《分子的熱運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案

《分子的熱運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、同學(xué)們能夠理解分子熱運(yùn)動(dòng)的概念，就像知道小伙伴們?cè)诓賵?chǎng)上自由活動(dòng)一樣清楚。2、可以說出擴(kuò)散現(xiàn)象的定義和例子，就像能說出自己愛吃的零食有哪些一樣簡(jiǎn)單。3、能解釋影響擴(kuò)散現(xiàn)象快慢的因素，就像能解釋為什么有的游戲玩得快有的玩得慢一樣容易。4、理解布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和產(chǎn)生原因，就像理解為什么小螞蟻會(huì)那樣爬一樣明白。二、知識(shí)梳理（一）擴(kuò)散現(xiàn)象1、定義同學(xué)們，想象一下，當(dāng)你在廚房，媽媽打開一瓶香水，過一會(huì)兒，整個(gè)廚房甚至客廳都能聞到香味。這就是一種擴(kuò)散現(xiàn)象哦。擴(kuò)散現(xiàn)象就是不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。比如說，把一滴墨水滴到一杯水里，墨水會(huì)慢慢在水里散開，這也是擴(kuò)散現(xiàn)象。這里的重點(diǎn)就是不同物質(zhì)之間的這種互相進(jìn)入的情況。難點(diǎn)呢，就是要理解這種現(xiàn)象是分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而不是有什么外力在推動(dòng)。就像小蟲子在草叢里亂爬，沒有什么特定的指揮，分子也是這樣亂走的。2、影響擴(kuò)散現(xiàn)象快慢的因素咱們來(lái)做個(gè)小實(shí)驗(yàn)，拿一杯熱水和一杯冷水，同時(shí)往里面滴一滴墨水。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，熱水里的墨水?dāng)U散得特別快，冷水里的就慢一些。這就說明溫度會(huì)影響擴(kuò)散現(xiàn)象的快慢。溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散就越快；溫度越低，分子運(yùn)動(dòng)就不那么活躍，擴(kuò)散也就慢啦。這就像我們?cè)谙奶炫懿奖榷炫懿礁谢盍σ粯?。（二）布朗運(yùn)動(dòng)1、發(fā)現(xiàn)歷程有個(gè)叫布朗的科學(xué)家，他用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉顆粒。他發(fā)現(xiàn)這些花粉顆粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，就像小跳蚤一樣蹦來(lái)蹦去，毫無(wú)規(guī)律。這就是布朗運(yùn)動(dòng)啦。2、特點(diǎn)布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的?；ǚ垲w粒一會(huì)兒朝這兒動(dòng)，一會(huì)兒朝那兒動(dòng)，根本停不下來(lái)。這就像我們班那些調(diào)皮的同學(xué)，總是精力充沛地跑來(lái)跑去。而且布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，它的運(yùn)動(dòng)方向和速度都不斷變化。這可比我們玩猜硬幣正反面還難預(yù)測(cè)呢。3、產(chǎn)生原因同學(xué)們，布朗運(yùn)動(dòng)可不是花粉顆粒自己在調(diào)皮哦。是因?yàn)榛ǚ垲w粒受到周圍水分子的撞擊。水分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們從各個(gè)方向撞擊花粉顆粒，而且撞擊的力量不均衡，就使得花粉顆粒也跟著做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)啦。這就好像我們?cè)谌巳褐?，如果周圍的人都在亂擠，我們也會(huì)被擠得東倒西歪的。這里的重點(diǎn)是要理解布朗運(yùn)動(dòng)是間接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，難點(diǎn)就是要把花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)和分子運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。（三）分子的熱運(yùn)動(dòng)1、定義分子的熱運(yùn)動(dòng)就是分子這種永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。不管是固體、液體還是氣體中的分子，都在做這種熱運(yùn)動(dòng)。就像全世界的小動(dòng)物都在自己的小天地里忙碌地活動(dòng)一樣。2、與溫度的關(guān)系溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。這就好比天氣熱的時(shí)候，大家都更活躍，跑來(lái)跑去的；天氣冷的時(shí)候，就都想縮在暖和的地方，分子也是這樣的感覺。三、學(xué)習(xí)活動(dòng)（一）閱讀探究1、同學(xué)們，請(qǐng)閱讀課本中關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)的部分。在閱讀的時(shí)候，把你覺得重要的地方畫出來(lái)，就像尋寶一樣，把那些知識(shí)的寶藏標(biāo)記出來(lái)。2、讀完之后，試著用自己的話給同桌講講什么是擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)。如果你講得不清楚，同桌可以提問，你們可以互相討論，就像在分享自己的小秘密一樣。（二）小組討論1、分成小組，討論一下生活中還有哪些擴(kuò)散現(xiàn)象的例子。比如說，在醫(yī)院里能聞到消毒水的味道，這是不是擴(kuò)散現(xiàn)象呢？大家可以把自己想到的例子都說出來(lái)，越多越好。然后每個(gè)小組選一個(gè)代表，向全班匯報(bào)你們小組的討論成果。2、討論布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。為什么說布朗運(yùn)動(dòng)能反映分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)呢？大家可以從我們之前講的花粉顆粒受水分子撞擊的角度去思考，也可以結(jié)合自己的理解暢所欲言。在討論的過程中，如果有不同的意見，不要著急，大家可以像辯論選手一樣，互相交流想法，說不定會(huì)碰撞出知識(shí)的火花呢。（三）實(shí)驗(yàn)觀察1、老師給每個(gè)小組準(zhǔn)備了一杯熱水、一杯冷水和一些墨水。同學(xué)們可以親自做一下墨水在熱水和冷水中擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)。在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，仔細(xì)觀察墨水?dāng)U散的過程，記錄下擴(kuò)散開始的時(shí)間、擴(kuò)散的速度等信息。然后根據(jù)自己的觀察，總結(jié)溫度對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的影響。2、如果有條件的話，老師還可以用顯微鏡展示布朗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象給同學(xué)們看。同學(xué)們要仔細(xì)觀察花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，感受一下這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的奇妙之處?？赐曛?，大家可以討論一下，從這個(gè)現(xiàn)象中能得到什么關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)的信息。四、學(xué)習(xí)指導(dǎo)（一）啟發(fā)性問題1、當(dāng)我們看到灰塵在空氣中飛舞，這是不是布朗運(yùn)動(dòng)呢？提示一下哦，灰塵飛舞和花粉顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)好像有點(diǎn)相似，但又不完全一樣呢。2、在擴(kuò)散現(xiàn)象中，如果兩種物質(zhì)的分子大小不同，擴(kuò)散的速度會(huì)有什么變化呢？大家可以從分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)去思考這個(gè)問題。3、分子熱運(yùn)動(dòng)是永不停息的，那有沒有什么辦法可以讓分子停止運(yùn)動(dòng)呢？這個(gè)問題有點(diǎn)難哦，不過大家可以發(fā)揮自己的想象力，從溫度等影響分子運(yùn)動(dòng)的因素去考慮。（二）提示1、對(duì)于灰塵飛舞這個(gè)問題，大家要想到布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，而灰塵的飛舞更多是受到氣流等宏觀因素的影響，和分子撞擊的布朗運(yùn)動(dòng)是不同的。2、分子大小不同的兩種物質(zhì)擴(kuò)散速度的問題，要考慮分子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻礙等因素。分子小的可能更容易在其他物質(zhì)中穿梭，擴(kuò)散可能會(huì)快一些，但這還和分子間的作用力等因素有關(guān)哦。3、關(guān)于讓分子停止運(yùn)動(dòng)，從我們學(xué)過的溫度影響分子熱運(yùn)動(dòng)來(lái)看，似乎溫度降到極低的時(shí)候分子運(yùn)動(dòng)就會(huì)變得很微弱，但絕對(duì)零度（273.15攝氏度）是很難達(dá)到的，而且即使接近絕對(duì)零度，分子也還會(huì)有微弱的運(yùn)動(dòng)，這是量子力學(xué)里的一些奇妙現(xiàn)象呢。五、練習(xí)題（一）基礎(chǔ)練習(xí)1、下列現(xiàn)象中屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的是（）A.春天，柳絮飛揚(yáng)B.夏天，荷花飄香C.秋天，樹葉飄落D.冬天，雪花紛飛答案：B。解析：擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，荷花飄香是香氣分子在空氣中擴(kuò)散的結(jié)果。而柳絮飛揚(yáng)、樹葉飄落、雪花紛飛都是宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，不是分子的擴(kuò)散現(xiàn)象。2、關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)D.布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度無(wú)關(guān)答案：B。解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是由于液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊懸浮微粒產(chǎn)生的，所以布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。A選項(xiàng)錯(cuò)誤，布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)；C選項(xiàng)錯(cuò)誤，布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的；D選項(xiàng)錯(cuò)誤，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。3、擴(kuò)散現(xiàn)象說明（）A.物質(zhì)是由分子組成的B.分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.分子間存在著引力和斥力D.分子之間可能有間隙答案：B。解析：擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，這表明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。A選項(xiàng)物質(zhì)由分子組成不是擴(kuò)散現(xiàn)象主要說明的；C選項(xiàng)分子間引力和斥力與擴(kuò)散現(xiàn)象關(guān)系不大；D選項(xiàng)分子間有間隙雖然也和擴(kuò)散現(xiàn)象有關(guān)，但主要體現(xiàn)的還是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（二）提升練習(xí)1、把一塊鉛和一塊金的表面磨光后緊壓在一起，在常溫下放置五年后再將它們分開，可以看到它們互相滲入約1毫米深。這個(gè)現(xiàn)象說明（）A.分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.分子間存在引力C.分子間存在斥力D.分子間有間隙答案：A。解析：鉛和金互相滲入，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。B選項(xiàng)分子間引力主要體現(xiàn)在物體不容易被拉伸等現(xiàn)象；C選項(xiàng)分子間斥力體現(xiàn)在物體不容易被壓縮等方面；D選項(xiàng)分子間有間隙雖然也是擴(kuò)散現(xiàn)象的一個(gè)體現(xiàn)，但主要還是說明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2、如圖所示，是關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A.圖中記錄的是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B.圖中記錄的是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C.實(shí)驗(yàn)中可以看到，微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D.實(shí)驗(yàn)中可以看到，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯答案：D。解析：A選項(xiàng)，圖中記錄的是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)；B選項(xiàng)，圖中記錄的不是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡，因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，圖中的連線只是為了表示微粒的運(yùn)動(dòng)過程；C選項(xiàng)，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，因?yàn)樾〉奈⒘Ｊ艿椒肿幼矒舾菀撞黄胶?；D選項(xiàng)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，對(duì)微粒的撞擊更不均衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。3、在較暗的房間里，從射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光中，可以看到懸浮在空氣中的微粒在不停地運(yùn)動(dòng)，這些微粒的運(yùn)動(dòng)（）A.是布朗運(yùn)動(dòng)B.不是布朗運(yùn)動(dòng)C.是自由落體運(yùn)動(dòng)D.是熱運(yùn)動(dòng)答案：B。解析：這些懸浮在空氣中的微粒在較暗房間里的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫@些微粒的運(yùn)動(dòng)主要是由于空氣的流動(dòng)等宏觀因素引起的，而布朗運(yùn)動(dòng)是由于分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊懸浮微粒產(chǎn)生的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。C選項(xiàng)自由落體運(yùn)動(dòng)是物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，這里的微粒不是自由落體運(yùn)動(dòng)；D選項(xiàng)熱運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)，不是這些微粒的運(yùn)動(dòng)。（三）拓展練習(xí)1、請(qǐng)解釋為什么在腌咸菜的時(shí)候，菜要過一段時(shí)間才會(huì)變咸，而炒菜的時(shí)候，菜很快就會(huì)有咸味了。答案：腌咸菜的時(shí)候，鹽分子要擴(kuò)散到菜里，由于是在固體和液體之間的擴(kuò)散，分子運(yùn)動(dòng)相對(duì)緩慢，而且溫度相對(duì)較低，分子熱運(yùn)動(dòng)不劇烈，所以需要較長(zhǎng)時(shí)間菜才會(huì)變咸。而炒菜的時(shí)候，菜是在高溫的油和水中，溫度高，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈，鹽分子在液體中的擴(kuò)散速度很快，所以菜很快就會(huì)有咸味了。2、假設(shè)我們能夠看到分子的運(yùn)動(dòng)，想象一下在一杯熱水和一杯冷水中分子運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景有什么不同？答案：在一杯熱水中，分子運(yùn)動(dòng)得非常劇烈。就像一群瘋狂的小舞者，它們快速地跑來(lái)跑去，互相碰撞，而且運(yùn)動(dòng)的方向毫無(wú)規(guī)律。分子之間的距離也比較大，因?yàn)闇囟雀?，分子的熱運(yùn)動(dòng)使得它們有更大的活動(dòng)空間。而在一杯冷水中，分子就像一群懶洋洋的小蟲子，它們慢慢地移動(dòng)，碰撞的頻率也比較低，而且分子之間的距離相對(duì)較小，整體看起來(lái)比較安靜、有序。3、研究布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)我們理解分子運(yùn)動(dòng)有什么重要意義？答案：布朗運(yùn)動(dòng)雖然是懸浮