）玻意耳定律

（2）查理定律

（3）盖·吕萨克定律

4、总结、扩展

（1）气体分子运动有什么特点？

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定？

（3）怎样从微观的方法解释气体三实验定律？

5、板书设计

五、

1、气体分子运动特点

①

②

③

2、对气体压强的微观解释

3、对气体实验定律的微观解释

教学设计示例参考

气体实验定律的微观解释

一、教学目标

1、知识目标：

（1）能用解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系.

（2）能用解释三个气体实验定律.

2、能力目标：通过让学生用解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法.

3、情感目标：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法.

二、重点、难点分析

1、用来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容.

2、气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力.

三、教具

计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件.

四、主要教学过程

（一）引入新课

先设问：气体分子运动的特点有哪些？

答案：特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间.（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞.气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动.（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的.（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大.

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律.

（二）教学过程设计

1、关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：

温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率（ ）越大.

体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数 与体积V成反比，即体积越大时，反映气体分子的密度n越小.

然后再设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？

这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析.

先让学生看用计算机模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制：

首先用计算机软件在大屏幕上显示出如图1所示的图形：

向同学介绍：如图所示是一个一端用活塞（此时表示活塞部分的线条闪烁3～5次）封闭的气缸，活塞用一弹簧与一固定物相连，活塞与气缸壁摩擦不计，当气缸内为真空时，弹簧长为原长.如果在气缸内密封了一定质量的理想气体.由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等，为简化问题，我们仅讨论向活塞方向运动的分子.大屏幕上显示图2，即图中显示的仅为总分子数的 ，（图中显示的“分子”暂呈静态）先看其中一个（图2中涂黑的“分子”闪烁2～3次）分子与活塞碰撞情况，（图2中涂黑的“分子”与活塞碰撞且以原速率反弹回来，活塞也随之颤抖一下，这样反复演示3～5次）再看大量分子运动时与活塞的碰撞情况：

大屏幕上显示“分子”都向活塞方向运动，对活塞连续不断地碰撞，碰后的“分子”反弹回来，有的返回途中与别的“分子”相撞后改变方向，有的与活塞对面器壁相碰改变方向，但都只显示垂直于活塞表面的运动状态，而活塞被挤后有一个小的位移，且相对稳定，如图3所示的一个动态画面.时间上要显示15～30秒定格一次，再动态显示15～30秒，再定格.

得出结论：由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的.

进一步分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受的冲量为2mv，根据牛顿第三定律，该分子对活塞的冲量也是2mv，那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次，活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍，单位时间内受到的总冲量就是压力，而单位面积上受到的压力就是压强.由此可推出：气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关.对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均冲量，2mv由平均速率v有关，v越大则平均冲量就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大.

2、用解释实验三定律

（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式.

范例：用解释玻意耳定律.

一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比.这就是玻意耳定律.

书面符号简易表述方式：

小结：基本思维方法（详细文字表述格式）是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合.若吻合则实验定律得到了微观解释.

（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对.

书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小.这与查理定律的结论一致.

用符号简易表示为：

（3）让学生再次练习，用解释盖·吕萨克定律.再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习，与下面标准答案核对.

一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小.这与盖·吕萨克定律的结论是一致的.

用符号简易表示为：

（三）课堂小结

1、本节课我们首先明确了气体状态参量与相关的气体分子运动的微观物理量间的关系着重从的观点认识到气体对容器壁的压强是大量分子连续不断地对器壁碰撞产生的，且由分子的平均速率和分子密度共同决定其大小.

2、本节课我们重点学习了用的观点来解释气体三个实验定律的方法.

五、说明

1、本节课设计用计算机模拟气体分子对器壁碰撞而产生压强是为了使学生有一点感性认识，帮助学生想象，其中有两点需要说明，一是弹簧的形变（活塞的位移）说明活塞受到了压力，二是图中所示的“分子”数只是示意图，其“大量”的含义是无法（也没必要）用具体图形表示.

2、本节课用解释实验定律的侧重点在于教会学生“解释”的方法，它是一种从宏观到微观，又由微观到宏观的有序而又严密的推理.因此对三个定律解释方式是先教师示范，讲清方法，再让学生独立思考，自行体验，最后反复练习，熟练掌握.既采用详细表述又用符号简易表示，其目的也是为了训练学生既严密又简练的逻辑思维.

3、由于温度只是气体分子平均动能的标志，它与分子平均速率v只能推出定性的相关关系，中学阶段无法得到定量的相关关系，因此对查理定律和盖·吕萨克定律也只能进行定性解释，不能定量的推出正比关系.

分子动理论 篇8

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇9

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。

（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。

（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。

2.在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3.渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1.教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。

2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1.压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：

圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2.幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

（一）引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程 的设计

1.分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2.分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3.物体的内能

（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？

根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。

①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。

③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4.物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1.判断下面各结论是否正确？

（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。

（3）内能大的物体，温度一定高。

（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。

（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。

答案：（1）、（2）是对的。

2.在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？

（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。

（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。

（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。

（4）分子的内能不变。

答案：以上四个结论都不对。

（三）课堂小结

（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。

（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

（四）说明

这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

分子动理论 篇10

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点 ：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇11

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。

（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。

（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。

2.在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3.渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1.教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。

2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1.压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：

圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2.幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

（一）引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程 的设计

1.分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2.分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3.物体的内能

（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？

根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。

①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。

③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4.物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1.判断下面各结论是否正确？

（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。

（3）内能大的物体，温度一定高。

（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。

（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。

答案：（1）、（2）是对的。

2.在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？

（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。

（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。

（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。

（4）分子的内能不变。

答案：以上四个结论都不对。

（三）课堂小结

（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。

（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

（四）说明

这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

分子动理论 篇12

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

教材分析

教学目标知识与技能 通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本特点，并能用其解释某些热现象。

过程与方法 通过观察和实验，学会运用想象和类比等研究方法，培养学生的观察和分析概括信息的能力。

情感态度与价值观 培养学生敢于表达自己的想法，随时关注周围的人和事以及有关现象。

教学重点 通过观察和实验，了解分子热运动，并能用其解释某些热现象。

教学难点 分子热运动剧烈程度与温度的关系，

学情分析 学生在第十章“多彩的物质世界中，已经对物质的组成及分子运动情况有了大致的了解，在化学课中已经知道了扩散现象，对生活中一些常见的扩散现象也有了较深的印象，但对于分子的运动快慢与什么因素有关的问题并不十分清楚。

方法运用 整节课运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式，在进行“分子运动剧烈程度与温度的关系”的探究中运用类比、推理、论证的方法。

教具和媒体 教师：多媒体、一杯大米、三杯小鱼、两只温度计

学生：一杯凉水、一杯热水、一把药匙、少量品红等

--说明

1.本节课作为本章的第一节内容，是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。但由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用类比的方法组织教学。

2.为加深学生对扩散这个常见现象的探究兴趣，设计了学生熟悉的品红在水中扩散的实验。同时为实现物理源于生活，服务于生活，同时了解和分子热运动有关的现代科技，所以在最后让学生列举扩散现象在生活中的有关实例及其应用。

3.本节需要考察的知识与技能要求较低但内容抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生讨论为主，在教师引导的基础上，运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式，以“提出问题──进行类比──形成假说──分析推断──实验检验──得出结论”为主线的思维程度进行教学，利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。

4.本节课为了使学生在学习过程中，对于分子运动情况及扩散现象有更具体、清晰的了解，在相关部分设计了多媒体课件。

教学流程

课题引入

用课件1展示大量分子无规则运动图，并提问可以判断出是什么在运动在旧知识的基础上提出本节课的课题：分子的运动规律怎样？通过课件引导学生想象、回忆，引起学生的兴趣，同时引入课题播放课件1并提问引导对学生的回答以肯定，并说明所代表的内容：分子的无规则运动说明：在第十章中已经采用拟人的方法学习了解了固体、液体、气体分子的运动情况确定本节课的研究内容：分子的运动规律仔细观察并回答这像是什么在运动及其相关问题

回顾有关内容提出进一步想要学习的问题

课题探究

一、提出问题

如何研究分子的运动？利用小组“讨论法”发散学生的思维，使他们知道研究这类问题的科学方法提出问题：分子太小，无法用肉眼看到它的运动情况，该如何研究？汇总学生讨论情况回忆思考小组讨论可以采用的研究方法；转换法、模型法、类比法等

二、研究方法类比法选用类比的方法将不容易研究的问题简单化，可以使学生更容易探究分子的运动规律确定研究方法

展示实物：一杯大米、有一条小鱼的一杯水、有许多条小草鱼的一杯水，引导学生确定与分子运动相似的物体。观察交流

找到与分子运动相似的物体运动：水中运动的大量小草鱼

三、形成假说

1.鱼的运动快慢与水的温度有关；水的温度越高，草鱼运动的越快（水温不能超过鱼的承受极限温度）

2.分子的运动快慢可能与物体的温度有关：温度越高，分子运动越剧烈。通过观察探究得到鱼的运动规律，类推得出分子运动规律的假说，学生非常容易而且自然通过课件2形象地展示水的温度对草鱼的运动快慢的影响，加深实验印象，同时可以顺理成章地过度到分子的运动。

1.展示实物：两杯盛有等量水和草鱼的水杯，但两杯水中的小草鱼运动快慢不同。

2.引导学生探究并得出结论。

3.播放课件2：鱼的运动速度随温度的升高而加快，引导学生类推分子的运动与温度的关系。4.播放课件3：分子的运动随温度的升高而加剧。

1.观察并猜想交流：什么原因引起鱼的运动快慢不同？

2.实验探究

两组学生通过用手试摸、用温度计测量水的温度，得出鱼的运动规律。

3.观察课件并类推出分子运动与温度的关系。

4.观察课件并形成分子运动与温度关系的假说。

四、利用假说推断如果上述假说成立，那么会出现：品红使热水变色比冷水快。利用学生已有的知识可以降低学习的难度。提出问题：如果上面的假说成立，等量的品红放入同样多的冷水和热水，会出现什么现象？回忆化学知识：品红使水变色对问题进行猜想。

五、实验检验

遇过学生分组实验，验证假说的推断是否正确，通过学生的分组实验，既可以使每个学生都能亲身、仔细地观察实验现象，又可以锻炼学生的动手与合作能力。通过生活中相关的实例进一步证明实验结论的正确性，使结论由特殊到一般，具有普遍性；给学生提供器材，组织学生分组实验，提醒实验中应注意控制变量。

利用实验现象和课件4（扩散现象的微观分析以及扩散现象与温度的关系）分析总结出结论。

提问：还有什么现象或实验能够证明上面的猜想是正确的？小组合作，进行实验。

分析观察到现象，得出正确结论。

讨论回答生活中大量温度影响扩散现象发生快慢的实例。

六、得到结论通过假说推断的正确性来证明假说的正确，这是物理、教学常用的方法。引导学生得出分子运动与温度之间的正确关系，给出结论和本节课的课题：

分子热运动

并解释为什么称为“热运动”分析

理解

评估与反思1.在研究分子运动规律的过程中，经历的思维探究程序：提出问题─类比─形成假说─进行推断─实验检验─得出结论

2.用到的研究方法：类比法、控制变量法、转换法发挥学生的主动性，根据自己的理解进行小结，培养总结概括能力。引导学生讨论自行进行探究的过程和方法的小结。

播放课件5进行简单总结，同时进行情感教育，说明伟大的物理学家牛顿在研究光的色散时曾用到这样的思维探究过程。小组讨论后自行小结。

总结研究方法时具体说明在什么环节或问题中是如何运用的。

板

书

设

计15-1　分子热运动

问题：分子的运动规律？

类比：草鱼的运动规律：水温越高，草鱼运动越快

假说：分子运动可能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈

推断：品红使热水变色比冷水快

实验：冷水＋品红

热水＋品红　　扩散现象

结论：分子的运动与温度有关；温度越高，热运动越剧烈

分子动理论 篇13

教学目标

a. 知道物质是由分子构成的；分子不停地做无规则运动；分子的体积和质量都非常小，在一般物体里含有的分子数非常多.

b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动.

c. 知道分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，知道一些分子间相互作用力的实例.

d. 理论联系实际，培养学生用所学知识解决实际问题的能力.

教学建议

教材分析

分析一：本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识，并对分子大小进行了讨论，使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验，分析宏观现象出发，通过推理去探索微观世界的思路，依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。

分析二：分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点，一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的，温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论，可以成功地解释大量的热现象。

分析三：分子运动论的基本内容：物质由大量分子构成，分子体积极小，直径只有10-10米左右，一滴水约含有1.6×1021个水分子，分子之间有空隙，气体分子的间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小；分子做永不停息的无规则运动，这种运动与温度有关，一般温度高的物体内部分子运动剧烈，所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动，扩散现象是分子无规则运动的例证；分子之间有引力和斥力同时存在，分子间距离小于平衡位置时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，分子间距离等于平衡位置时，斥力等于引力，分子间作用力为零，分子间距离大于平衡位置时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，由于分子间的引力，使固体能保持一定的形状和体积，而由于分子间的斥力，使分子间保持一定的空隙，也使得固体和液体较难压缩。

教法建议

建议一：可以从机械能向内能的转化的实验引入课题，例如关掉动力的汽车慢慢停下来，掉到地面的乒乓球最终停在地面，它们的机械能到哪儿去了？从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。

建议二：分子运动论从“微观”的角度认识热现象，即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题，可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时，要认真分析题意，明确与题目相关的物理知识，然后在用分子运动论的相应观点，特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。

建议三：根据分子运动论的观点，物质由大量分子构成，这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外，构成物质的分子直径非常小，肉眼无法直接观察到，为了形象地说明这一点，可以用宏观物体间的尺寸比来说明。

建议四：构成物体的分子在不停地做无规则运动，这也是我们肉眼无法观测到地，因此要做好演示实验，例如打开香水瓶瓶盖后，满教室都能闻到香味；红墨水在水中的扩散等。另外，我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象，使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化，有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢，如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。

建议五：分子间作用力较难、较复杂，尤其是分子间引力与斥力同时存在，学生较难理解，因此教学时要求不要太高，只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在，且知道什么时候分子间表现出引力，什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

教学设计示例

课题：

分子运动论的初步知识

教学重点：

知道分子动理论的三个基本观点和相对应实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释.

教学难点 ：

对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象.

教学手段：

讲授、实验

教 具：

烧杯、红墨水、清水、香水、乒乓球、集气瓶、NO2气体、铅块、计算机

知识内容

教师活动

学生活动

一、引入课题

二、物质由分子构成

构成物质的分子一般很小，直径一般在10-10m左右，物体内含有的分子数目一般很多

三、分子的运动

分子总在做不停的无规则的运动，在不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散.

四、分子间的作用力

分子间存在相互作用力，分子间同时存在引力和斥力.当分子间距离等于平衡位置时，分子间引力等于斥力，作用力为零；当分子间距离小于平衡位置时，分子间引力小于斥力，作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡位置时，分子间引力大于斥力，作用力表现为引力.

固体和液体很难压缩、固体较难被拉伸，都是由于分子间作用力的原因.

五、思考题（能力提高）

扩散快慢跟什么因素有关？

将一乒乓球由一定高度静止释放，提出问题：乒乓球运动的机械能上哪儿去了？

讲解、举例

通过实例讲解分子数目巨大，让学生体会分子非常小.

打开香水瓶盖，提问：为什么我们能闻到香味？香料分子是怎样进入我们的鼻子？

演示NO2气体与空气间的扩散过程

演示红墨水在清水中的扩散现象

教师解释原因

计算机模拟演示气体分子的无规则运动

计算机模拟演示扩散过程

教师讲解

做铅块间分子作用力的演示实验

演示实验：比较红墨水在冷水和热水中扩散快慢实验

观察乒乓球的运动情况，并回答问题.

联系化学中有关分子的知识思考

学生思考并回答问题，

学生举例说明日常生活中的相似现象

学生观察实验，发散思维

作业 ：p14—练习1、2

“分子动理论”探究活动

专题讨论：哪些现象说明了分子在不停地做无规则运动？

专题调查研究活动：有哪些方法可以帮助我们观察到微小事物？可上网或图书馆查询相关资料，或请教专家，将这些方法的原理、特征及优、缺点写成科技小文章相互交流.

分子动理论 篇14

1.本章主要是研究物体的组成、分子热运动、分子间的作用力以及物体的内能。

2.本章主要内容为分子动理论，以分子动理论为基础，将宏观物理量温度和物体的内能联系起来。属模块中高考必考内容。

3.高考中以选择题形式考查对基础知识的理解，以计算题形式进行宏观量与微观量间的计算。

第一课时 分子动理论

【教学要求】

1.知道物体是由大量分子组成的，理解阿伏加德罗常数。

2.知道分子热运动，分子热运动与布朗运动关系。

3.知道分子间的作用力和一些宏观解释。

【知识再现】

一、物质是由大量分子组成的

1.分子体积很小，它的直径数量级是 m.

2.油膜法测分子直径：d=V/S，V是 ，S是水面上形成成的单分子油膜的面积.

3.分子质量很小，一般分子质量的数量级是

kg

4.分子间有空隙.

5.阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数的测量值NA= mol—1。阿伏加德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积和质量都很分小，从而说明物质是由大量分子组成的.

二、分子永不停息地做无规则热运动

1.扩散现象：相互接触的物质彼此进入对方的现象，温度越高，扩散 .

2.布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越 ;温度越高，运动越 .布朗运动不是液体分子的运动.

三、分子间存在着相互作用力

1.分子间同时存在相互作用的 和

，合力叫分子力.

2.特点：分子间的引力和斥力都随分子间的

增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更 。

知识点一微观量与宏观量关系的计算

微观量与宏观量间的关系,以阿伏加德罗常数为联系的桥梁。解题时应抓住宏观量中的质量、体积、摩尔质量、摩尔体积、分子数目等，微观量中的分子质量、分子大小(体积与直径)，气体问题一般用正方体模型，固体、液体分子一般用球模型。

【应用1】( 07南京调研)铜的摩尔质量为 ，密度为 ，阿伏加德罗常数为 ，则下列说法正确的是( 　)

A.1kg铜所含的原子数是

B.1m3铜所含的原子数是

C.1个铜原子的质量是

D.1个铜原子所占的体积是

导示: 1kg铜的量为 ，原子数是 ，A错。1m3铜质量为 ，摩尔数为 ，原子数是 ，B错。1摩尔铜原子的质量是M，1个铜原子的质量是 ，C对。1摩尔铜的体积为 ，一个铜原子所占的体积为 ，D对。故本题选CD。

物质密度等于质量与体积之比，也等于摩尔质量与摩尔体积之比。摩尔质量为分子质量的6.02×23倍。摩尔体积为分子占据体积的6.02×23倍。

知识点二布朗运动的理解

布朗运动是花粉小颗粒的运动，它体现了分子运动的特点，不是分子运动。由于分子运动，对花粉小颗粒产生随机的碰撞，这种不平衡，使得花粉小颗粒运动起来。

【应用2】(08镇江调查)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔 10s 记下它的位置，得到了 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、f、 g 等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是( )

A.这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹

B.它说明花粉颗粒做无规则运动

C.在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等

D.从 a 点计时，经 36s ，花粉颗粒可能不在 de 连线上

导示: 花粉颗粒的运动是杂乱无章的，10s内的径迹是复杂的，这些点连接的折线不一定是这一花粉颗粒运动的径迹，A错。它只能说明花粉颗粒做无规则运动，B正确。六段时间的位移大小不等，所以花粉颗粒运动的平均速度大小不等，C错。从d点再运动6s时间，花粉颗粒可能不在 de 连线上，体现花粉颗粒运动的无规则性，D正确。故选BD。

知识点三分子间的作用力与分子势能

分子间同时存在相互作用的斥力与引力，它们都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得快。斥力与引力的合力为分子间的作用力，又分别表现为斥力和引力。所以这里的概念容易引起混淆。A.分子间的引力比分子间的斥力减小得快，分子力增大

B.分子间的引力比分子间的斥力减小得快，分子力减小

C.分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力增大

D.分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力减小

导示: 当分子距离r=r0时，分子间引力和斥力相等，距离再增大时，表现为引力，斥力减小得快，但分子力减小，ABC错，D对，故选D。

讨论分子间斥力与引力时，应区别斥力、引力和作用力三者之间的关系以及它们在不同距离段上的特点。

类型一分子力与宏观力的关系

与分子力特点有关的习题主要有三类：一是判断对分子力特点的描述是否正确.二是利用分子力特点研究分子力做功，分子的加速度.三是与实际相关联的问题.要正确分析这些问题，必须准确把握分子力的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间距离的变化规律.应弄清楚是分子力原因还是其它力作用的结果，切不可见了相斥、相吸就与分子力联系.

【例1】如图所示，使玻璃板的下表面与水接触，再向上用力把玻璃板缓慢拉离水面，当玻璃板离开水面时 ( )

A.玻璃板只受重力和拉力作用，所以对玻璃板的拉力与玻璃板的重力大小相等

B.因为玻璃板的下表面附着了一层水，所以对玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值与这层水的重力相当

C.玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以对玻璃板的拉力小于玻璃板的重力

D.玻璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力，拉力明显大于玻璃板的重力

导示:本实验中，弹簧秤的拉力明显大于玻璃板的重力。形成这种现象的原因就是璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力而产生的。答案D。

宏观力现象往往与微观分子间的作用力有关，例如固体抗压、抗拉等，是由分子力而产生的，而气体的压强则是由分子无规则运动而产生的。

类型二估算题的解题思路

估算题解题时，要抓住对应物理量之间的关系，建立要近似的模型，列出相关等式来求解。

【例2】将0.01mol的香水散在12×7×3.5m3的教室空间，那么每立方米空间有多少个香水分子?

导示: 香水分子的总数为：0.01×6.02×1023个，每立方米空间有 个香水分子。

在宏观环境下计算出的微观量，其数值是一个较大的值，这也是粗略判断结果是否正确的方法之一。

类型三宏观现象与微观理论的对应关系

【例3】将下列实验事实与产生的原因对应起来。

导示: 水与酒精混合体积变小是因为分子间存在间隙，则A与e对应。固体很难被压缩是因为分子间存在斥力，B与d对应。细绳不易被拉断是因为分子间存在引力C与c对应。糖在热水中溶解很快

是因为分子运动剧烈程度与温度有关,D与b对应。冻食品也会变干是因为固体分子也在不停地运动,E与a对应。

1.(07靖江联考)下列叙述正确的是 ( )

A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数

B.物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大

C.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显

D.吸热的物体，其内能一定增加

2.(07广东普宁)一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行。由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积可达到( )

A.108m2 B.109m2 C.1010m2 D.1011m2

3.(07启东)在用油膜法估测分子的大小的实验中，已经油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩散后的面积为S，阿伏加德罗常数为N，以上各量均为国际单位.则 ( )

A.油滴分子直径d=

B.油滴分子直径d=

C.油滴所含分子数n=

D.油滴所含分子数n=

4.如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x 轴上不同位置处。图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和吸力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则( )

A、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-15m

B、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-10m

C、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-10m

D、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-15m

参考答案：

1.AB 2.D 3.B C 4.C