分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修3

1.1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容人教版（2019）高中物理（選擇性必修第三冊(cè)）第一章

分子動(dòng)理論老師：

授課時(shí)間：DNA雙螺旋氯化鈉晶體生物化學(xué)中你學(xué)過(guò)的知識(shí)藻類細(xì)胞第2頁(yè)課堂導(dǎo)入置身花海，你有沒(méi)有想過(guò)，為什么能夠聞到這沁人心脾的香味呢?花的氣味分子飄到人的鼻子里熱學(xué)就是研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是物理學(xué)的一個(gè)重要組成部分。第3頁(yè)課堂導(dǎo)入第4頁(yè)課堂導(dǎo)入2.兩種研究方向：①研究化學(xué)性質(zhì)：物質(zhì)組成微粒是分子、原子、或者離子。②研究熱學(xué)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律：不區(qū)分分子、原子、或者離子在化學(xué)變化中起的不同作用，這些微粒統(tǒng)稱為分子。1.我們初中已經(jīng)學(xué)過(guò)，物體是由大量分子組成的。第5頁(yè)課堂導(dǎo)入3.分子的大?。撼艘恍┯袡C(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10m.放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型

雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子模型第6頁(yè)課堂導(dǎo)入我國(guó)科學(xué)家在1993年首次利用超真空掃描隧道顯微鏡技術(shù)，在一塊晶體硅的表面直接移動(dòng)硅原子寫下了”中國(guó)“兩字。掃描隧道顯微鏡的針尖在銅表面上搬運(yùn)和操縱48個(gè)原子使它們排成圓形第7頁(yè)課堂導(dǎo)入⑵數(shù)值：2.阿伏加德羅常數(shù)1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù).是微觀世界的一個(gè)重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁．⑶意義：⑴定義：NA＝6.02×1023mol－1微觀宏觀NA橋梁第8頁(yè)知識(shí)講解若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，質(zhì)量為m，摩爾體積為Vmol，體積為V，密度為ρ，假設(shè)分子緊密排列，請(qǐng)總結(jié)微觀量與宏觀量的關(guān)系(已知阿伏加德羅常數(shù)為NA)。(1)分子質(zhì)量：m0＝____＝______。(2)分子體積：V0＝____＝______。(3)物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝

＝_____＝______。(4)ρ＝___＝_____。nNA第9頁(yè)知識(shí)講解①固體、液體小球模型

在計(jì)算固液體分子大小時(shí)，作為一個(gè)近似的物理模型，一般可把分子看成是一小球，小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙）。則：dddd第10頁(yè)知識(shí)講解②氣體立方體模型氣體分子間的平均距離ddd立方體模型：在計(jì)算氣體分子大小時(shí)，把每個(gè)分子和其占有的空間當(dāng)作一個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)立方體的中心，這個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)等于分子間的平均距離.即：第11頁(yè)知識(shí)講解氣體實(shí)驗(yàn)：把一個(gè)裝有無(wú)色空氣的廣口瓶倒扣在裝有棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，抽去玻璃板，看到了什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？

現(xiàn)象：兩種氣體最后混合在一起，顏色變得均勻一致氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子之間有間隙(一)擴(kuò)散第12頁(yè)知識(shí)講解液體實(shí)驗(yàn)：在燒杯中裝入半杯清水，注入藍(lán)色硫酸銅溶液，使它留在杯底，觀察兩種液體的分界面，看到了什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？分界面逐步上移，并且變得模糊不清。液體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子之間有間隙第13頁(yè)知識(shí)講解固體實(shí)驗(yàn)固體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子之間有間隙不同種物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象—擴(kuò)散鉛塊金塊

實(shí)驗(yàn)前金塊鉛塊疊放在一起金塊鉛塊

五年后第14頁(yè)知識(shí)講解溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著第15頁(yè)知識(shí)講解1.擴(kuò)散現(xiàn)象不同物質(zhì)相互接觸時(shí)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。1）定義：溴蒸汽的擴(kuò)散第16頁(yè)知識(shí)講解3）原因：2）特點(diǎn)①物質(zhì)處于氣態(tài)、液液、固態(tài)都能夠發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。②溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。③濃度大處向濃度小處擴(kuò)散，且受“已進(jìn)入對(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對(duì)方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為明顯。直接證明組成物質(zhì)的分子在不停地運(yùn)動(dòng)著。分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。4）意義：5）應(yīng)用：在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素。第17頁(yè)知識(shí)講解1.將一碗小米倒入一碗大米中，發(fā)現(xiàn)小米進(jìn)入了大米的間隙之中，這屬于擴(kuò)散現(xiàn)象嗎？擴(kuò)散現(xiàn)象是指由于分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不同物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。但上述現(xiàn)象不是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而是兩種物質(zhì)的混合，所以不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。2.滴一滴紅色墨水在一盆清水中，過(guò)一段時(shí)間整盆水會(huì)變成濃度相同的紅色。整盆水變?yōu)榫鶆虻募t色時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象停止了嗎？溫度低時(shí)擴(kuò)散現(xiàn)象會(huì)停止嗎？沒(méi)有，擴(kuò)散現(xiàn)象永不停止。不會(huì)。第18頁(yè)知識(shí)講解1827年，英國(guó)的一位植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察植物的花粉微粒懸浮在靜止水面上的形態(tài)時(shí)，卻驚奇地發(fā)現(xiàn)這些花粉微粒都在不停地的運(yùn)動(dòng)中，布朗發(fā)現(xiàn)了花粉微粒在水中的這種運(yùn)動(dòng)后，人們對(duì)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因進(jìn)行了種種猜測(cè)。一顆小小的花粉顆粒，頓時(shí)掀起了一場(chǎng)軒然大波，面對(duì)植物學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的所有物理學(xué)家們顯得束手無(wú)策，無(wú)法解釋這一奇怪現(xiàn)象.整整過(guò)了半個(gè)世紀(jì)，直到1905年愛因斯坦和波蘭物理學(xué)家佩蘭發(fā)表了他們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理論研究結(jié)果，對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)做出了理論上解釋.2.布朗運(yùn)動(dòng)第19頁(yè)知識(shí)講解在顯微鏡下觀察布朗運(yùn)動(dòng)第20頁(yè)知識(shí)講解思考與討論：（1）花粉微粒在顯微鏡下的運(yùn)動(dòng)有規(guī)律嗎？無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（2）花粉微粒的大小對(duì)運(yùn)動(dòng)是否有影響？與微粒大小有關(guān)，越小越明顯。第21頁(yè)知識(shí)講解三顆微粒每隔30秒位置的連線圖思考與討論：（3）圖中折線是否為花粉微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡？不是運(yùn)動(dòng)軌跡（4）這些折線反映了微粒的運(yùn)動(dòng)什么特點(diǎn)？無(wú)規(guī)則的特點(diǎn)（5）你能預(yù)測(cè)微粒下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)到的位置嗎？不能第22頁(yè)知識(shí)講解（1）定義：懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（2）布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)，但布朗顆粒的無(wú)規(guī)則性運(yùn)動(dòng)間接反映了（液體）分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。2.布朗運(yùn)動(dòng)第23頁(yè)知識(shí)講解（3）布朗運(yùn)動(dòng)的成因第24頁(yè)知識(shí)講解布朗運(yùn)動(dòng)的影響因素：顆粒的大小和溫度525045顆粒越小每一瞬間受到液體分子撞擊的數(shù)目少受力極易不平衡顆粒越大同時(shí)跟它撞擊的分子數(shù)多受力的平均效果互相平衡質(zhì)量大，慣性大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變顆粒越大越明顯還是越小越明顯？影響因素—顆粒大小布朗運(yùn)動(dòng)跟什么因素有關(guān)？第25頁(yè)知識(shí)講解布朗運(yùn)動(dòng)（1）定義

：懸浮在液體（或氣體）中的微小顆粒永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)。無(wú)規(guī)則永不停息溫度越高越劇烈（2）特點(diǎn)微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著（越不均衡、慣性越小

）（3）布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了液體(或氣體)分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性。注意：不是顆粒分子第26頁(yè)知識(shí)講解從較暗的房間里觀察到入射陽(yáng)光的細(xì)光束中有懸浮在空氣里的塵埃微粒在左右上下游動(dòng)，塵埃微粒的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？答案：布朗微粒是很小的，需要在顯微鏡下觀看，塵埃微粒在陽(yáng)光下肉眼就可見了，所以不是布朗運(yùn)動(dòng)。陽(yáng)光中的塵埃微粒的運(yùn)動(dòng)是由于受到空氣氣流的沖擊裹挾而形成的。第27頁(yè)知識(shí)講解把分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng)。溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越激烈①布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)的宏觀體現(xiàn)，熱運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)的微觀本質(zhì).②布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)的間接反映，擴(kuò)散現(xiàn)象是熱運(yùn)動(dòng)的直接反映.⑴定義：⑵特點(diǎn)：永不停息無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)：布朗運(yùn)動(dòng)不是熱運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)對(duì)個(gè)別分子無(wú)意義熱運(yùn)動(dòng)與宏觀物體的速度無(wú)關(guān)第28頁(yè)知識(shí)講解通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)，你看到什么現(xiàn)象？它說(shuō)明了什么？第29頁(yè)知識(shí)講解分子間有間隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體；分子在運(yùn)動(dòng)，那固體和液體中的分子為什么不會(huì)飛散開，而總是聚合在一起，保持一定的體積呢？

既然分子之間有間隙，為什么壓縮固體和液體很困難？

分子之間存在引力分子之間存在斥力第30頁(yè)知識(shí)講解通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)，你看到什么現(xiàn)象？它說(shuō)明了什么？第31頁(yè)知識(shí)講解▲引起分子間相互作用力的原因我們知道，分子是由原子組成的.原子內(nèi)部有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子.兩原子的電子與電子間，原子核與原子核間存在斥力；兩原子中的電子與原子核間存在引力，故分子間作用力是電子、原子核間的庫(kù)侖力（電磁力）的總體體現(xiàn).而庫(kù)侖力的大小與電荷間距有關(guān)，顯然，分子間作用力跟分子間的距離有關(guān).斥力斥力引力引力第32頁(yè)知識(shí)講解F0r縱軸表示分子間的作用力正值表示F斥橫軸表示分子間的距離負(fù)值表示F引分子間引力和斥力隨分子間距的變化曲線r0F斥F引②引力F引和斥力F斥都隨分子間的距離r

增大而減小實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。①引力F引和斥力F斥同時(shí)存在③分子斥力F斥隨分子間的距離r增大變化快一些第33頁(yè)知識(shí)講解分子力隨分子間距的變化規(guī)律0FF斥F引F分r①當(dāng)r=r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F分＝0，分子處于平衡狀態(tài)。當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)斥＜F引，分子力表現(xiàn)為引力。隨r

的增加，分子力先增大后減小。當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)斥＞F引，分子力表現(xiàn)為斥力。隨r的減小，分子力增大。④當(dāng)r＞10r0（10-9m）時(shí)，分子力等于0。10r0r0=10-10mr0第34頁(yè)知識(shí)講解分子動(dòng)理論1）物質(zhì)是由大量分子組成的；2）分子在做永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)；3）分子間存在著相互作用力。1.基本內(nèi)容：3.統(tǒng)計(jì)規(guī)律：這種由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律，叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)律大量分子整體運(yùn)動(dòng)有規(guī)律2.分子動(dòng)理論：以基本內(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。第35頁(yè)知識(shí)講解課堂小結(jié)一.物體是由大量分子組成的二.分子熱運(yùn)動(dòng)分子間的作用力隨距離r的變化四.分子動(dòng)理論1.內(nèi)容2.遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律阿伏伽德羅常數(shù)三.分子間的作用力布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散原因第36頁(yè)知識(shí)講解例：據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播。氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)。這些固態(tài)或液態(tài)顆粒的大小一般在10-3～103μm之間。已知布朗運(yùn)動(dòng)微粒大小通常在10-6m數(shù)量級(jí)。下列說(shuō)法正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)B．在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒

越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

的軌跡就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡D．當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，顆粒的運(yùn)動(dòng)屬

于布朗運(yùn)動(dòng)，能長(zhǎng)時(shí)間懸浮是因?yàn)闅怏w浮力作用第37頁(yè)知識(shí)講解1．已知水的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA．若用m0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，用V0表示一個(gè)水分子的體積，下列表達(dá)式中正確的是（）AA．B．C．D．第38頁(yè)課堂檢測(cè)2．“墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻”。下列分析正確的是（）A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B．混合均勻的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更大的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速D．墨汁的運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的B第39頁(yè)課堂檢測(cè)3．把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的小炭粒在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來(lái)，最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行連線，得到如圖所示的圖像，對(duì)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A．炭粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的B．越小的炭粒，受到撞擊分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯C．該圖像就是炭粒運(yùn)動(dòng)的軌跡D．水的溫度越高，炭粒的運(yùn)動(dòng)越明顯D第40頁(yè)課堂檢測(cè)4．分子甲和乙相距較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間的分子力可忽略．現(xiàn)讓分子甲固定不動(dòng)，將分子乙由較遠(yuǎn)處逐漸向甲靠近直到不能再靠近，在這一過(guò)程中（

）A．分子力總是對(duì)乙做正功B．分子乙總是克服分子力做功C．分子力先對(duì)乙做正功，再對(duì)乙做負(fù)功，最后又對(duì)乙做正功D．先是分子力對(duì)乙做正功