高中物理-【課堂實(shí)錄】物質(zhì)是由大量分子組成的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE8學(xué)校教師欒曉艷學(xué)科物理時(shí)間課型新授教材魯科版物理選修3－3課題§1.1分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)之一：物質(zhì)是由大量分子組成設(shè)計(jì)與處理說明教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級(jí)；（2）知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個(gè)常數(shù)的數(shù)值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。2、過程與方法：通過單分子油膜法估算測量分子大小，讓學(xué)生體會(huì)到物質(zhì)是由大量分子組成的。形成正確的唯物主義價(jià)值觀。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀團(tuán)結(jié)合作，克服困難的精神教學(xué)重點(diǎn)（1）使學(xué)生理解和學(xué)會(huì)用單分子油膜法估算分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒ǎ唬?）運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）的方法。教學(xué)難點(diǎn)（1）使學(xué)生理解和學(xué)會(huì)用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；（2）運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）的方法。教具（1）教學(xué)平板中的課件，e學(xué)本上的提前預(yù)習(xí)的PPT，一定量小米，量筒，刻度尺，和提前配置油酸酒精溶液的微課視頻。（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)：單分子油膜法測油酸分子直徑的器材：油酸酒精溶液（1：20O），注射器半徑約20cm圓形水槽，燒杯，透明塑料板，坐標(biāo)紙，痱子粉。教學(xué)過程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)處理說明第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的（一）熱學(xué)內(nèi)容簡介和復(fù)習(xí)（1）分子動(dòng)理論的內(nèi)容的簡單復(fù)習(xí)（2）熱學(xué)的基本理論：由于熱現(xiàn)象的本質(zhì)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此研究熱學(xué)的基本理論是分子動(dòng)理論、質(zhì)量守恒規(guī)律。（二）新課教學(xué)1、分子的大小：分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？首先是介紹分子有多小，然后PPT展示在不同顯微鏡下的一片葉子的圖片，進(jìn)而展示（1）掃描隧道顯微鏡下的石墨表面的原子照片，說明觀察分子的難度，進(jìn)而增加學(xué)生對(duì)觀測分子大小的興趣。首先啟發(fā)學(xué)生討論測一定量的小米的直徑的方法引入測油酸分子直徑的方法，讓學(xué)生分組討論，然后派代表起來說自己組里的方法，引導(dǎo)學(xué)生用體積，面積來測量小米粒的直徑。（2）單分子油膜法是最粗略地測量分子大小的一種方法。首先肯定學(xué)生的做法，展示匯總后的方法，給出最科學(xué)的一種，單分子油膜法。微課展示油酸酒精溶液的配置過程，其中間在黑板提出2個(gè)問題。展示實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，然后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)其間指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，和讓學(xué)生展示臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示：如果油在水面上盡可能地散開，可認(rèn)為在水面上形成單分子油膜，可以通過展臺(tái)觀察到，并且利用坐標(biāo)紙透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。提問：已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少？（如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=V／S，根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m）（3）用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級(jí)是相同的。測量結(jié)果表明，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10m。分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實(shí)際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級(jí)，對(duì)分子的大小有了較深入的認(rèn)識(shí)。例題1、將的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，已知的溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為，由此可估測油酸分子的直徑為多少？（此處學(xué)生黑板做題展示）2、阿伏伽德羅常數(shù)提問：在化學(xué)課上學(xué)過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確1mol物質(zhì)中含有的微粒數(shù)（包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)……）都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號(hào)NA表示此常數(shù)，NA=6.02×1023個(gè)／mol，粗略計(jì)算可用NA=6×1023個(gè)／mol。（阿伏伽德羅常數(shù)是一個(gè)基本常數(shù)，科學(xué)工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數(shù)值。）而且它是聯(lián)系宏觀和微觀的一個(gè)重要物理量例題2如果已經(jīng)知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，水的摩爾體積是1.8×10-5m3。每個(gè)水分子的直徑是4×10-10m，它的體積是（4×10－10）m3=3×10-29m3。如果設(shè)想水分子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的。如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？此處學(xué)生黑板計(jì)算展示3、微觀物理量的估算若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對(duì)液體、固體的分子大小進(jìn)行估算?？偨Y(jié)：以上計(jì)算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯(lián)系起來。課堂小結(jié)（1）物體是由體積很小的分子組成的。這一結(jié)論有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。單分子油膜實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)是上述結(jié)論的有力依據(jù)。分子直徑大約有10－10m的數(shù)量級(jí)。（2）阿伏伽德羅常數(shù)是物理學(xué)中的一個(gè)重要常數(shù)，它的意義和常數(shù)數(shù)值應(yīng)該記住。（3）學(xué)會(huì)計(jì)算微觀世界的物理量（如分子數(shù)目、分子質(zhì)量、分子直徑等）的一般方法。由于微觀量是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間接計(jì)算出微觀量來。課后作業(yè):課后題1,2,3,4以及一個(gè)上網(wǎng)查四個(gè)學(xué)者對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)。（不用上交）此處有小米粒的直徑測量討論，增加學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣此處有微課展示，讓學(xué)生看到溶液的配置和測量，同時(shí)提出問題，讓學(xué)生思考，這是一個(gè)讓學(xué)生自己考慮問題的過程，不是直接給出問題答案的過程此處學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，團(tuán)結(jié)合作。此處學(xué)生上黑板做題，展示做題的過程和方法此處學(xué)生上黑板做題，展示做題的過程和方法學(xué)情分析學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備分析，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過分子動(dòng)理論，也知道分子很小，但是親自對(duì)微觀量的測量也是第一次。學(xué)生物理思維能力分析，學(xué)生有了一定的物理思維能力和知識(shí)遷移能力，但是他們的思維活躍程度，和發(fā)散程度還達(dá)不到應(yīng)該有的高度，所以要多有針對(duì)性練習(xí)。效果分析其實(shí)，分子很小，學(xué)生早就知道了，但是，讓他們親自去做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，就比較有難度，通過生活中的實(shí)際例子，來引導(dǎo)這部分知識(shí)，取得了較好的效果。學(xué)生比較喜歡做實(shí)驗(yàn)，通過做實(shí)驗(yàn)，不僅提高他們的動(dòng)手能力，還讓他們同學(xué)間互相團(tuán)結(jié)合作，增加班級(jí)的凝聚力，特別是這次實(shí)驗(yàn)，特別適合女同學(xué)做，因?yàn)殡y度小，考驗(yàn)?zāi)托暮妥屑?xì)程度，所以，不同于以往的力學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)，女同學(xué)更加喜歡物理了！看得出多數(shù)同學(xué)比較好的掌握了本節(jié)課的知識(shí)，效果很好！教材分析本節(jié)內(nèi)容為物理選修3-3中的第一章分子動(dòng)理論中的第一節(jié)內(nèi)容，它是在力學(xué)之后開始的熱學(xué)部分的知識(shí)，同時(shí)這節(jié)內(nèi)容在初中學(xué)生接觸過，而且其中第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)，阿佛加德羅常數(shù)是高一化學(xué)重點(diǎn)講解的知識(shí)，所以，相對(duì)好學(xué)好掌握，但是其中分子的概念和化學(xué)有所不同，讓學(xué)生充分了解掌握。命題人欒曉艷命題人欒曉艷審核人林旭峰日期3.27__高二物理同步訓(xùn)練班級(jí)姓名成績§7.1物質(zhì)是由大量分子組成的（1）知道物體是由大量分子組成的；（2）知道油膜法測分子大小的原理，并能進(jìn)行測量和計(jì)算。通過油膜法實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道科學(xué)研究中的一種方法：利用宏觀量求微觀量；（3）知道分子的球形模型，知道分子直徑的數(shù)量級(jí)；（4）知道阿伏伽德羅常數(shù)的物理意義、數(shù)值和單位。一、分子的大小1．分子模型物體是由大量分子組成的，可近似把每個(gè)分子看做一個(gè)小球。2．用油膜法測分子的直徑——單分子油膜法是最粗略地測量分子大小的一種方法。⑴實(shí)驗(yàn)原理：理想化：認(rèn)為油酸薄膜是由組成的。模型化：把油酸分子簡化成。估算：油膜的厚度就等于油酸分子的，即。⑵實(shí)驗(yàn)器材：注射器、、淺水盤、、痱子粉、水、酒精、油酸、彩筆、。⑶實(shí)驗(yàn)步驟：1．在淺盤里倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1ml油酸溶液，記下滴入的滴數(shù)n。算出一滴油酸溶液的體積。3．將一滴油酸溶液滴在淺盤的液面上。4．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在前盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀。5．將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S；6．根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。7．計(jì)算油酸薄膜的厚度d＝即為油酸分子的直徑d．⑷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1．油酸體積的計(jì)算如果知道油酸酒精溶液濃度為P，測量出N滴油酸酒精溶液的體積為V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積為V1．2．?dāng)?shù)格子的方法這是估測不規(guī)則形狀面積的一種方法：將一玻璃板放在不規(guī)則面積的上方，在玻璃板上畫出不規(guī)則圖形的輪廓，然后將其放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)．計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格子的舍去，多于半個(gè)格子的算一個(gè)，方格邊長的單位越小，這種方法求出的面積越精確．例１、將的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，已知的溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為，由此可估測油酸分子的直徑為多少？變式訓(xùn)練1、在“用油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中所用的油酸酒精溶液的濃度為1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm，試求：（1）油酸膜的面積是___________cm2；（2）每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是（3）實(shí)驗(yàn)測出油酸分子的直徑是___________m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）3．分子的大小除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子直徑的數(shù)量級(jí)為________m，分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)一般為________kg.二、阿伏伽德羅常數(shù)⒈阿伏伽德羅常數(shù)1mol的任何物質(zhì)都含有____________粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用_____來表示，它的數(shù)值通常取NA＝______________，粗略計(jì)算可取NA＝________________，它是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁，它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與____________、____________等微觀物理量聯(lián)系起來．⒉估算分子體積、分子質(zhì)量和分子數(shù)的方法設(shè)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M（），摩爾體積為V（），物體的質(zhì)量為m（kg）,體積為v()，密度為，該物質(zhì)1個(gè)分子的體積為(),一個(gè)分子的質(zhì)量為（kg），則分子的質(zhì)量：==⑵分子的體積：==分子的大小球形模型：由球體積公式得立方體模型：由得（d為立方體邊長）⑷物質(zhì)所含的分子數(shù)：N=例2水的分子量是18，水的密度，阿伏加德羅常數(shù)，則(1)水的摩爾質(zhì)量M＝________或M＝______；(2)水的摩爾體積V＝________；(3)一個(gè)水分子的質(zhì)量m＝_________kg；(4)一個(gè)水分子的體積V′＝__________；(5)將水分子看做是個(gè)球體，水分子的直徑d＝________m，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)都是___________m。變式訓(xùn)練2：已知金剛石的密度ρ=3.5×kg/，碳的摩爾質(zhì)量為12×kg/mol。現(xiàn)有一塊體積V=5.7×的金剛石，它含有多少個(gè)碳原子？如果認(rèn)為碳原子是緊密地排列在一起的，試求碳原子的直徑。課后訓(xùn)練1．采用油膜法估測分子的直徑，需要測量的物理量是()A．1滴油的質(zhì)量和它的密度B．1滴油的體積和它的密度C．1滴油的體積和它散成油膜的最大面積D．所散成的油膜的厚度和它的密度2．某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為N，則關(guān)于該物質(zhì)的說法中，不正確的是()A．分子的質(zhì)量是M/NB．單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)是ρN/MC．分子的體積一定是M/(ρN)D．平均每個(gè)分子占據(jù)的空間是M/(ρN)3．用油膜法估測分子的直徑的實(shí)驗(yàn)中，下列操作有錯(cuò)誤的是()A．將純油酸直接滴在水面上B．向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，讀出其體積C．用試管向水面倒油酸溶液少許D．在計(jì)算油膜面積時(shí)，凡是占到方格的一部分的都計(jì)入方格的總數(shù)4．用油膜法估測分子的大小時(shí)有如下步驟：A．向淺盤中倒入約2cm深的水；B．向淺盤中的水面均勻地撒入石膏粉(或痱子粉)；C．將油酸和酒精按一定比例配制好；D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，當(dāng)體積達(dá)到1mL時(shí)記下滴入的滴數(shù)，算出每滴液滴的體積；E．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形狀穩(wěn)定；F．將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；G．把玻璃板放在方格紙上，計(jì)算出薄膜所占面積；H．計(jì)算出油膜的厚度L＝eq\f(V,S)若所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中含有純油酸6mL，體積達(dá)到1mL時(shí)記下滴入的滴數(shù)為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描繪出油酸膜的輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是________cm2；(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL；(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑________m。（(2)，(3)兩問答案保留一位有效數(shù)字）5．已知汞的摩爾質(zhì)量為M＝200.5×10－3kg/mol