分子動理論物理教案
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一、教學目標
1在物理知識方面的要求
(2)理解阿伏伽德羅常數的物理意義，掌握有關微觀量的計算方法
2通過將有關物理知識條理化進行復習，使學生理解相關知識內在的邏輯性，從而在較高的層次上掌握分子動理論的基本知識
3在物理學的方法論上，讓學生懂得任何理論都是建立在一定的觀察和實驗的基礎上的，從實驗中總結的規律才是物理知識的源泉
二、重點、難點分析
1重點：分子動理論的三個基本觀點，阿伏伽德羅常數
2難點：用阿伏伽德羅常數聯系宏觀量與微觀量，進行分子數、分子質量和體積的計算，并要區別固、液和氣態不同的分子模型
三、主要教學過程
(一)引入新課
簡要說明本章(分子動理論，內能)復習方法與過去(力，電)之不同點：理解與記憶并重，掌握估算方法
(二)教學過程設計
1分子動理論的基本內容
引導學生回憶分子動理論的基本內容
(1)物體是由大量分子組成的
提問：從哪些方面證明物體是由大量分子組成的？
證明：①分子直徑的數量級：10-10m
提問：實驗根據？
答：油膜法測分子直徑
指出實驗設計思路巧妙且較易實現
②阿伏伽德羅常數NA=6.0×1023mol-1
提問：怎樣計算NA值？
指出阿伏伽德羅常數的物理意義：1mol任何物質包含的微粒數都是相同的，但不同物質的分子質量和體積不同，所以，1mol不同物質的總質量(摩爾質量)和總體積(摩爾體積)不同
例1求1g鐵(Fe)包含的原子數，已知鐵的分子量為56
提示：指出Fe=56，即鐵的摩爾質量是M=56g/mol
指出：如果知道1g鐵包含幾摩爾物質，便可由阿伏伽德羅常數求出它包含的原子數
解：1g鐵的摩爾數
原子數：
例2求1個鐵原子的質量
例3求1個鐵原子的體積
提示：怎樣求“摩爾體積”？
提示：將固態鐵中的鐵原子看成一個緊挨一個的緊密排列，且看成立方體模型
解：1mol鐵原子的體積(摩爾體積)
1個鐵原子的體積
追問：如果把鐵原子占有的空間看成立方體，則1個鐵原子的直徑有多少米？
例4求1cm3鐵包含的原子數
提示：1mol鐵原子的體積VM=M/D，則1cm3鐵包含的原子數n=1cm3/VM
注意例3、例4互為倒數關系
指出固體和液體分子都是緊密排列的，所以對液體而言，以上計算方法都適用
(2)所有分子都在永不停息地做無規則運動(熱運動)
提問：證明？
證明：布朗運動
說明布朗運動的規律：永不停息、無規則、溫度越高越激烈
說明：由于布朗運動是固體顆粒受到液體分子撞擊造成的，所以布朗運動是液體分子永不停息無規則熱運動的反映
說明：溫度是分子無規則熱運動激烈程度的反映
說明擴散現象也是分子無規則熱運動造成的，但這個現象也說明了分子間有空隙
(3)分子間存在著引力和斥力
指出分子間的相互作用力來源于庫侖力，所以分子間引力和斥力同時存在，分子力是合力
由庫侖定律可知，當兩個分子之間的距離增大時，它們之間的引力和斥力同時減小；當兩個分子之間的距離減小時，它們之間的引力和斥力同時增大
讓學生看書，理解圖1所示分子力f隨分子間距r的關系：
①當r=r0時，f引=f斥，f=0；
②當r＜r0時，f引和f斥隨r減小而增大，f斥增大得比f引快，f表現為斥力為主；
③當r＞r0時，f引和f斥隨r增大而減小，f斥減小得比f引快，f表現為引力為主
④當r＞10r0時，f引和f斥都趨于零(氣體)，f可以忽略，所以理想氣體不考慮分子力
例5一個房間的體積為15×3m3，試估算該房間內空氣的質量已知在標準狀態下空氣的摩爾質量為2.9×10-2kg/mol
提示：由于氣體分子之間的作用力很小而使氣體不能有固定的體積，使氣體分子通過熱運動充滿容器的整個空間，房間的容積就是氣體的體積
提示：先計算房間中空氣的摩爾數
提示：設空氣處于標準狀態(簡化方法)
解：房間中空氣的摩爾數
則空氣質量
m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg
講述一個人想買一個名作家故居空氣的故事
例6在標準狀態下，求1個氣體分子占有的空間
四、教學說明
本課是通過教師引導，學生活動(回答問題和動手計算)完成的
