分子的热运动教案

2021-06-10 教案

　　一、教材分析

　　《分子的热运动》是人教版高中物理选修3–3《热学》第七章《分子动理论》的第二节的教学内容，分子动理论是物质的微观结构学说，是宏观与微观本质间联系的纽带，是热学的基础。“分子的热运动”是构成分子动理论的重要组成部分。因此，本节课在本章中起着十分重要的作用，同时它也是高中阶段物理教学中非重点知识中的重点。布朗运动是分子热运动的实验基础，对分子热运动的认识，是建立在对布朗运动正确理解的基础上的，因此，知道布朗运动产生的原因，知道布朗运动的无规则性反映了液体分子的无规则性，是学好本节课的基础。

　　二、教学目标

　　1．知识目标：

　　（1）知道什么是布朗运动，观察其特点，分析其产生原因。

　　（2）学习用统计的观点分析问题，知道布朗运动是分子无规则运动的反映，对宏观现象作微观解释。

　　（3）知道大量分子无规则运动的激烈程度与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越激烈。

　　2．能力目标：

　　通过演示实验，说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，使学生知道，物体温度越高，分子热运动越剧烈，培养学生通过物理现象归纳规律的能力。

　　3．情感、态度和价值观目标：

　　（1）激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索微观世界和日常生活中的物理学原理。

　　（2）用实验和多媒体教学素材激发学生对大千世界的兴趣。使学生了解，可以通过直接感知的现象，认识无法直接感知的事实。

　　（3）培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。

　　三、教学重点、难点

　　重点：分子热运动。

　　难点：从宏观出发通过直接感知的现象，推测无法感知的事实；

　　用分子热运动观点解释有关现象。

　　四、学情分析

　　学生已有了日常生活中的常识，在初中已学过扩散现象等，对分子运动有初步认识，又具备了高一力学的基础知识、物理学研究问题的一些方法及分析推理问题的能力。在此基础上，再结合学生的心理特点及物理学科的特点，使学生通过扩散现象、感兴趣的布朗运动实验加深认识，引起思考，并利用已有的科学分析的方法，最终能很好地分析布朗运动产生原因，并理解布朗运动的无规则性反映了液体分子的无规则性。

　　五、教学方法

　　1．实验法：多媒体展示演示实验。

　　2．学案导学：见后面的学案。

　　3．设计理念：按照探究性学习方式所阐述的“有规律性更有艺术性” 为目的，充分利用多媒体辅助教学及实验演示，使学生置身于探索问题的情境之中，通过动眼看、动口议、动手做、动笔写、动耳听等，激活学生内在的潜力

　　4．教学的基本环节：提出问题→进行猜想→实验探究→分析归纳→得出结论

　　六、课前准备

　　1．学生的学习准备：预习学案与课本中的图片。

　　2．教师的教学准备：多媒体课件制作，实验器材的准备。

　　七、课时安排：1课时

　　八、教学过程

　　（一）观察实验整体感知

　　1．（课件投影）观察演示实验（把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖直方向对口相接触，看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。）这是什么物理现象？这现象说明什么问题？

　　（设计意图：用实验引入激发学生学习新知识的欲望，将学生注意力集中起来。）

　　2．（课件投影）请观察课件演示的扩散过程。

　　（设计意图：用计算机演示扩散过程，可以把抽象的问题具体化，使学生理解起来更容易说明分子做无规则热运动）

　　3．（课件投影）请完成实验（在两个烧杯中分别装有冷水和热水，滴入1-2滴红墨水后，红墨水在水中逐渐扩展开来。），然后回答：扩散现象的剧烈程度与温度有关吗？举例说明。

　　（设计意图：在学生亲自实验基础上，来解决自己的问题，同学间可以合作讨论，彼此交流，自己得出结论加深理解，巩固记忆，并培养科学探索精神。）

　　4．（课件投影）请观察布朗运动。

　　（设计意图：布朗运动是分子无规则运动的`实验基础，对分子热运动的认识，是建立在对布朗运动的正确理解的基础上。介绍并演示实验起着十分重要的作用，不但能使学生知道什么是布朗运动，还能使学生发现布朗运动的特点，为布朗运动产生原因的分析奠定了实验基础。）

　　（简要实录：在载物玻璃上的凹槽内用滴管滴入几滴有小炭粒的水滴，将盖玻片盖上，放在显微镜载物台上，然后通过显微镜观察，在视场中看到大大小小的许多颗粒，仔细观察其中某一个很小的颗粒，会发现在不停地活动，很像是水中的小鱼虫的运动。将一台显微镜放在讲台上，用显微摄像头拍摄布朗运动，经过电脑在大屏幕上显示投影成像，让全体学生观察，然后教师指着一个颗粒在屏幕上的位置，以此点为参考点，让学生观察这颗微粒在以后的一段时间内相对参考点的运动情况，并用计算机课件（动画）演示小炭粒运动情况。实验进行的很顺利，学生十分注意观察,许多学生看出小炭粒运动的无规则性，从而师生一起总结出布朗运动的概念。）

　　（二）分析原因认识本质

　　（课件投影）阅读课本中有关布朗运动的叙述，了解布朗运动的特点。

　　（设计意图：通过阅读加深理解布朗运动。）

　　（投影）：

　　1、固体微粒的运动是极不规则的。如图画的几个布朗颗粒运动的路线，这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30秒观察到的该颗粒位置的一些连线，实际上在这短短的30秒内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。

　　2、布朗运动是永不停息的。因为连续观察布朗运动，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不干涸，这种运动就永不停息。

　　3、任何固体微粒悬浮在液体中，在任何温度下都会做布朗运动。若悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显；颗粒越大，布朗运动越不明显，甚至观察不到。布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。）

　　（课件投影）悬浮颗粒无规则运动的原因是什么？是由外界因素影响产生的，还是液体内部原因？

　　（设计意图：此问题是解决问题的根本。学生只有认识到不是外界因素的影响，才能推理到内部分子作用的结果。）

　　（课件投影）请观察演示课件演示的动画：悬浮在液体中的微小颗粒，当它足够小时，受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，在某个方向受到撞击作用强，它就沿着这个方向运动。在下一瞬间，微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强，它又向着另一个方向运动。

　　（设计意图：课件的展示使抽象的事物变成可以感知的事物，起到降低台阶、化抽象为具体、变难为易的作用。同时从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析，使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。）

　　（三）课堂小结

　　（四）及时反馈巩固提高

　　1、布朗运动是说明分子运动的重要事实，则布朗运动是指（）

　　A、液体分子的运动

　　B、悬浮在液体中的固体分子的运动

　　C、固体微粒的运动

　　D、液体分子与固体分子的共同运动

　　2、关于布朗运动剧烈程度，下面说法不正确的是（）

　　A、固体微粒越小，布朗运动越显著

　　B、液体温度越高，布朗运动越显著

　　C、与固体微粒碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著

　　D、与固体微粒碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著

　　3、下列说法正确的是（）

　　A、温度越高，物体的运动越剧烈

　　B、温度越高，物体内大量分子的无规则运动越剧烈

　　C、温度升高，物体内每个分子的运动速度都增大

　　D、温度降低，对于物体内的某个分子而言，其运动速度可能增大

　　（四）发导学案、布置预习

　　九、板书设计

　　分子热运动

　　1、扩散现象：不同的物质接触时，互相进入对方的现象。

　　2、扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

　　3、由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高，热运动越剧烈。

　　十、教学反思

　　子运动比较抽象，本节课通过实验的引入激发了学生学习的兴趣，并通过类比的方法，让学生理解分子运动的特点、掌握分子动理论的内容。由于本节课通过大量的实验和例题，使学生对分子运动有了很深刻的认识，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。整个教学活动重点突出学生为主体，同时培养学生分析和解决问题的能力，掌握物理学中研究问题的方法。

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