1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小

“教学评”一体化教学设计课时设计课题1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小课型新授课eq\o\ac(□,√)复习课□试卷讲评课□其他课□授课班级高二年级（）班授课时间2023年月日教学内容分析《实验：用油膜法估测油酸分子的大小》这节位于选择性必修第三册第一章第二节。课程标准要对本节求为：通过实验，估测油酸分子的大小。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：能用“油膜法估测分子的大小”的实验来估测油酸分子的大小，体会和掌握测量微观量的思想方法，能利用不同的方法和手段分析和处理信息。本实验利用宏观量的测量推算微观量，有利于培养学生的模型建构意识，深化学生对分子大小的认识，提高实验技能。教材以“实验思路”“物理量的测量”“数据分析”三个问题展开，论述实验思路，引导学生建立单分子油膜模型，设计实验方案。本节的教学重点是油膜法测分子直径；教学难点是实验操作、进行数据分析和误差分析。学习者分析学生已经知道分子是组成物体的最小单元，并了解分子的热运动和分子间作用力特点。分子的大小数量级问题是研究分子的重要问题，分子肉眼不可见，生活中的现象表明分子很小，不同分子的大小不同。学生已经了解测量微小量的物理方法，比如螺旋测微器原理和测量一张纸的厚度、用缠绕法测量一根铁丝的直径。教学要引导学生唤起对过往经验的记忆，体会并掌握用宏观量测量微观量的思想方法。学习目标1.学生知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型，理解用单分子用墨测量油酸分子直径的公式d=eq\f(V,S).2.学生能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积.3.学生能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子的直径的数量级。4.学生通过实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。教学准备多媒体课件、酒精、注射器、方格纸、玻璃板、浅水盘、痱子粉、油酸等活动设计教学内容教师活动学生活动评价任务环节一：情境导入活动一：提出问题：如何测量一根细铁丝的直径？没有螺旋测微器和游标卡尺。设计意图：通过实际问题引导学生回忆测量微小量的方法。将细铁丝密绕在直杆上N圈，测量长度l，铁丝直径d=EQ\f(l,N)。通过测定容易的测量的较大量推算不容易测量的较小的量的方法，为估测分子直径的实验提供有益的启发。提出问题：如何测量一根细铁丝的直径？没有螺旋测微器和游标卡尺。2.口述：本节课我们利用类似方法估算油酸分子的大小。学生思考回答老师提出的问题。根据学生的回答情况进行评价。环节二：新课教学活动一：测油酸分子直径实验的思路。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油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子看成球形计算原理：将一体积为v的油滴滴在水平面上，当他伸展成单分子油膜，如果把这一摊油膜当成一个很矮的柱体，那体积是v，面积是s，再把柱体的高设为d，利用体积公式就得到v=sd，因为这个d也是油膜分子的直径，所以咱要求的分子直径计算公式就能用活动二：物理量的测量测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积；①稀释油酸为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。②配制一定浓度的油酸酒精溶液用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数。用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算其所含纯油酸的体积V。例如：把1mL的油酸用酒精稀释成200ml溶液，那稀释后1mL溶液中油酸的含量：再假设1mL溶液可以分成50滴，那每一滴的体积就是=0.02mL而其中的1滴纯油酸含量就是=0.0001mL。2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S①撒爽身粉②滴1滴油酸酒精溶液③放上玻璃板，等液面稳定④画出轮廓⑤放坐标纸，数格子假设每个格子边长是a，如果数得n个格子：s=na2活动三：数据分析和误差分析1.数据分析用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和该油膜面积S计算出油膜厚度，即油酸分子的直径分子的大小：除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m。误差分析①油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差.；②利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差；③油滴的体积过大，同时水同同积过小，不能形成单分子油膜；④描绘油膜形状的画线误差；⑤利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差；⑥不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。提问：问题1：为什么选择油酸作为实验材料？问题2：只有水面足够大，油酸才能形成单分子油膜。实验室中水槽面积有限，如何解决这个问题？讲授分析。提问：问题3：如何测量一滴油酸溶液中油酸的体积？提问：问题4：如何测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S？提问：如何计算油酸分子直径？本实验误差来源于哪些方面？讲授分析。学生看书解决问题1；对于“问题2”，学生独立思考回答，其他同学完善。学生根据老师设置的情境独立思考、回答；学生起来分享自己方法，其他同学完善补充。看书回答，学生起来分享自己方法，其他同学完善补充。学生思考回答；让学生起来对实验误差进行分析，其他同学完善；听老师讲授分析。评价学生分析问题的能力。评价学生分析解决问题的能力和知识的应变能力。评价学生看书对知识的概括能力。根据学生对实验误差的分析情况进行评价，评价学生对实验的分析能力。环节三：课堂练习例1："用油膜法估测分子的大小"实验的科学依据是（）A.将油酸形成的膜看成单分子油膜B.不考虑各油酸分子间的间隙C.考虑了各油酸分子间的间隙D.将油酸分子看成球形解析：选ABD。例2：在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（）等效替代法B.控制变量法C.理想模型法D.累积法解析：选C。例3：某同学在"用油膜法估测分子直径"的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（）油酸未完全散开程油酸中含有大量的酒精计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格求每液体积时，1mL的溶液的滴效多记了10液解析：选ABC。引导学生分析，讲授。学生独立完成；学生起来讲授；认真听老师分析。根据学生分析和讲授的情况评价学生分析解决问题的能力。环节四：课后练习