1.1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容（導(dǎo)學(xué)案）（學(xué)生版）

第1節(jié)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】物理觀念：知道擴(kuò)散、布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)及分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。科學(xué)思維：理解物體是由大量分子組成的，理解擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)的成因；培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；能用F-r圖像解釋分子力?？茖W(xué)探究：通過(guò)對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的探究，學(xué)會(huì)通過(guò)觀察物理現(xiàn)象，揭示其本質(zhì)，得出結(jié)論?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：學(xué)會(huì)堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度，用實(shí)驗(yàn)方法探究問(wèn)題，培養(yǎng)探索科學(xué)的興趣?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：分子熱運(yùn)動(dòng)及影響因素、分子間作用力變化規(guī)律、分子動(dòng)理論基本內(nèi)容難點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)的成因【知識(shí)回顧】初中已經(jīng)知道物體由大量分子構(gòu)成，墨汁在水中的擴(kuò)散時(shí)，與溫度有怎樣的關(guān)系?阿伏加德羅常數(shù)有何意義？其值為多少？【自主預(yù)習(xí)】一物體是由大量分子組成的1．物體是由大量分子組成的。在研究物體的熱運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律時(shí)，把組成物體的微粒統(tǒng)稱為_______。2．阿伏加德羅常數(shù)(1)定義：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用______________表示。(2)數(shù)值：NA＝______________。二分子熱運(yùn)動(dòng)1．?dāng)U散(1)定義：不同種物質(zhì)能夠______________的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：是由物質(zhì)分子的______________產(chǎn)生的。(3)意義：是物質(zhì)分子______________運(yùn)動(dòng)的證據(jù)之一。(4)應(yīng)用：在生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，在高溫條件下通過(guò)分子的_______，在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素。2．布朗運(yùn)動(dòng)(1)定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的_______運(yùn)動(dòng)。(2)產(chǎn)生原因：液體(或氣體)分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷地撞擊微粒。在某一瞬間，微粒在某個(gè)方向受到的撞擊作用較強(qiáng)；在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，這樣就引起了微粒無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。(3)特點(diǎn)：微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越_______。(4)意義：間接地反映液體(或氣體)分子運(yùn)動(dòng)的______________。3．熱運(yùn)動(dòng)：在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越_______。觀察布朗運(yùn)動(dòng)，溫度越高，懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)就越_______?？梢?jiàn)，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)系，溫度越高，這種運(yùn)動(dòng)越_______。因此，我們把分子這種永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作熱運(yùn)動(dòng)。_______是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。三分子間的作用力1．分子間有空隙(1)氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子之間存在著很大的_______。(2)水和酒精混合后的總體積_______了，表明液體分子間存在著空隙。(3)壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能_______到對(duì)方的內(nèi)部，表明固體分子之間也存在著空隙。2．分子間的作用力分子間有空隙，大量分子卻能聚集在一起，這說(shuō)明分子之間存在著相互作用力。(1)當(dāng)r<r0時(shí)，分子間的作用力F表現(xiàn)為_______。(2)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間的作用力F為_______，這個(gè)位置稱為______________。(3)當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力F表現(xiàn)為_______。四分子動(dòng)理論1．分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容：物體是由大量_______組成的，分子在做永不停息的______________，分子之間存在著______________。2．分子動(dòng)理論：在熱學(xué)研究中常常以以上基本內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。這樣建立的理論叫作分子動(dòng)理論。3．對(duì)于任何一個(gè)分子而言，在每一時(shí)刻沿什么方向運(yùn)動(dòng)，以及運(yùn)動(dòng)的速率等都具有_______性；但是對(duì)于大量分子的整體而言，它們的運(yùn)動(dòng)卻表現(xiàn)出_______性?！菊n堂探究】【新課導(dǎo)入】暮春時(shí)節(jié)，金黃的油菜花鋪滿了原野。你有沒(méi)有想過(guò)，為什么能夠聞到這沁人心脾的香味呢?古希臘學(xué)者德謨克利特早就對(duì)此作出了解釋，他認(rèn)為這是由于花的原子飄到了人們鼻子里。這些“花的原子”究竟是怎么運(yùn)動(dòng)的?物質(zhì)究竟是由什么組成的呢？【新課教學(xué)】物體是由大量分子組成的仔細(xì)觀察上面圖片，請(qǐng)回答：?jiǎn)栴}1：如圖甲所示，把地球的大小與一個(gè)蘋果的大小相比，那就相當(dāng)于將直徑為1cm的球與分子相比，這說(shuō)明了分子的什么特點(diǎn)？1mol水中含有水分子的數(shù)量達(dá)6.02×1023個(gè)，這又說(shuō)明了什么？問(wèn)題2：如圖乙所示是我國(guó)科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子。在計(jì)算固體和液體分子大小時(shí)，一般可以看成小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙），如圖丙所示，請(qǐng)問(wèn)這樣的球體物理模型怎樣求分子直徑？問(wèn)題3：對(duì)于氣體，分子之間不是緊密排列的，一般氣體分子所占據(jù)的空間體積約為氣體分子體積的上千倍。所以一般情況下我們把氣體分子所占據(jù)的空間視為立方體，如圖丁所示。請(qǐng)問(wèn)這樣的物理模型怎樣求分子直徑？小試牛刀【例題】?jī)H利用下列某一組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)的是（）A.水的密度和水的摩爾質(zhì)量B.水分子的體積和水分子的質(zhì)量C.水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積D.水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量【例題】只要知道下列哪一組物理量，就可以估算氣體分子間的平均距離（）A．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度C．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的質(zhì)量和體積D．該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量二、分子熱運(yùn)動(dòng)仔細(xì)觀察上面圖片，請(qǐng)回答：?jiǎn)栴}1：如圖甲，試管底部密度大的硫酸銅溶液會(huì)慢慢擴(kuò)散到上面的清水中，即使沒(méi)有外界溫度變化等干擾，還是會(huì)發(fā)生，這說(shuō)明了什么？問(wèn)題2：用顯微鏡觀察稀釋后的墨汁，發(fā)現(xiàn)懸浮的小炭粒在不停地運(yùn)動(dòng)，每隔30秒記錄一次位置，然后連線，如圖乙，小炭粒的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？問(wèn)題3：活動(dòng)2中微粒的運(yùn)動(dòng)叫布朗運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。試結(jié)合圖丙模型分析布朗運(yùn)動(dòng)的這一特點(diǎn)。問(wèn)題4：擴(kuò)散和布朗運(yùn)動(dòng)都是由分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度越高，擴(kuò)散越快，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，這說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有什么關(guān)系？小試牛刀【例題】關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）A.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能在氣體、液體、固體中發(fā)生B.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子運(yùn)動(dòng)C.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯D.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都可以用肉眼直接觀察【例題】下列說(shuō)法正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象是永不停息的B．布朗運(yùn)動(dòng)是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用C．氣體能充滿任何容器是因?yàn)榉肿娱g的排斥力大于吸引力D．花粉在水中做布朗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，說(shuō)明花粉的分子在做激烈的熱運(yùn)動(dòng)三、分子間的作用力仔細(xì)觀察下列圖片，認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”。問(wèn)題1：氣體很容易被壓縮；如圖甲，水和酒精混合后的總體積變小了，這說(shuō)明了什么？氣體、液體、固體間都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，除了說(shuō)明分子在不停地運(yùn)動(dòng)，還說(shuō)明了什么？問(wèn)題2：大量分子能聚集在一起形成液體、固體，說(shuō)明了什么？問(wèn)題3：當(dāng)用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力；當(dāng)用力壓縮物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，這說(shuō)明分子間的相互作用力有什么特點(diǎn)？問(wèn)題4：研究表明，分子間的作用力F跟分子間距離r的關(guān)系如圖乙。試結(jié)合活動(dòng)3的結(jié)論解釋圖乙。小試牛刀【例題】有兩個(gè)分子，設(shè)想它們之間相隔10倍直徑以上的距離，逐漸被壓縮到不能再靠近的距離，在這過(guò)程中，下面關(guān)于分子力變化的說(shuō)法正確的是()Ａ.分子間的斥力增大，引力變小;Ｂ.分子間的斥力變小，引力變大;Ｃ.分子間的斥力和引力都變大，但斥力比引力變化快;Ｄ.分子力從零逐漸變大到某一數(shù)值后，逐漸減小到零，然后又從零逐漸增大到某一數(shù)值.【例題】當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí)，正好處于平衡狀態(tài)，下列關(guān)于分子間作用力與分子間距離的關(guān)系說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)分子間的距離r<r0時(shí)，它們之間只有斥力作用B．當(dāng)分子間的距離r=r0時(shí)，分子不受力C．在分子間的距離從0.5r0增大到r0的過(guò)程中，分子間相互作用力的合力先減小再增大D．在分子間的距離從r0增大到10r0的過(guò)程中，分子間相互作用力的合力先增大再減小四、分子動(dòng)理論小試牛刀【例題】有關(guān)分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．分子運(yùn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)速度不可能為零C．空氣中PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)屬于分子的熱運(yùn)動(dòng)D．墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻，該現(xiàn)象能夠說(shuō)明水分子和炭粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)【自我測(cè)評(píng)】1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)知道氧氣的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，可以算出一個(gè)氧氣分子的質(zhì)量。()(2)擴(kuò)散與布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)。()(3)懸浮微粒越大，越容易觀察到布朗運(yùn)動(dòng)。()(4)風(fēng)沙彌漫，塵土飛揚(yáng)，可以用分子熱運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋。()(5)固體分子間沒(méi)有空隙。()(6)當(dāng)分子間的距離達(dá)到無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，分子間作用力為零。()2.想一想：擴(kuò)散、布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)有什么不同？3．(多選)設(shè)某固體物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，此種物質(zhì)樣品的質(zhì)量為m，體積為V，分子總數(shù)為N，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列表示一個(gè)分子的質(zhì)量的表達(dá)式中正確的是()A.eq\f(N,m) B.eq\f(M,NA)C.eq\f(m,N) D