《分子間的相互作用力》設(shè)計(jì)

《分子間的相互作用力》教學(xué)設(shè)計(jì)新課標(biāo)要求（一）知識與技能1．知道分子間同時(shí)存在著引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的合力。2．知道分子力為零時(shí)，分子間距離r0的數(shù)量級。3．知道分子間距離r＜r0時(shí)，實(shí)際表現(xiàn)的分子力為斥力，這個(gè)斥力隨r的減小而迅速增大。4．知道分子間的距離r＞r0時(shí)，實(shí)際表現(xiàn)的分子力為引力，這個(gè)引力隨r的增大而減小。5．知道r增大到什么數(shù)量級時(shí)，分子引力已很微弱，可忽略不計(jì)。6．能用分子力解釋簡單的物理現(xiàn)象。（二）過程與方法培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用宏觀物體來模擬和理解微觀規(guī)律的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過分子間作用力隨分子間距的變化規(guī)律，理解量變和質(zhì)變的變化關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)1．分子間的分子力隨分子間距離變化的規(guī)律。2．能用分子力解釋簡單的現(xiàn)。教學(xué)難點(diǎn)分子力隨分子間距離變化的規(guī)律。教學(xué)方法講練法、電教法、舉例法教學(xué)用具：玻璃管、酒精、水、錄像帶、投影儀、投影片教學(xué)過程（－）引入新課教師：（提問）（1）什么叫擴(kuò)散現(xiàn)象？什么叫布朗運(yùn)動(dòng)？（2）擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)說明了什么問題？學(xué)生：（思考并回答）（1）不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散，擴(kuò)散現(xiàn)象證明了氣體、液體和固體的分子都是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（2）布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是液體或氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。教師：（總結(jié)）布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都說明分子間存在空隙，如果固體和液體的分子是一個(gè)挨著一個(gè)地緊靠在一起的，顆?；蚍肿泳筒粫?huì)從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方，因此就不可能有布朗運(yùn)動(dòng)，也不可能產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象。物體都是由一個(gè)個(gè)分子組成的，而且分子之間還有空隙，可是要把固體的一部分跟另一部分分開卻是很困難的，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。（二）進(jìn)行新課1．分子間有空隙［演示］在長約１m一端開口的玻璃管里裝上一半水，再沿管壁慢慢地把染色的酒精注滿，這時(shí)可清楚地看到水和酒精的分界面，把管口封閉，上下顛倒幾次，使水和酒精混合在一起，觀察總體積的變化。［現(xiàn)象］發(fā)現(xiàn)水和酒精的總體積變?。壅f明的問題］這種現(xiàn)象進(jìn)一步說明了分子間存在空隙2．分子間的作用力教師：（提問）用力拉伸物體，比較困難，為什么？學(xué)生：用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)要產(chǎn)生反抗拉抻的彈力，是因?yàn)榉肿娱g存在著引力。教師：［放錄像］（1）把兩塊純凈的鉛壓緊，由于分子間的引力，兩塊鉛就合在一起，甚至下面吊一個(gè)重物也不能把它們拉開；（2）把兩塊光學(xué)玻璃的表面磨得既光滑又相吻合，并把表面處理干凈，施加一定的壓力就可以使它們粘合在一起，這也是利用了分子間的引力。教師：分子間有引力，那么分子間為什么緊緊吸在一起，分子間卻有空隙呢？學(xué)生：這是由于分子間存在斥力。師生：［舉例］用力壓縮物體比較困難，物體內(nèi)要產(chǎn)生反抗壓縮的彈力，就是物體內(nèi)大量分子間斥力的宏觀表現(xiàn)。教師：分子之間同時(shí)存在著相互的引力和斥力，這兩個(gè)力的合力即為表現(xiàn)出的分子之間的作用力。3．分子間作用力的變化規(guī)律教師：經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，分子間的作用力與分子間的距離有關(guān)［投影］分子間的作用力跟距離的關(guān)系示意圖教師介紹示意圖圖中橫軸表示分子間距，縱軸表示分子間作用力，斥力用正值表示，引力用負(fù)值表示，F(xiàn)為斥力與引力的合力，即分子力，F(xiàn)為正值時(shí)，表示合力為斥力，F(xiàn)為負(fù)值時(shí)，表示合力為引力。［學(xué)生討論］從圖中可得到哪些信息？［教師總結(jié)］（1）從圖中可看出：引力線比斥力線平緩些。由此可知，分子間引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，且斥力比引力減小得快。（2）如果過r軸上任一點(diǎn)作一條跟F軸平行的直線與兩虛線分別相交，這兩個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別代表當(dāng)分子間距離為這一特定值r時(shí)的斥力和引力的大小，它們的代數(shù)和即為平行線與實(shí)線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的數(shù)值，也就代表兩個(gè)分子間斥力和引力的合力大小，即分子力的大小。（3）當(dāng)分子間距離r=r0時(shí)（r0為10-10m），引力和斥力相等，此二力的合力為零，即分子間呈現(xiàn)沒有作用力，此時(shí)分子所處的位置為平衡位置。（4）當(dāng)分子間距離r＜r0時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)增大，但斥力增大得更多一些，故斥力大于引力，此時(shí)分子間呈現(xiàn)出有相互的斥力作用（此時(shí)引力仍然存在）。（5）當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)減小，但斥力減小得更多一些，故引力大于斥力，此時(shí)分子之間呈現(xiàn)有相互的引力作用（但此時(shí)斥力仍然存在）。（6）分子間可以發(fā)生相互作用力的時(shí)間很短，一般當(dāng)分子之間的距離超過分子直徑的10倍時(shí)，可認(rèn)為分子之間的作用力為零。[強(qiáng)化訓(xùn)練]一段小鉛柱，用力切成兩段，然后把兩個(gè)新面對接，稍用壓力就能使兩段鉛柱結(jié)合起來，一端掛幾千克的重物，也不會(huì)把鉛柱拉開。而玻璃碎了卻不能重新接合，為什么？參考解答：這是因?yàn)椋?、分子間有力的作用；2、分子間的作用力與分子間的距離有關(guān)，鉛塊切口很平時(shí)，稍用壓力就能使兩斷面分子間距離達(dá)到吸引力作用的距離，使兩段鉛塊重新接合起來。玻璃斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近分子引力作用的距離，所以玻璃不能變整。4．分子動(dòng)理論教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P10，了解分子動(dòng)理論的主要內(nèi)容。了解熱學(xué)研究的兩個(gè)方面：一方面關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，另一方面關(guān)于熱現(xiàn)象的微觀理論。前者研究熱現(xiàn)象的一般規(guī)律，不涉及熱現(xiàn)象的微觀解釋；后者從分子運(yùn)動(dòng)的角度研究宏觀熱現(xiàn)象的規(guī)律，分子動(dòng)理論就是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)。教師還要向?qū)W生說明，由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子單獨(dú)來看，運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則的，帶有偶然性的，但從總體上看，大量分子的運(yùn)動(dòng)遵守一定的規(guī)律，這種規(guī)律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了：1．分子間有空隙。2．分子間有相互作用的引力和斥力，它們的合力就是分子力，分子力大小與分子間距有關(guān)。3．當(dāng)r=r0（數(shù)量級為10-10m）時(shí)，斥力等于引力，分子間作用力為零；當(dāng)r等于分子直徑的10倍以上時(shí)，分子間作用力也近似為零，此時(shí)是因?yàn)镕引=0，F(xiàn)斥=04．當(dāng)分子間距離r增大時(shí)，F(xiàn)和F均減小，但F減小的快；當(dāng)分子間距r減小時(shí)，引力和斥力均增大，但斥力增大的快。作業(yè)完成P11“問題與練習(xí)”的題目。備課資料（一）分子間的相互作用力和分子間的萬有引力關(guān)于分子間的相互作用力與分子間的萬有引力，不妨我們來看一個(gè)例子：距離4×10-10m的兩個(gè)氦分子間的作用力為6×10-13N，分子間的萬有引力為7×10-42N，比分子間的相互作用力小1029倍，因此，分子間的萬有引力與分子間的相互作用力相比，可以忽略不計(jì)，與力學(xué)中常見的力相比，分子間的相互作用力雖然很小，但由于分子的質(zhì)量非常小，所以此力足以產(chǎn)生1015m/s2的瞬時(shí)加速度，但又由于分子能迅速離開另一分子的影響范圍，因此該加速度只能持續(xù)極短的時(shí)間。（二）分子間相互作用力的實(shí)質(zhì)分子間的相互作用力并不是一種基本力，是一種極其復(fù)雜的力，它們是由組成一分子的電子及原子核與另一分子的電子與原子核交互作用而產(chǎn)生的，通常分子間的相互作用力均為短距離的吸引力，當(dāng)兩分子互相靠近時(shí)，各分子的電荷因受干擾，而稍微離開其正常位置，使兩分子異性電荷間的平均距離比同性電荷間的平均距離稍短些，根據(jù)同性電荷相斥，異性電荷相吸的原理，因而產(chǎn)生