物质是由大量分子组成的教案(1)4页

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一、物质是由大量分子组成的
一、教学目标
1．在物理知识方面的要求：
（1）知道一般分子直径和质量的数量级；
（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；
（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
2．培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质
量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。
3．渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了
简化计算，突出主要因素的理想化方法。
二、重点、难点分析
1．重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方
法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
2．尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子
的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估
算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。
三、教具
1、课件：水面上单分子油膜的示意图
2、演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：500），滴管，直径约 20cm 圆形水
槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板
四、教学过程
（一）、课前准备
1．什么是热现象？与温度有关的物理现象。举例说明。
2．热现象的本质是什么？大量分子的无规则运动。
（二）新课教学过程
1．分子的大小。分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？
（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
多媒体展示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，
如图1所示。
提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？
在学生回答的基础上，还要指出：
①介绍数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写方便，习惯上用

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科学记数法写成10的乘方数，如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级，那么1×
10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。
②如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分
子直径的数量级为10-10m。
演示实验：用油漠法测分子的大小。
油酸 酒精稀释 痱子粉 玻璃方格纸指出各自的作用。
（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。(放大几亿倍)
看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接
反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子
是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。
（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并
不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。
例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。
（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复
杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。
2．阿伏伽德罗常数
向学生提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？明确
1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。此数叫阿伏
伽德罗常数，可用符号NA表示此常数， NA=6.02×10
23个／mol，粗略计算可用NA=6
×1023个／mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量
它，以期得到它精确的数值。）
再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。
如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，1mol水的质量
是0.018kg，体积是1.8×10-5m3。每个水分子的直径是4×10-10m，它的体积是（4×10
－10）m3=3×10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。

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提问学生：如何算出1mol水中所含的水分子数？
3．微观物理量的估算
若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近
似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。
提问学生：1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？
提问学生：若已知铁的相对原子质量是56，铁...