新泰一中北校高二物理课件物理：7.1.1《物体是由大量分子组成的》课件新人教版选3-3

7.1.第一课时《物体是由大量分子组成的》第七章《分子动理论》高中物理新人教版选修３-３系列课件一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2．学会间接测量微观量的原理和方法．3．运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。二、重点、难点分析1．使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小的方法。2．尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究分子直径重要意义。三、教具：1．幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。2．演示实验：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。构成物质的单元多种多样，如：原子、离子和分子等，热学中统称为分子。物质是由大量分子组成的。

组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.

扫描隧道显微镜石墨表面原子排布图用离子显微镜观测硅表面硅原子的排列放大上亿倍的蛋白质分子结构模型2.油膜法实验原理：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，若把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为是油膜分子的直径.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.一、分子的大小3、具体做法：①先测出油酸滴的体积V；②测出水面上漂浮的油膜的表面积S；③单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值：

d=V/S（V—油酸的体积，S—油酸在水面上形成的单分子薄膜面积）4、用油膜法测分子直径，必须做理想化处理

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.②把分子看成球形.③油分子一个紧挨一个整齐排列方法小结：通过测量宏观量来研究微观量。二、实验㈠、实验器材清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．㈡、实验步骤1．取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，配制成500毫升的油酸酒精溶液．（配）2．往边长约为30cm～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．（撒）3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝mL.（量）4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．（滴）5．待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．（画）6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，等于或多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积．（数）7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，利用一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即为油酸分子的直径．（算）8、重复以上实验步骤多次测量求平均值，比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验．㈢、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.实验次数量筒内增加1mL溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓面积S12实验次数一滴溶液中纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12㈣、注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．㈤、误差分析

1．纯油酸体积的计算误差．

2．油膜面积的测量误差：

(1)油膜形状的画线误差；

(2)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．㈥、实验改进在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多，因痱子粉溶于水不能搅拌，只好重做．在实际应用中，可用印刷碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若学生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀．一些数据太大或很小,为书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级,1×10-10m和9×10-10m,数量级都是10-10m（特别注意若是cm呢？）。测量分子大小的方法很多,油膜法只是其中的一种.不同方法测得的分子大小可能不一样，但直径数量级是一样的，一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）三、分子直径的数量级例1、利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的比较大的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数n；B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴一滴，油酸在水面上慢慢散开，形成稳定的形状；C．__________________________________________；D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________(单位：cm)．解：本题考查用油膜法测油酸分子直径的步骤及数据处理方法．

(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．

(2)每滴油酸酒精溶液的体积为

cm3

每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为：

V＝×0.05%cm3

所以单个油酸分子的大小为d＝练习1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（）

A．102cm2

B．104cm2

C．106cm2

D．108cm2B2、某种液体的密度为0.8×10³kg/m³,取这种液体0.8g滴在水面上，最后形成的液膜浮在水面上，则此液膜的最大面积约是（）

A.1.0×104cm²B.1.0×104m²C.1.0×1010cm²D.1.0×1010m²B3、课本P4T1、24、将1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估测油酸分子直径是多少？1滴油酸酒精的体积为1/50cm3其中含油酸体积为10-10m3油酸膜的厚度为5×10-10m(2011·大纲全国卷·22)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的