物理：第1章第1節(jié)《分子動理論的基本觀點(diǎn)》課件（魯科版選修3-3）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)分子動理論的基本觀點(diǎn) 課前自主學(xué)案 核心要點(diǎn)突破 課標(biāo)定位 課堂互動講練 第1節(jié) 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 建立分子模型 認(rèn)識分子動理論的基本觀點(diǎn) 2 掌握油膜法測量油酸分子大小的方法 3 知道阿伏伽德羅常數(shù)及意義 能利用它聯(lián)系微觀量和宏觀量 4 知道布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動的區(qū)別 理解布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因 5 知道分子間作用力的特點(diǎn)和變化規(guī)律 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 用油膜法測分子的直徑 2 阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 3 分子間相互作用力的特點(diǎn) 課前自主學(xué)案 一 物體由大量分子組成1 分子的大小 1 油膜法是一種粗略測定分子大小的方法 其方法是把油滴滴到水面上 油在水面上散開 形成 如果把分子看成球形 單分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于 單分子油膜 分子的直徑 3 一般分子直徑的數(shù)量級為 m 物理學(xué)中用各種不同的方法測定分子的大小 用不同方法測出的分子大小 但數(shù)量級 10 10 不同 相同 2 阿伏伽德羅常數(shù) 1 1mol的任何物質(zhì)含有的 這個數(shù)叫做 其值為NA 6 02 1023mol 1 2 分子質(zhì)量的數(shù)量級在10 27 10 25 3 通過 可以將物質(zhì)的體積 質(zhì)量這些宏觀量與分子的大小 質(zhì)量這些微觀量聯(lián)系起來 分子數(shù)目相同 阿伏伽德羅常數(shù) 阿伏伽德羅常數(shù) 二 分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動1 擴(kuò)散現(xiàn)象所謂擴(kuò)散現(xiàn)象 指的是不同物質(zhì)互相接觸時 的現(xiàn)象 2 布朗運(yùn)動 1 定義 懸浮在液體 或氣體 中的微粒所做的永不停息的 2 產(chǎn)生的原因 微粒在液體中受到 的撞擊不平衡引起的 3 影響布朗運(yùn)動的因素 彼此進(jìn)入對方 無規(guī)則運(yùn)動 液體分子 微粒大小 微粒 布朗運(yùn)動越明顯 溫度高低 溫度 布朗運(yùn)動越劇烈 4 意義 反映了分子在永不停息地做 運(yùn)動 越小 越高 無規(guī)則 思考感悟掃地時 致使大量灰塵漂浮在空氣中 這些灰塵的運(yùn)動是布朗運(yùn)動嗎 提示 不是 布朗運(yùn)動永不停息 是懸浮在液體 或氣體 中的微粒的運(yùn)動 布朗運(yùn)動是肉眼看不到的 3 熱運(yùn)動分子的無規(guī)則運(yùn)動跟 有關(guān) 這種運(yùn)動叫熱運(yùn)動 越高 分子的熱運(yùn)動越激烈 三 分子間存在著相互作用力1 研究表明 分子之間同時存在著 和 它們的大小與 有關(guān) 2 分子力與分子間距離的關(guān)系 溫度 溫度 引力 斥力 分子間的距離 核心要點(diǎn)突破 特別提醒 無論是球體還是立方體 它們只是模型 并不是分子的真實(shí)形狀 4 當(dāng)重做實(shí)驗時 水從盤的一側(cè)邊緣倒出 在這側(cè)邊緣會殘留油酸 可用少量酒精清洗 并用脫脂棉擦拭 再用清水沖洗 這樣做可保持盤的清潔 5 從盤的中央加痱子粉 粉自動擴(kuò)散至均勻 這是由于以下兩種因素所致 第一 加粉后水的表面張力系數(shù)變小 水將粉粒拉開 第二 粉粒之間的排斥 這樣做比將粉撒在水面上的效果好 6 本實(shí)驗只要求估算分子的大小 實(shí)驗結(jié)果的數(shù)量級符合要求即可 特別提醒 固體 液體分子可視為球形 氣體分子間緊密排列忽略間隙 可以近似認(rèn)為氣體分子均勻分布 每個氣體分子占據(jù)一個正方體 其邊長即為氣體分子間的距離 四 對布朗運(yùn)動的理解1 布朗運(yùn)動的產(chǎn)生 1 布朗運(yùn)動的無規(guī)則性 懸浮微粒受到液體分子撞擊不平衡是形成布朗運(yùn)動的原因 由于液體分子的運(yùn)動是無規(guī)則的 使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定 所以布朗運(yùn)動是無規(guī)則的 2 微粒越小 布朗運(yùn)動越明顯 懸浮微粒越小 某時刻與它相撞的分子數(shù)越少 來自各方向的沖擊力越不平衡 另外微粒越小 其質(zhì)量也就越小 相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大 因此微粒越小 布朗運(yùn)動越明顯 3 溫度越高 布朗運(yùn)動越激烈 溫度越高 液體分子的運(yùn)動 平均 速率越大 對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大 微粒越不易平衡 產(chǎn)生的加速度也越大 因此溫度越高 布朗運(yùn)動越激烈 2 布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的區(qū)別與聯(lián)系 五 對分子間作用力的理解1 在任何情況下 分子間總是同時存在著引力和斥力 而實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力 則是分子引力和斥力的合力 2 分子力與分子間距離變化的關(guān)系 1 分子間的引力和斥力都隨分子間距離r變化 但變化情況不同 如圖1 1 1所示 其中 虛線分別表示引力和斥力隨分子間距離r的變化 實(shí)線表示它們的合力f隨分子間距離r的變化 圖1 1 1 當(dāng)r r0時 f引 f斥 f 0 當(dāng)rr0時 f引和f斥都隨分子間距離的增大而減小 但f斥減小得更快 分子力表現(xiàn)為引力 當(dāng)r 10r0 10 9m 時 f引和f斥都十分微弱 可認(rèn)為分子間無相互作用力 f 0 2 r0的意義分子間距離r r0時 分子力為零 所以分子間距離等于r0 數(shù)量級為10 10m 的位置叫平衡位置 注意 r r0時 分子力等于零 并不是分子間無引力和斥力 r r0時 即分子處于平衡位置時 并不是靜止不動 而是在平衡位置附近振動 特別提醒 引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小 但斥力變化得更快 課堂互動講練 酒精油酸溶液的濃度為每1000mL酒精油酸溶液中有油酸0 6mL 用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液 量筒中的溶液體積增加1mL 若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中 由于酒精溶于水 油酸在水面展開 穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖1 1 2所示 圖1 1 2 1 若每一小方格的邊長為30mm 則油酸薄膜的面積為 m2 2 每一滴酒精油酸溶液含有純油酸的體積為 m3 3 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 估算出油酸分子的直徑為 m 思路點(diǎn)撥 根據(jù)油膜法測分子直徑的原理和方法分析 答案 1 4 95 10 2 2 1 2 10 11 3 2 4 10 10 方法總結(jié) 1 油膜法測分子直徑應(yīng)將分子看成小球 且緊密排列 形成的油膜為 油酸 單分子層 即油膜厚為 油酸 分子直徑 2 數(shù)油膜面積對應(yīng)的正方形個數(shù)時 完整的每個算一個 大于等于半個的算一個 不到半個的舍去 變式訓(xùn)練1 2011年高考上海卷 在 用單分子油膜估測分子大小 實(shí)驗中 1 某同學(xué)操作步驟如下 取一定量的無水酒精和油酸 制成一定濃度的油酸酒精溶液 在量筒中滴入一滴該溶液 測出它的體積 在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水 再滴入一滴油酸酒精溶液 待其散開穩(wěn)定 在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃 描出油膜形狀 用透明方格紙測量油膜的面積 改正其中的錯誤 2 若油酸酒精溶液體積濃度為0 10 一滴溶液的體積為4 8 10 3mL 其形成的油膜面積為40cm2 則估測出油酸分子的直徑為 m 答案 1 在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉 2 1 2 10 9 已知汞的摩爾質(zhì)量為200 5 10 3kg mol 密度為13 6 103kg m3 則一個汞原子的體積是多少 體積為1cm3的汞中有多少個汞原子 思路點(diǎn)撥 先建立模型 再運(yùn)用公式 答案 2 4 10 29m34 1 1022個 方法總結(jié) 1 由宏觀量去計算微觀量 或由微觀量去計算宏觀量 都要借助阿伏伽德羅常數(shù) 2 在計算體積為1cm3的汞中含有多少個汞原子時 也可先通過密度計算出1cm3的汞的質(zhì)量 然后除以汞的摩爾質(zhì)量 求出物質(zhì)的量 再乘以阿伏伽德羅常數(shù) 就可得出1cm3的汞中含有的汞原子數(shù) 3 對微觀量估算時 應(yīng)注意單位的統(tǒng)一 有效值的取舍 數(shù)量級的計算一定要準(zhǔn)確 在觀察布朗運(yùn)動的實(shí)驗過程中 每隔5s記錄下顆粒的位置 最后將這些位置用直線依次連接 如圖1 1 3所示 下列說法錯誤的是 圖1 1 3 A 由圖可以看出布朗運(yùn)動是無規(guī)則的B 圖中軌跡就是顆粒無規(guī)則運(yùn)動的軌跡C 若對比不同溫度下的軌跡 可以看出溫度高時布朗運(yùn)動顯著D 若對比不同顆粒大小時的軌跡 可以看出顆粒越小 布朗運(yùn)動越顯著 思路點(diǎn)撥 根據(jù)布朗運(yùn)動的特點(diǎn)分析判斷 精講精析 由于是每隔5s記錄下顆粒的位置 最后將這些位置用直線依次連接 但并不知道這5s時間內(nèi)顆粒的運(yùn)動軌跡 其實(shí)這5s內(nèi)的軌跡也是無規(guī)則的 所以記錄下的并不是顆粒的實(shí)際運(yùn)動軌跡 單從圖中看不出溫度與顆粒大小對布朗運(yùn)動的影響 答案 BCD 方法總結(jié) 顆粒位置記錄圖就是在顯微鏡下每隔一定時間把顆粒的位置記錄下來 然后把這些位置依次連結(jié)起來繪制而成的 它不是顆粒的軌跡 但可大致判斷顆粒的運(yùn)動情況 當(dāng)兩個分子間的距離為r0時 正好處于平衡狀態(tài) 下列關(guān)于分子間作用力與分子間距離的關(guān)系的說法正確的是 A 當(dāng)分子間的距離r r0時 它們之間只有斥力作用B 當(dāng)分子間的距離r r0時 分子處于平衡狀態(tài) 不受力C 當(dāng)分子間的距離從0 5r0增大到10r0的過程中 分子間的引力和斥力都在減小 且斥力比引力減小得快D 當(dāng)分子間的距離從0 5r0增大到10r0的過程中 分子間相互作用力的合力在逐漸減小 思路點(diǎn)撥 判斷分子力與分子間距離變化的關(guān)系時要明確 分子間的引力和斥力是同時存在的 且它們隨分子間距離的變化同時增大或減小 而分子間作用力的合力隨距離如何變化要看在哪個范圍內(nèi) 自主解答 分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的 當(dāng)r r0時 f引 f斥 每個分子所受的合力為零 并非不受力 當(dāng)rf引 合力為斥力 并非只受斥力 故A B錯誤 當(dāng)分子間的距離從0 5r0增大到10r0的過程中 分子間的引力和斥力都減小 且斥力比引力減小得快 分子間作用力的合力先減小到零 再增大后又減小到零 故C正確 D錯誤 答案 C 方法總結(jié) 本題易誤選A B 解此題時應(yīng)注意 1 當(dāng)r r0時 分子所受合力為零 并非沒有f引 f斥 2 當(dāng)分子所受合力表現(xiàn)為斥力時 并非不受引力 而是f引 f斥 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全