《分子动理论》的教学设计

专题·分子动理论一、教学目标1．在物理知识方面的要求．(1)掌握分子动理论的三个基本观点；(2)理解阿伏伽德罗常数的物理意义，掌握有关微观量的计算方法．2．通过将有关物理知识条理化进行复习，使学生理解相关知识内在的逻辑性，从而在较高的层次上掌握分子动理论的基本知识．3．在物理学的方法论上，让学生懂得任何理论都是建立在一定的观察和实验的基础上的，从实验中总结的规律才是物理知识的源泉．二、重点、难点分析1．重点：分子动理论的三个基本观点，阿伏伽德罗常数．2．难点：用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量，进行分子数、分子质量和体积的计算，并要区别固、液和气态不同的分子模型．三、主要教学过程(一)引入新课简要说明本章(分子动理论，内能)复习方法与过去(力，电)之不同点：理解与记忆并重，掌握估算方法．(二)教学过程设计1．分子动理论的基本内容．引导学生回忆分子动理论的基本内容．(1)物体是由大量分子组成的．提问：从哪些方面证明物体是由大量分子组成的？证明：①分子直径的数量级：10-10m．提问：实验根据？答：油膜法测分子直径．指出实验设计思路巧妙且较易实现．②阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1．提问：怎样计算NA值？指出阿伏伽德罗常数的物理意义：1mol任何物质包含的微粒数都是相同的，但不同物质的分子质量和体积不同，所以，1mol不同物质的总质量(摩尔质量)和总体积(摩尔体积)不同．例1求1g铁(Fe)包含的原子数，已知铁的分子量为56．提示：指出Fe=56，即铁的摩尔质量是M=56g/mol．指出：如果知道1g铁包含几摩尔物质，便可由阿伏伽德罗常数求出它包含的原子数．解：1g铁的摩尔数原子数：例2求1个铁原子的质量．例3求1个铁原子的体积．提示：怎样求“摩尔体积”？提示：将固态铁中的铁原子看成一个紧挨一个的紧密排列，且看成立方体模型．解：1mol铁原子的体积(摩尔体积)1个铁原子的体积追问：如果把铁原子占有的空间看成立方体，则1个铁原子的直径有多少米？例4求1cm3铁包含的原子数．提示：1mol铁原子的体积VM=M/D，则1cm3铁包含的原子数n=1cm3/VM．注意例3、例4互为倒数关系．指出固体和液体分子都是紧密排列的，所以对液体而言，以上计算方法都适用．(2)所有分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)．提问：证明？证明：布朗运动．说明布朗运动的规律：永不停息、无规则、温度越高越激烈．说明：由于布朗运动是固体颗粒受到液体分子撞击造成的，所以布朗运动是液体分子永不停息无规则热运动的反映．说明：温度是分子无规则热运动激烈程度的反映．说明扩散现象也是分子无规则热运动造成的，但这个现象也说明了分子间有空隙．(3)分子间存在着引力和斥力．指出分子间的相互作用力来源于库仑力，所以分子间引力和斥力同时存在，分子力是合力．由库仑定律可知，当两个分子之间的距离增大时，它们之间的引力和斥力同时减小；当两个分子之间的距离减小时，它们之间的引力和斥力同时增大．让学生看书，理解图1所示分子力f随分子间距r的关系：①当r=r0时，f引=f斥，f=0；②当r＜r0时，f引和f斥随r减小而增大，f斥增大得比f引快，f表现为斥力为主；③当r＞r0时，f引和f斥随r增大而减小，f斥减小得比f引快，f表现为引力为主．④当r＞10r0时，f引和f斥都趋于零(气体)，f可以忽略，所以理想气体不考虑分子力．例5一个房间的体积为15×3m3，试估算该房间内空气的质量．已知在标准状态下空气的摩尔质量为2.9×10-2kg/mol．提示：由于气体分子之间的作用力很小而使气体不能有固定的体积，使气体分子通过热运动充满容器的整个空间，房间的容积就是气体的体积．提示：先计算房间中空气的摩尔数．提示：设空气处于标准状态(简化方法)．解：房间中空气的摩尔数则空气质量m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg．讲述一个人想买一个名作家故居空气的故事．例6在标准状态下，求1个气体分子占有的空间．四、教学说明本课是通过教师引导，学生活动(回答问题和动手计算)完成的．