高中物理-分子的热运动教学设计学情分析教材分析课后反思

-PAGE5PAGE7.2、分子的热运动

一、教学目标

1．物理知识方面的要求：（1）知道并记住什么是布朗运动，知道影响布朗运动激烈程度的因素，知道布朗运动产生的原因。（2）知道布朗运动是分子无规则运动的反映。（3）知道什么是分子的热运动，知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

2．通过对布朗运动的观察，发现其特征，分析概括出布朗运动的原因；培养学生概括、分析能力和推理判断能力。从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析，使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。二、重点、难点分析

1．通过学生对布朗运动的观察，引导学生思考、分析出布朗运动不是外界影响产生的，是液体分子撞击微粒不平衡性产生的。布朗运动是永不停息的无规则运动，反映了液体分子的永不停息的无规则运动。这一连串结论的得出是这堂课的教学重点。2．学生观察到的布朗运动不是分子运动，但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。这是课堂上的难点。这个难点要从开始分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐渐分散解疑。三、主要教学过程

引入新课

让学生观看两个演示实验视频：把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖直方向对口相接触，看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。

2．在一烧杯的净水中，滴入一二滴红墨水后，红墨水在水中逐渐扩展开来。

上述实验是气体、液体的扩散现象（不同物质相互接触时彼此进入对方的现象），扩散现象是一种热现象。它说明分子在做永不停息的无规则运动。而且扩散现象的快慢直接与温度有关，温度高，扩散现象加快。新课教学过程（一）、扩散现象演示二氧化氮气体扩散现象得出扩散现象的定义视频演示金板与铅板的扩散现象固体间也可以发生扩散现象演示红色墨水在热水与凉水中的扩散说明液体间也可以发生扩散现象，且扩散的快慢与温度有关，温度越高扩散越快（二）．介绍布朗运动现象

1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。不只是花粉，其他的物质如藤黄、墨汁中的炭粒，这些小微粒悬浮在水中都有布朗运动存在。

让学生看教科书上图，图上画的几个布朗颗粒运动的路线，指出这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30s观察到的位置的一些连线。实际上在这短短的30s内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。

（三）．介绍布朗运动的几个特点

（1）连续观察布朗运动，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不干涸，就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻），永远在运动着。所以说，这种布朗运动是永不停息的。

（2）换不同种类悬浮颗粒，如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于颗粒本身。更换不同种类液体，都不存在布朗运动。

（3）悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显。颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。（4）布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。（四）．分析、解释布朗运动的原因

（1）布朗运动不是由外界因素影响产生的，所谓外界因素的影响，是指存在温度差、压强差、液体振动等等。问：若液体两端有温度差，液体是怎样传递热量的？液体中的悬浮颗粒将做定向移动，还是无规则运动？温度差这样的外界因素能产生布朗运动吗？答：液体存在着温度差时，液体依靠对流传递热量，这样悬浮颗粒将随液体有定向移动。但布朗运动对不同颗粒运动情况不相同，因此液体的温度差不可能产生布朗运动。又如液体的压强差或振动等都只能使液体具有定向运动，悬浮在液体中的小颗粒的定向移动不是布朗运动。因此，推理得出外界因素的影响不是产生布朗运动的原因，只能是液体内部造成的。（2）布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。显微镜下看到的是固体的微小悬浮颗粒，液体分子是看不到的，因为液体分子太小。但液体中许许多多做无规则运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒，当微小颗粒足够小时，它受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，微小颗粒在某个方向受到撞击作用强，它就沿着这个方向运动。在下一瞬间，微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强，它又向着另一个方向运动。任一时刻微小颗粒所受的撞击在某一方向上占优势只能是偶然的，这样就引起了微粒的无规则的布朗运动。悬浮在液体中的颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少。布朗运动微粒大小在10－6m数量级，液体分子大小在10－10m数量级，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，以至可以认为撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。

液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。

四．布朗运动的发现及原因分析的重要意义（1）布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒分子的运动吗？是液体分子无规则运动吗？布朗微粒是被谁无规则撞击而造成的？布朗运动间接地反映了谁的无规则运动？固体颗粒是由大量分子组成的，是宏观物体；显微镜下看到的只是固体微小颗粒，光学显微镜是看不到分子的；布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。

（2）布朗运动随温度升高而愈激烈，在扩散现象中，也是温度越高，扩散进行的越快，而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。

扩散现象在生活中司空见惯，特别是气体和液体间的扩散现象，但是没有从物理的角度认识这一现象，所以学生有充分的感性认识缺乏理性认识。对布朗运动，学生平时没有怎么注意过，只能通过老师的讲述加以认识，所以这一点认识起来有一定的困难，不过通过观看相关视频，加上合理的逻辑推理，应该可以知道其无规则运动的原因及与分子运动的关系。所以，总体来看，学生对此部分知识还是有一定的知识准备的，学习起来也应该较为容易一些！组成物体的分子做永不停息的运动，这一知识点学生在初中已经尝过，本节主要是通过实验加上合理的分析，透过现象看本质，揭示扩散现象和布朗运动的本质原因。通过学生，学生基本上掌握了扩散现象的原因，是由于分子的运动产生的，不是外界因素造成的。对布朗运动，知道了什么是布朗运动，及显著程度与什么因素有关。对于布朗运动与分子运动的关系，通过合理的分析，知道了一个是现象一个是本质的道理。1．本节课作为本章的第二节内容，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，设计了学生熟悉的红墨水在水中扩散的实验。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。判断下列两种情况是不是布朗运动：室内看到的尘埃不停的运动花粉在水中随水波上下振动当堂检测：例1：关于扩散现象，下列说法中正确的是（）

A、扩散现象是指不同的物体彼此进入对方的现象

Ｂ、扩散现象只能在液体中进行

Ｃ、扩散现象说明分子在做无规则的运动且分子之间是有空隙的

Ｄ、扩散的快慢与温度无关变式：通常把萝卜腌成咸菜需要几十天，而把萝卜炒成熟菜使之有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是（）Ａ、盐的分子很小，容易进入萝卜中Ｂ、盐分子有相互作用的斥力Ｃ、萝卜分子间有空隙，易扩散Ｄ、炒菜时温度高，分子热运动剧烈例2：关于布朗运动的正确说法是：（）A、因为布朗运动的激烈程度跟温度有关所以布朗运动也可以叫做热运动B、布朗运动反映了分子的热运动C、在室内看到尘埃不停地运动是布朗运动D、用显微镜观察悬浮在水中的小碳粒，小碳粒在不停地做无规则运动例3：液体中悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越明显，这是因为颗粒越小（）Ａ、质量小，沿某一方向运动的机会大Ｂ、被碰的机会小，自由运动的可能性大Ｃ、受液体分子阻碍的机会小，容易运动Ｄ、受各个方向液体分子撞击的力不平衡的机会大1.从日常生活中常见的现象出发，不但引入课题，而且激发学生求知的欲望。是非常可取的。2.能抓住重点“分子的运动是扩散现象和布朗运动的根本原因”。通过教师演示实验，引导学生透过现象看本质，对实验现象形成正确的认识。3.教师授课自如，学生积极参与，在融洽气氛中完成教学内容。5.录制过程图像有时动荡，点拨有时欠到位，可以动手做做相关的实验而不是通过看实验视频通过紧张的准备和比赛，感触颇多，下面简单的谈谈教后的一些得与失。一、成功之处1.教材处理：课本的安排是先后通过讲解扩散实验、布朗运动来证明分子的无规则运动，后讲解分子的热运动。考虑到学生初中对扩散现象有了比较深的理解，所以在备课时，我设计为先讲解布朗运动，弱化扩散现象，最后讲解分子的热运动，这样的处理很好的突出了教学重点。2.难点突破：本节课的难点在处理布朗运动的成因和布朗运动的明显程度的影响程度，本人采用了如下的处理方式：布朗运动的成因：通过“现象”→“猜想”→“探究”→“验证”的流程来突破难点，通过视频让学生观察总结出观察到的现象“布朗颗粒在做无规则运动，颗粒越小布朗运动越明显”。后通过学生猜想得出可能的原因，引导学生利用所学知识做出正确的判断得出只能是液体分子撞击力所致.不足之处由于实验条件有限，可做的实验不是太多，大部分是以视频的形式展示出来的，没有给学生充分的感性认识思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。所以在以后的教学过程中，应注重学生能力的培养，注重学生科学素养的养成。《牛顿第一定律》课程标准要求解读：(一