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.doc

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.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2.310-10m。（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=6.021023个/mol，粗略计算可用NA=61023个/mol。（阿伏伽德罗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：（1）1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6.021023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610233微观物理量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、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1.810-2kg/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7.8103kgm3,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。