分子动理论物理教案
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一、教学目标
1在物理知识方面的要求
(2)理解阿伏伽德罗常数的物理意义，掌握有关微观量的计算方法
2通过将有关物理知识条理化进行复习，使学生理解相关知识内在的逻辑性，从而在较高的层次上掌握分子动理论的基本知识
3在物理学的方法论上，让学生懂得任何理论都是建立在一定的观察和实验的基础上的，从实验中总结的规律才是物理知识的源泉
二、重点、难点分析
1重点：分子动理论的三个基本观点，阿伏伽德罗常数
2难点：用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量，进行分子数、分子质量和体积的计算，并要区别固、液和气态不同的分子模型
三、主要教学过程
(一)引入新课
简要说明本章(分子动理论，内能)复习方法与过去(力，电)之不同点：理解与记忆并重，掌握估算方法
(二)教学过程设计
1分子动理论的基本内容
引导学生回忆分子动理论的基本内容
(1)物体是由大量分子组成的
提问：从哪些方面证明物体是由大量分子组成的？
证明：①分子直径的数量级：10-10m
提问：实验根据？
答：油膜法测分子直径
指出实验设计思路巧妙且较易实现
②阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1
提问：怎样计算NA值？
指出阿伏伽德罗常数的物理意义：1mol任何物质包含的微粒数都是相同的，但不同物质的分子质量和体积不同，所以，1mol不同物质的总质量(摩尔质量)和总体积(摩尔体积)不同
例1求1g铁(Fe)包含的原子数，已知铁的分子量为56
提示：指出Fe=56，即铁的摩尔质量是M=56g/mol
指出：如果知道1g铁包含几摩尔物质，便可由阿伏伽德罗常数求出它包含的原子数
解：1g铁的摩尔数
原子数：
例2求1个铁原子的质量
例3求1个铁原子的体积
提示：怎样求“摩尔体积”？
提示：将固态铁中的铁原子看成一个紧挨一个的紧密排列，且看成立方体模型
解：1mol铁原子的体积(摩尔体积)
1个铁原子的体积
追问：如果把铁原子占有的空间看成立方体，则1个铁原子的直径有多少米？
例4求1cm3铁包含的原子数
提示：1mol铁原子的体积VM=M/D，则1cm3铁包含的原子数n=1cm3/VM
注意例3、例4互为倒数关系
指出固体和液体分子都是紧密排列的，所以对液体而言，以上计算方法都适用
(2)所有分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)
提问：证明？
证明：布朗运动
说明布朗运动的规律：永不停息、无规则、温度越高越激烈
说明：由于布朗运动是固体颗粒受到液体分子撞击造成的，所以布朗运动是液体分子永不停息无规则热运动的反映
说明：温度是分子无规则热运动激烈程度的反映
说明扩散现象也是分子无规则热运动造成的，但这个现象也说明了分子间有空隙
(3)分子间存在着引力和斥力
指出分子间的相互作用力来源于库仑力，所以分子间引力和斥力同时存在，分子力是合力
由库仑定律可知，当两个分子之间的距离增大时，它们之间的引力和斥力同时减小；当两个分子之间的距离减小时，它们之间的引力和斥力同时增大
让学生看书，理解图1所示分子力f随分子间距r的关系：
①当r=r0时，f引=f斥，f=0；
②当r＜r0时，f引和f斥随r减小而增大，f斥增大得比f引快，f表现为斥力为主；
③当r＞r0时，f引和f斥随r增大而减小，f斥减小得比f引快，f表现为引力为主
④当r＞10r0时，f引和f斥都趋于零(气体)，f可以忽略，所以理想气体不考虑分子力
例5一个房间的体积为15×3m3，试估算该房间内空气的质量已知在标准状态下空气的摩尔质量为2.9×10-2kg/mol
提示：由于气体分子之间的作用力很小而使气体不能有固定的体积，使气体分子通过热运动充满容器的整个空间，房间的容积就是气体的体积
提示：先计算房间中空气的摩尔数
提示：设空气处于标准状态(简化方法)
解：房间中空气的摩尔数
则空气质量
m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg
讲述一个人想买一个名作家故居空气的故事
例6在标准状态下，求1个气体分子占有的空间
四、教学说明
本课是通过教师引导，学生活动(回答问题和动手计算)完成的
