第一篇：物質(zhì)是由大量分子組成的教案示例(之一)

物質(zhì)是由大量分子組成的教案示例（之一）

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面的要求：

（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．培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會(huì)通過阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質(zhì)量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。

3．滲透物理學(xué)方法的教育。運(yùn)用理想化方法，建立物質(zhì)分子是球形體的模型，是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，突出主要因素的理想化方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)有兩個(gè)，其一是使學(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?；其二是運(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。

2．盡管今天科學(xué)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，但是在物理課上還不能給學(xué)生展現(xiàn)出分子的真實(shí)形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識(shí)帶來一定的困難，也更突出了運(yùn)用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、分子數(shù)的重要意義。

三、教具

1．教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。

2．演示實(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。

四、主要教學(xué)過程

（一）熱學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介

1．熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。

2．熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。

3．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、量守恒規(guī)律。

（二）新課教學(xué)過程

1．分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

介紹并定性地演示：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，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測(cè)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？

在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，還要指出：

①介紹數(shù)量級(jí)這個(gè)數(shù)學(xué)名詞，一些數(shù)據(jù)太大，或很小，為了書寫方便，習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫成10的乘方數(shù)，如3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級(jí)，那么1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級(jí)都是10-10m。

②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。

（2）利用離子顯微鏡測(cè)定分子的直徑。

看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計(jì)算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。

（3）物理學(xué)中還有其他不同方法來測(cè)量分子的大小，用不同方法測(cè)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(cè)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。

（4）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)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)。

2．阿伏伽德羅常數(shù) 向?qū)W生提問：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(cè)量它，以期得到它精確的數(shù)值。）

再問學(xué)生，摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。

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，1mol水的質(zhì)量是0.018kg，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。

提問學(xué)生：如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？ 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。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。

提問學(xué)生：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個(gè)水分子質(zhì)量如何求？

提問學(xué)生：若已知鐵的相對(duì)原子質(zhì)量是56，鐵的密度是7.8×10kg／m3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計(jì)算出鐵原子的直徑是多少來？

3歸納總結(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。

阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學(xué)的一個(gè)重要常數(shù)（曾經(jīng)學(xué)過的萬有引力常量也是一個(gè)重要常數(shù)）。物理常數(shù)是物理世界客觀規(guī)律的反映。一百多年來，物理學(xué)家想出各種辦法來測(cè)量它，不斷地努力，使用一次比一次更精確的測(cè)量方法?，F(xiàn)在測(cè)定它的精確值是NA=6.022045×1023／mol。

（三）課堂練習(xí)

1．體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級(jí)是

A.102cm2 B.104cm2 C.106cm2 D.108cm2 答案：B

2．已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質(zhì)量是63．5×10-3kg／mol。體積是4．5cm3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。

答案：3．8×1023，3×10-10m

（四）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(cè)量的，人們可以測(cè)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。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M／NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量 M、密度 ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計(jì)算出分子直徑

（五）說明

1．由于課堂內(nèi)時(shí)間限制，單分子油膜法測(cè)定分子直徑的實(shí)驗(yàn)不可能在課堂上完成全過程。在課堂上讓學(xué)生看到油膜散開現(xiàn)象和油膜面積的測(cè)量方法即可。

要想造成單分子油膜，必須選用脂肪酸類，如油酸C17H33COOH或棕櫚酸C15H31COOH，這類脂肪酸分子的形狀為長(zhǎng)鏈形，它的羧基一端浸入水中，而烴鏈C17H33伸在水面上方，造成油73酸長(zhǎng)分子在水面上垂直排列，如圖3所示。

第二篇：《物質(zhì)是由大量分子組成的》教案

《物質(zhì)是由大量分子組成的》教案

三維教學(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(cè)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 教學(xué)重難點(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?。ㄖ睆剑┑姆椒ǎ?/p>

（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。教學(xué)教具

（1）教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣；

（2）演示實(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。教學(xué)過程：

第一節(jié) 物質(zhì)是由大量分子組成的

（一）熱學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介

（1）熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。

（2）熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。（3）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、量守恒規(guī)律。

（二）新課教學(xué)

1、分子的大?。悍肿邮强床灰姷?，怎樣能知道分子的大小呢？（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

演示：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，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測(cè)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）

（2）利用離子顯微鏡測(cè)定分子的直徑。

看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計(jì)算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。

（3）用不同方法測(cè)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(cè)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。

（4）分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)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)。

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(cè)量它，以期得到它精確的數(shù)值。）

提問：摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義？

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，1mol水的質(zhì)量是0.018kg，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)？

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。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。

提問：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個(gè)水分子質(zhì)量如何求？

提問：若已知鐵的相對(duì)原子質(zhì)量是56，鐵的密度是7.8×103kg／m3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計(jì)算出鐵原子的直徑是多少來？

總結(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。

課堂練習(xí)：

（1）體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級(jí)是（B）A.102cm2 B.104cm2

C.106cm2 D.108cm2

（2）已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質(zhì)量是63.5×10-3kg／mol。體積是4．5cm3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。（3.8×1023，3×10-10m）

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(cè)量的，人們可以測(cè)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。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M／

NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量 M、密度 ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計(jì)算出分子直徑：

第三篇：7.1 物體是由大量分子組成的 (教案)

房山高級(jí)中學(xué)教案

高二物理學(xué)科

編號(hào)：001

第七章

7.1、物質(zhì)是由大量分子組成的

教學(xué)目標(biāo)：（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。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

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。

分子是具有各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒，在熱學(xué)中，原子、離子、分子這些微粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，遵從相同的規(guī)律，所以，統(tǒng)稱為“分子” 熱學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介

1．熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。

2．熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。3．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、量守恒規(guī)律。

新課教學(xué)過程

一．分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？

（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

介紹并定性地演示：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，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測(cè)定油膜面積。如圖1所示。粗測(cè)：d?v（單層、球形、空隙 1+1≠2根據(jù)估算得s出分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m。）

（2）利用離子顯微鏡測(cè)定分子的直徑。

看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計(jì)算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。

（3）掃描隧道顯微鏡

（幾億倍）

注意：（1）用不同方法測(cè)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(cè)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。

（2）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)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)。

二．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

房山高級(jí)中學(xué)教案

高二物理學(xué)科

編號(hào)：001

例題

一、將1摩爾的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直徑

解：1 cm3的溶液中，酒精溶于水后，油酸的體積

－

V0 ＝1/200 cm3 ＝1/200×106m

31滴溶液中，油酸的體積v＝Vo/50

－

得到油酸分子的直徑為d ＝ v / s＝5×1010米

注：酒精的作用

（1）、提高擴(kuò)散速度

（2）、油膜面積不致于很大，易于測(cè)量

例題

二、10克的氧氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0 ℃，1 atm）

3210＝?n??

6.02?1023n3210

（2）、占有多大體積？

＝?v??

－3v22.4?10

（1）、含有多少個(gè)氧氣分子？

來源:.]例題

三、估算標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體分子和水分子的間距

1、氣體分子間距

22.4?10－3v?＝?6.02?102把這個(gè)體積看成小立方體，其邊長(zhǎng)就是分子間距

r?3v?3.3?10－9m1、同理，水的摩爾體積v＝18×10，r?－

3318?10－3－10＝3.1?10 236.02?10r 注：

1、比較間距的大小

2、邊長(zhǎng)＝間距

1、還可以看成球形模型v＝4 π.3

－例題

四、空氣的摩爾質(zhì)量m＝29×10 3 kg / mol，當(dāng)V＝45 m3時(shí)，求：氣體的質(zhì)量M＝？

來源:.]

r 22.4?10－345＝?M?58.3kg 解：

M29?10－3房山高級(jí)中學(xué)教案

高二物理學(xué)科

編號(hào)：001

例題

五、水的質(zhì)量為m，密度為ρ，變成蒸氣后體積為V，求：

解：

蒸氣分子所占空v1間??

水分子所占空v間2水分子空間v1＝

m?NAVv1?V＝NAv2m ?

蒸氣分子空間v2＝

課堂練習(xí)

v1?V＝ v2m1．體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級(jí)是（B）

A.102cm2

B.104cm2

C.106cm2

D.108cm2

2．已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質(zhì)量是63．5×10-3kg／mol。體積是4．5cm3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。

答案：3．8×1023，3×10-10m 教后感：

第四篇：高二物理教案11.1.物質(zhì)是由大量分子組成的.doc

學(xué)習(xí)資 料

物質(zhì)是由分子組成的

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面的要求：

（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．培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會(huì)通過阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質(zhì)量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。

3．滲透物理學(xué)方法的教育。運(yùn)用理想化方法，建立物質(zhì)分子是球形體的模型，是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，突出主要因素的理想化方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)有兩個(gè)，其一是使學(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?；其二是運(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。

2．盡管今天科學(xué)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，但是在物理課上還不能給學(xué)生展現(xiàn)出分子的真實(shí)形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識(shí)帶來一定的困難，也更突出了運(yùn)用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、分子數(shù)的重要意義。

三、教具

1．教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。

2．演示實(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。

四、主要教學(xué)過程

（一）熱學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介

1．熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。

2．熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。

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學(xué)習(xí)資 料

3．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、能的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律。

（二）新課教學(xué)過程

1．分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

介紹并定性地演示：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，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測(cè)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？ 在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，還要指出：

①介紹數(shù)量級(jí)這個(gè)數(shù)學(xué)名詞，一些數(shù)據(jù)太大，或很小，為了書寫方便，習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫成10的乘方數(shù)，如3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級(jí)，那么1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級(jí)都是10-10m。

②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。

（2）利用離子顯微鏡測(cè)定分子的直徑。

看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計(jì)算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。

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學(xué)習(xí)資 料

（3）物理學(xué)中還有其他不同方法來測(cè)量分子的大小，用不同方法測(cè)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(cè)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。

（4）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)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)。

2．阿伏伽德羅常數(shù)

向?qū)W生提問：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(cè)量它，以期得到它精確的數(shù)值。）

再問學(xué)生，摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。

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，1mol水的質(zhì)量是0.018kg，體積是1.8×10-5m3。每個(gè)水分子的直徑是4 子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的。

提問學(xué)生：如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？

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。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。

提問學(xué)生：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個(gè)水分子質(zhì)量如何求？

提問學(xué)生：若已知鐵的原子量是56，鐵的密度是7.8×103kg/m3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計(jì)算出鐵原子的直徑是多少來？

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學(xué)習(xí)資 料

歸納總結(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。

阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學(xué)的一個(gè)重要常數(shù)（曾經(jīng)學(xué)過的萬有引力恒量也是一個(gè)重要常數(shù)）。物理常數(shù)是物理世界客觀規(guī)律的反映。一百多年來，物理學(xué)家想出各種辦法來測(cè)量它，不斷地努力，使用一次比一次更精確的測(cè)量方法?，F(xiàn)在測(cè)定它的精確值是NA=6.022045×1023/mol。

（三）課堂練習(xí)

1．體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級(jí)是 [ ] A．102cm2 B．104cm2 C．106cm2 D．108cm2 答案：B 2．已知銅的密度是8.9×103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量是63.5×10-3kg/mol。體積是4.5cm3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。

答案：3.8×1023，3×10-10米。

五、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10-10米的數(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(cè)量的，人們可以測(cè)定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間

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學(xué)習(xí)資 料

接計(jì)算出微觀量來。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M/NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M、密度ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計(jì)算出分子直徑

六、說明

1．由于課堂內(nèi)時(shí)間限制，單分子油膜法測(cè)定分子直徑的實(shí)驗(yàn)不可能在課堂上完成全過程。在課堂上讓學(xué)生看到油膜散開現(xiàn)象和油膜面積的測(cè)量方法即可。

要想造成單分子油膜，必須選用脂肪酸類，如油酸C17H33COOH或棕櫚酸C15H31COOH，這類脂肪酸分子的形狀為長(zhǎng)鏈形，它的羧基一端浸入水中，而烴鏈C17H33伸在水面上方，造成油酸長(zhǎng)分子在水面上垂直排列，如圖3所示。

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第五篇：第一節(jié)物質(zhì)由大量分子組成的教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）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。

（二）過程與方法

培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會(huì)通過阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質(zhì)量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

滲透物理學(xué)方法的教育。運(yùn)用理想化方法，建立物質(zhì)分子是球形體的模型，教給學(xué)生為了簡(jiǎn)化計(jì)算，突出主要因素的理想化方法。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)有兩個(gè)，其一是使學(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?；其二是運(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。

分子直徑大小的計(jì)算是難點(diǎn)，運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行計(jì)算也是難點(diǎn)。

三、教學(xué)方法

PPT課件、講授法、實(shí)驗(yàn)法。

四、學(xué)情分析

對(duì)于分子動(dòng)理論的知識(shí)，學(xué)生記得比較牢固，所以相關(guān)知識(shí)講授時(shí)還是比較順利的。通過一些圖片的介紹，學(xué)生很容易接受。這一節(jié)的難點(diǎn)在兩個(gè)地方：一是用單分子油膜法測(cè)分子直徑，其中一些方法是學(xué)生以前沒有接觸過的；另一個(gè)是運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)，部分學(xué)生會(huì)犯難。好在兩個(gè)班的學(xué)生都是學(xué)習(xí)化學(xué)的，應(yīng)該難度不大。

五、教學(xué)過程

（一）新課引入

古代人類對(duì)物質(zhì)的組成的思考：①公元前5世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家留基波和他的學(xué)生的爭(zhēng)論：把一塊金子切成兩半，接著把其中一塊金子再切成兩半，這樣繼續(xù)下去，能分割到什么程度。要么這種分割能夠永遠(yuǎn)繼續(xù)下去；要么有一個(gè)限度，不能進(jìn)一步分割了。也就是說，物質(zhì)要么是連續(xù)的，可以無限分割下去；要么物質(zhì)是由不可分的粒子構(gòu)成的。在他們看來，第一種說法是荒謬的，因此，他們的結(jié)論是：物質(zhì)是由小得不被察覺的“a-tomos”粒子（即原子）構(gòu)成。②我國(guó)古代的一種說法：“一尺之椎，日取其半，萬世不竭”——古代，人們對(duì)物質(zhì)組成的認(rèn)識(shí)更多的是體現(xiàn)了一種哲學(xué)思想。而在今天，我們則更多的建立在嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。

[利用多媒體，逐張播放一片樹葉被不斷放大的圖片]放大6倍時(shí)，可以看到清晰的葉脈；放大20000倍時(shí)，可以看到它是由細(xì)胞所組成的；放大到50000000倍時(shí)，就可以看到他的分子結(jié)構(gòu)了

[提議學(xué)生想象] 一張光盤、一片陶瓷或一塊布片不斷放大的情景

[展示圖片] 掃瞄隧道顯微鏡下的硅片表面原子的圖像

[總結(jié)][板書] 物體是由大量分子所組成的（二）進(jìn)行新課

上面分析知道：分子的體積是極其微小的,用肉眼和光學(xué)顯微鏡都不能看到;放大到幾十億倍的掃描隧道顯微鏡才能看到。既然分子小得看不見，那怎樣能知道分子的大小呢？怎樣測(cè)量呢？

1、分子的大小

（1）單分子油膜法是最粗略地測(cè)量分子大小的一種方法。

[原理]將一滴體積已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下盡可能的散開形成一層極薄的油膜, 此時(shí)油膜可看成單分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直徑, 所以只要再測(cè)定出這層油膜的面積, 就可求出油分子直徑的大小.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，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測(cè)定油膜面積。如圖1所示。

當(dāng)然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)要做些簡(jiǎn)化處理：(1)把分子看成一個(gè)個(gè)小球;

(2)油分子一個(gè)緊挨一個(gè)整齊排列;

(3)認(rèn)為油膜厚度等于分子直徑.[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？

[學(xué)生回答]d=V/S

用FLASH課件模擬演示： 油膜法測(cè)分子直徑

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步指出：

①介紹數(shù)量級(jí)這個(gè)數(shù)學(xué)名詞，一些數(shù)據(jù)太大，或很小，為了書寫方便，習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫成10的乘方數(shù)，如3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級(jí)，那么1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級(jí)都是10-10m。

②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。

（2）利用掃描隧道顯微鏡測(cè)定分子的直徑。

（3）物理學(xué)中還有其他不同方法來測(cè)量分子的大小，用不同方法測(cè)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(cè)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。

（4）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)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)。

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？

根據(jù)學(xué)生的回答明確：

1mol任何物質(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(cè)量它，以期得到它精確的數(shù)值。）

同時(shí)，向?qū)W生提出摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。

[例1] 下列敘述中正確的是：

（1）1cm3的氧氣中所含有的氧分子數(shù)為6.02×1023個(gè)

（2）1克氧氣中所含有的氧分子數(shù)為6×1023個(gè)；

（3）1升氧氣中含氧分子數(shù)是6×1023個(gè)；

（4）1摩氧氣中所含有的氧分子數(shù)是6×1023個(gè)。

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。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。

[例題分析] 水的分子量18，水的密度為103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.02×1023個(gè)/ mol，則：

（1）水的摩爾質(zhì)量M=__________

（2）水的摩爾體積V=__________

（3）一個(gè)水分子的質(zhì)量m0 =_____________

（4）一個(gè)水分子的體積V0 =_____________

（5）將水分子看作球體，分子直徑d=_______________

（6）10g水中含有的分子數(shù)目N=___________________

[歸納總結(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。

阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學(xué)的一個(gè)重要常數(shù)?，F(xiàn)在測(cè)定它的精確值是NA=6.022045×1023/mol。

（三）課堂練習(xí)

1、已知?dú)錃獾哪栙|(zhì)量是2×10-3kg/mol,水的摩爾質(zhì)量是1.8×10-2kg/mol,計(jì)算1個(gè)氫分子和水分子的質(zhì)量。

2、若已知鐵的原子量是56,鐵的密度是7.8×103kg／m3,試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目(取1位有效數(shù)字)及一個(gè)鐵原子的體積.（四）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10-10米的數(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(cè)量的，人們可以測(cè)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。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M/NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M、密度、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計(jì)算出分子直徑

（五）課后作業(yè)

課本P4“問題與練習(xí)”第2、3題，第1、4題課后思考。