一、分子及其热运动国家获奖教案

教案示例

一、教学目标

1．了解扩散现象是由于分子的热运动产生的．

2．知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因．

3．知道什么是热运动．

二、重点难点

重点：布朗运动及产生的原因．

难点：布朗运动与分子无规则运动的关系．

三、教与学

教学过程：

构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这个结论是在怎样的实验基础上得到的是我们本节所讨论的问题．

（一）扩散现象

【演示】将一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，抽去中间玻璃板，过一段时间发现，上面瓶中气体变成了淡红棕色，下面气体的颜色变浅了，最后上下两瓶气体颜色一致．

1．扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散．

2．扩散现象随温度的升高而日趋明显．

【演示】分别向冷水和热水中滴入一滴红墨水，可观察到热水很快变成红色，而冷水变成红色稍慢．

3．扩散现象在气体、液体、固体中都能发生．

4．扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动．

5．扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等．

（二）布朗运动

【演示】把墨汁用水稀释后取出一滴，用显微放大投影仪观察液体中的小碳粒的运动，可观察到小碳粒的运动无规则，颗粒越小，这种无规则运动越明显，而且永不停止．

1．布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动．它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的．

2．布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因．简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因．

3．影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度．固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈；液体的温度越高，固体微粒周围的流体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越强，布朗运动越激烈．

4．布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动．

【注意】

（1）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动．

（2）悬浮在气体中的微粒也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动．

（3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则．实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹．

（三）热运动

1．扩散现象和布朗运动都随温度的升高而越明显．表明分子的无规则运动跟温度有关．

2．热运动：分子的无规则运动叫做热运动．温度越高，分子的热运动越激烈．

【例1】下列关于布朗运动的说法中正确的是（

）

A．布朗运动是液体的分子的无规则运动

B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动

C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力

D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈．

【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的运动，故A、B均错，布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，不是反映分子间的相互作用，故C错．观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显．故D正确．正确答案是D．

【例2】

在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可看到悬浮在空气中的微粒在不停地的运动，这些微粒的运动是（

）

A．布朗运动

B．不是布朗运动

C．自由落体运动

D．是由气流和重力引起的运动

【解析】这些肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气分子碰撞的合力几乎为零，这些微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗运动的，这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的，所以答案是BD．

【例3】

如下图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图．以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E．F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是（

）

A．一定在CD连线的中点

B．一定不在CD连线的中点

C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点

D．可能在CD连线以外的某点上

【解析】

图中的各点的连线不是微粒的运动轨迹，它是为了表明微粒在做极短促的无定向运动过程中的移动的顺序而做的连线．

由以上分析，在第75s末，小颗粒可能在CD连线上，但不一定在CD中点，也可能在CD连线外的位置．因此选CD，正确答案CD．

【小结】扩散现象是分子无规则运动的结果．布朗运动是分子无规则运动的反映，扩散现象和布朗运动，不但说明分子永不停息地做无规则运动．同时也说明分子间是有空隙的．

教案点评：

本节重点布朗运动及产生的原因．教案围绕这些重点，对扩散现象、布朗运动及产生、分子无规则运动等知识点进行讲解，同时结合例题分析，由浅入深，思路明确，合理使用此教案可以达到较好的教学效果．