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1、2019-2020 年高中物理物体是由大量分子组成的教案5 新人教版选修3-3一、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）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。3渗透物理学方法的教育。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重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估
2、算微观量（分子的体积、直径、分子数等）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固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。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：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。四、主要教学过程 导入 古代人类对物质的组成的思考：公元前5 世纪，古希腊哲学家留基波和他的学生的争论： 把一块金子切成两半，接着
3、把其中一块金子再切成两半，这样继续下去，能分割到什么程度。要么这种分割能够永远继续下去；要么有一个限度，不能进一步分割了。也就是说， 物质要么是连续的，可以无限分割下去；要么物质是由不可分的粒子构成的。在他们看来，第一种说法是荒谬的，因此，他们的结论是：物质是由小得不被察觉的“ a-tomos ”粒子（即原子）构成。我国古代的一种说法：“一尺之椎，日取其半，万世不竭” 古代， 人们对物质组成的认识更多的是体现了一种哲学思想。而在今天，我们则更多的建立在严密的实验基础上。 利用多媒体，逐张播放一片树叶被不断放大的图片 放大 6 倍时，可以看到清晰的叶脉；放大xx0 倍时，可以看到它是由细胞所组成
4、的；放大到50000000 倍时，就可以看到他的分子结构了 提议学生想象 一张光盘、一片陶瓷或一块布片不断放大的情景 展示图片 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像 总结 板书 物体是由大量分子所组成的 新课教学 过渡 上面分析知道：分子的体积是极其微小的, 用肉眼和光学显微镜都不能名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 看到 ;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。既然分子小得看不见，那怎样能知道分
5、子的大小呢？怎样测量呢？1分子的大小。（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上 , 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜 , 此时油膜可看成单分子油膜, 油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小. 介绍演示 如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图 1 所示。当然，这个实验要做些简化处理：(1) 把分子看成一个个小球; (2) 油分子一个紧挨一个整齐排列; (3) 认为油膜厚度等于分子直径.
6、 提问 已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S， 那么这种油分子的直径是多少？ 学生回答 d=V/SFLASH 课件模拟演示 油膜法测分子直径 在此基础上，进一步指出 介绍数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写方便，习惯上用科学记数法写成10 的乘方数，如310-10m 。我们把 10 的乘方数叫做数量级，那么110-10m和 910-10m ，数量级都是10-10m 。如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则 d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m 。（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子
7、的大小并不完全相同， 但是数量级是相同的。 测量结果表明， 一般分子直径的数量级是10-10m 。例如水分子直径是410-10m ，氢分子直径是2.3 10-10m 。（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。2阿伏伽德罗常数 向学生提问 在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？明确1mol 物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数 ，NA=6.02 1023个/mol ，粗略计算可用NA=61023个/mol 。（阿伏伽德罗
8、常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。） 再问学生 摩尔质量、摩尔体积的意义。 例题分析 下列叙述中正确的是：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - （1）1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6.02 1023 个（2）1 克氧气中所含有的氧分子数为61023 个；（3）1 升氧气中含氧分子数是61023 个；（4）1 摩氧气中所含有的氧分子数是61023 3微观物理量
9、的估算若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。 例题分析 水的分子量18，水的密度为103kg/m3, 阿伏加德罗常数为NA=6.021023 个/ mol ，则：（1）水的摩尔质量M=_ （2）水的摩尔体积V=_ （3）一个水分子的质量m0 =_ （4）一个水分子的体积V0 =_ （5）将水分子看作球体，分子直径d=_ （6）10g 水中含有的分子数目N=_ 归纳总结 以上计算分子的数量、分子的直径， 都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量
10、、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数。现在测定它的精确值是NA=6.0220451023/mol 。（三）课堂练习1、已知氢气的摩尔质量是210-3kg/mol,水的摩尔质量是1.8 10-2kg/mol,计算 1 个氢分子和水分子的质量。2、若已知铁的原子量是56, 铁的密度是7.8 103kgm3,试求质量是1g 的铁块中铁原子的数目(取 1 位有效数字 ) 及一个铁原子的体积. （四）课堂小结1物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10-10
11、米的数量级。2阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记住。3学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m ，可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，得到 m=M/NA。通过物质摩尔质量M 、密度、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径（五）说明由于课堂内时间限制，单分子油膜法测定分子直径的实验不可能在课堂上完成全过程。在课堂上通过课件的演示，让学生看到油膜散开现象和油膜面积的测量方法。五、教后记1、本课采用多媒体教学手段，通过丰富的图片
12、的比较和展示，让学生对分子的大小有一个感性的认识；同时用FLASH课件演示油膜法测分子直径的实验操作过程和分析方法，形象生动，有助于学生的理解和掌握；2、在分析分子直径的过程中还应用比喻的手法加以强调突出；3、对阿夫加德罗常数的理解，则注重从具体例题入手。先以例题分析NA的含义和用途，再由学生当堂练习，在实践中掌握应用NA分析问题的基本思路。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2019-2020 年
13、高中物理物体是由大量分子组成的教案6 新人教版选修3-3教学 目标（1） 知道物体是由大量分子组成的（2）知道分子的大小，知道数量级的概念，记住分子大小的数量级（3）理解阿伏加德罗常数，记住它的数值和单位（4）会一些简单微观量的计算，如分子大小、直径等（5）知道油膜法估测分子大小实验教学 建议教材分析分析一： 本节简单介绍了分子动理论的第一个基本观点：物质是由大量分子组成的要注意这里的分子与化学中提到的分子的含义是不完全相同的，这里把构成物体的分子、原子、离子等统称为分子分析二： 油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，它巧妙地将微观的、不易测量的量转化为宏观的、可直接测量的量，能较好地培养学
14、生解决问题能力，扩展学生分析问题的思路在将解本实验时要注意实验原理的分析分析三：阿弗加德罗常量是联系宏观和微观的重要桥梁，已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的质量和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积；已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量教法建议建议一： 本节内容在初中已有相当好的基础，因此可以结合复习初中知识来讲解本节知名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，
15、共 7 页 - - - - - - - - - 识另外还可以引入相关化学知识，使学生更易理解建议二： 油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，有条件的学校最好能让学生自己动手做这个实验，以加深学生的分子大小的直观感觉建议三： 围绕阿伏加德罗常数的计算，教师 可以举几个例题，然后让学生自己动手计算几个相关题目教学 设计方案教学 重点：分子大小的计算教学 难点：微观量与宏观量之间的联系一、物质有大量分子构成结合化学提出不同物体不同的分子组成，并且物理中此时提到的分子有别于化学中的分子，它包括分子、原子、离子等展示几个漂亮的分子模型，激发学生学习兴趣二、分子的大小1、分子大小的测量方法（1）显微镜观
16、测（2）实验油膜法估测分子大小实验原理：将体积为的油滴到水面上，使其均匀地、尽可能地散开成很薄的一层，此时可以认为油分子一个挨一个紧密排成一单层油膜，油膜的厚度就是单个分子的直径，因此只需测出油膜的面积，就知道该油分子的近似直径名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 实验过程所用的酒精油酸溶液溶于水时，酒精溶于水，油酸形成单分子油膜例题：将 1 cm3的油酸溶于酒精， 制成 200 cm3的油酸酒精溶液
17、 已知 1cm3溶液有 50 滴，一滴滴到水面上，酒精溶于水， 油酸形成一单分子层，其面积为0.2 m2. 由此可知油酸分子大约为多少？解：一滴油酸酒精溶液含油酸体积油酸分子直径约为：三、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的一个重要桥梁，其大小为每摩尔物质含有的微粒数（或 12g 炭 12 含有的炭原子数），即6.02 1023mol-1已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的质量和摩尔体积 ，就可以求出物质的分子数，；已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积 ；已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量例题：已知地球到月球的距离是3.84 1
18、05km ，铁的摩尔质量为56g，密度为7.9 103kg/m3，如果将铁原子一个一个地排列起来，从地球到月亮需要多少个铁原子？、 1.4 105个B 、1.4 1010个C、1.4 1018个D、1.4 1021个答案： C 分析：本题可以先求出单个铁原子的直径：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 所以需要的铁原子个数为：另外，本题还可以从数量级上迅速判断出答案，由于地球到月亮的距离数量级为108m ，而分子直径的数量级在10-10m左右，所以需要的铁原子个数在1018的数量级上， 应选 C选项四、作业探究活动题目：怎样测量阿伏加德罗常数组织：分组方案：查阅资料，设计原理，实际操作评价：方案的可行性、科学性、可操作性名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -