1.1分子动理论的基本内容（导学案）（学生版）

第1节分子动理论的基本内容导学案【学习目标】物理观念：知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点和相关的实验证据。科学思维：理解物体是由大量分子组成的，理解扩散现象与布朗运动的成因；培养学生分析问题和解决问题的能力；能用F­r图像解释分子力。科学探究：通过对布朗运动的探究，学会通过观察物理现象，揭示其本质，得出结论。科学态度与责任：学会坚持实事求是的态度，用实验方法探究问题，培养探索科学的兴趣。【学习重难点】重点：分子热运动及影响因素、分子间作用力变化规律、分子动理论基本内容难点：布朗运动的成因【知识回顾】初中已经知道物体由大量分子构成，墨汁在水中的扩散时，与温度有怎样的关系?阿伏加德罗常数有何意义？其值为多少？【自主预习】一物体是由大量分子组成的1．物体是由大量分子组成的。在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的微粒统称为_______。2．阿伏加德罗常数(1)定义：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用______________表示。(2)数值：NA＝______________。二分子热运动1．扩散(1)定义：不同种物质能够______________的现象。(2)产生原因：是由物质分子的______________产生的。(3)意义：是物质分子______________运动的证据之一。(4)应用：在生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的_______，在纯净半导体材料中掺入其他元素。2．布朗运动(1)定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒的_______运动。(2)产生原因：液体(或气体)分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。(3)特点：微粒越小，布朗运动越_______。(4)意义：间接地反映液体(或气体)分子运动的______________。3．热运动：在扩散现象中，温度越高，扩散得越_______。观察布朗运动，温度越高，悬浮微粒的运动就越_______。可见，分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越_______。因此，我们把分子这种永不停息的无规则运动叫作热运动。_______是分子热运动剧烈程度的标志。三分子间的作用力1．分子间有空隙(1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的_______。(2)水和酒精混合后的总体积_______了，表明液体分子间存在着空隙。(3)压在一起的金块和铅块，各自的分子能_______到对方的内部，表明固体分子之间也存在着空隙。2．分子间的作用力分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明分子之间存在着相互作用力。(1)当r<r0时，分子间的作用力F表现为_______。(2)当r＝r0时，分子间的作用力F为_______，这个位置称为______________。(3)当r>r0时，分子间的作用力F表现为_______。四分子动理论1．分子动理论的基本内容：物体是由大量_______组成的，分子在做永不停息的______________，分子之间存在着______________。2．分子动理论：在热学研究中常常以以上基本内容为出发点，把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论。3．对于任何一个分子而言，在每一时刻沿什么方向运动，以及运动的速率等都具有_______性；但是对于大量分子的整体而言，它们的运动却表现出_______性。【课堂探究】【新课导入】暮春时节，金黄的油菜花铺满了原野。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢?古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释，他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。这些“花的原子”究竟是怎么运动的?物质究竟是由什么组成的呢？【新课教学】物体是由大量分子组成的仔细观察上面图片，请回答：问题1：如图甲所示，把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为1cm的球与分子相比，这说明了分子的什么特点？1mol水中含有水分子的数量达6.02×1023个，这又说明了什么？问题2：如图乙所示是我国科学家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。在计算固体和液体分子大小时，一般可以看成小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙），如图丙所示，请问这样的球体物理模型怎样求分子直径？问题3：对于气体，分子之间不是紧密排列的，一般气体分子所占据的空间体积约为气体分子体积的上千倍。所以一般情况下我们把气体分子所占据的空间视为立方体，如图丁所示。请问这样的物理模型怎样求分子直径？小试牛刀【例题】仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（）A.水的密度和水的摩尔质量B.水分子的体积和水分子的质量C.水的摩尔质量和水分子的体积D.水的摩尔质量和水分子的质量【例题】只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（）A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量二、分子热运动仔细观察上面图片，请回答：问题1：如图甲，试管底部密度大的硫酸铜溶液会慢慢扩散到上面的清水中，即使没有外界温度变化等干扰，还是会发生，这说明了什么？问题2：用显微镜观察稀释后的墨汁，发现悬浮的小炭粒在不停地运动，每隔30秒记录一次位置，然后连线，如图乙，小炭粒的运动有什么特点？问题3：活动2中微粒的运动叫布朗运动，实验发现微粒越小，布朗运动越明显。试结合图丙模型分析布朗运动的这一特点。问题4：扩散和布朗运动都是由分子的无规则运动引起的。实验发现，温度越高，扩散越快，布朗运动越明显，这说明分子的无规则运动与温度有什么关系？小试牛刀【例题】关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（）A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是分子运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察【例题】下列说法正确的是（）A．扩散现象是永不停息的B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动三、分子间的作用力仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。问题1：气体很容易被压缩；如图甲，水和酒精混合后的总体积变小了，这说明了什么？气体、液体、固体间都能发生扩散现象，除了说明分子在不停地运动，还说明了什么？问题2：大量分子能聚集在一起形成液体、固体，说明了什么？问题3：当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力；当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，这说明分子间的相互作用力有什么特点？问题4：研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图乙。试结合活动3的结论解释图乙。小试牛刀【例题】有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是()Ａ.分子间的斥力增大，引力变小;Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大;Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快;Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.【例题】当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是（）A．当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用B．当分子间的距离r=r0时，分子不受力C．在分子间的距离从0.5r0增大到r0的过程中，分子间相互作用力的合力先减小再增大D．在分子间的距离从r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力先增大再减小四、分子动理论小试牛刀【例题】有关分子动理论，下列说法正确的是（）A．布朗运动就是分子的无规则运动B．分子运动时的瞬时速度不可能为零C．空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动D．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，该现象能够说明水分子和炭粒都做无规则运动【自我测评】1．判断下列说法的正误．(1)知道氧气的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以算出一个氧气分子的质量。()(2)扩散与布朗运动的剧烈程度都与温度有关。()(3)悬浮微粒越大，越容易观察到布朗运动。()(4)风沙弥漫，尘土飞扬，可以用分子热运动来解释。()(5)固体分子间没有空隙。()(6)当分子间的距离达到无穷远时，分子间作用力为零。()2.想一想：扩散、布朗运动和热运动有什么不同？3．(多选)设某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，此种物质样品的质量为m，体积为V，分子总数为N，阿伏加德罗常数为NA，则下列表示一个分子的质量的表达式中正确的是()A.eq\f(N,m) B.eq\f(M,NA)C.eq\f(m,N) D