资源简介

《分子热运动之二》教学设计
广州市铁一中学 物理科 王雷
课题名称：分子热运动之二
教材版本：人教版义务教育课程标准实验教科书九年级
教学背景分析
（一） 教学内容的地位和作用 《分子热运动》是人教版九年级物理第十三章第一节的内容，通过宏观的现象让学生了解物质的微观结构，以及产生宏观现象的微观原因，为以后学习内能等热学知识打下基础。 本节课是分子热运动的第二课时，主要教学内容是分子间的引力和斥力，方便以后的分子势能的学习和 理解。 （二）学情分析： 学生已经学习了分子动理论的相关知识，知道物质是由分子原子构成，也知道分子不停的做无规则运动，学生关于物质的微观结构已经有了初步的了解。另外，学生已经学习过了大气压强，明白了大气压强产生的原因，也为这节课能够区分大气压力和分子引力做了铺垫。
教学目标
（一）知识与技能 知道分子之间存在着相互作用的引力与斥力 （二）过程与方法 通过实验观察,推测分子之间存在引力，以及通过理论分析分子间也在斥力； （三）情感、态度与价值观 （1）通过学习激发学生探究物质组成奥秘的兴趣； （2）体验应用物理知识解释所观察到的物理现象的喜悦。
教学重点和难点
(一)重点： 知道分子间既有引力也有斥力，引力和斥力都跟分子间的距离有关。 （二）难点： （1）区分分子引力和大气压力。 （2）能用分子动理论的基本观点解释某些热现象。
教学方式和教学手段
（一）教学方式：观察法，实验法。 （二）教学手段 ：多媒体辅助教学 （三）学生学习方式：实验探索、学生讨论。
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图 活动层面 时间
} 教师： 同学们好,我是来自广州市铁一中学的王雷老师.今天我们一起来继续学习第十三章第一节分子热运动的知识. 首先我们一起回顾一下上节课的知识:上节课我们学习了 常见物质都是由分子、原子构成的。 一切物质的分子都在不停地做无规则运动。而且温度越高，分子的无规则运动越剧烈。 既然分子在不停的无规则运动，那么通常固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 带着这个问题，我们一起来观看下面的实验。 实验内容：将如图所示两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，我们一起来看看会发生什么现象？ （ppt 第 5 页）播放实验视频 通过刚才的实验，我们发现：两个铅柱会结合在一起。 教师：如果在这两根铅柱的下方悬挂一个重物，能不能把它们拉开？我们一起来看看。 （ppT 第 7 页）继续播放实验视频 通过实验我们发现：即使在铅柱下方悬挂一个大约 6kg 的抽气机后，两个铅柱也不会分开。 这是什么原因呢？ 跟随 引导 认 知活动 5 分钟
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y ぁ 说起来紧紧压后会结合在一起,老师突然想起来。我们以前在学习大气压 强的时候也做过一个类似的实验，我们一起回顾一下。当将两个吸盘用力挤压之后，如图所示， 它们就可以吸在一起了，跟我们刚才的铅柱挤压之后结合在一起很像。后来，我们学习相关知识之后，知道了吸盘吸在一起是由于大气压力的缘 故。 那这两个铅柱结合在一起，会不会跟吸盘实验一样，也是大气压力的作用 呢？ 为了更好的找到原因，接下来，我们一起来仔细分析一下当时的吸盘实验。对两个吸盘施加如图所示的力的作用，两块吸盘之间的空气会被挤压出 去。此时我们选择下方的吸盘作为研究对象，吸盘下方的外界大气压不变，由于空气被挤压出去而导致吸盘的上表面的气压变小，进而在吸盘的上下表面会产生一个向上气压差，导致下方的吸盘在大气压力的作用下就被吸住了。 如果，我们想让下面的的吸盘在自身的重力作用下掉下来，有什么办法 呢？ 其实吸盘被吸住，主要是因为吸盘的上下表面气压不相等。下方气压大，上方气压小。所以，如果想让吸盘掉下来，我们只需要减小上下表面的气压差就可以了。 比如我们可以采用以下两种方法。 p 下不变，增大 p 上。如给吸盘之间重新充气。 p 上不变，p 下变小。比如将整个装置放置在真空罩中，然后利用抽气机将罩内空气抽出来降低气压。 如果铅柱结合在一起的原因跟吸盘一样，也是大气压力的作用导致，那么，如果我们也想让铅柱在自身重力的作用下掉落分离，也可以尝试采用这两个方法中的一个。事不宜迟，我们一起用第二个方法来试试看吧。 为了方便大家观察对比,老师把吸紧的吸盘和结合在一起铅柱同时放进同一个真空罩来进行实验,如下图所示。 这个是抽气机 这个是气压计 它可以显示出真空罩内的气压变化 学生根据老师的提问，继续思考背后的原因。 根据引导，不断思考，层层递进。 启发学生思考，为新知识引入铺路 层层递进发问，不断促使学生进行进一步的深入思考。 认知活动 10 分钟
以下的几张图片是实验中部分实验器材以及相关参数，比如吸盘和铅柱的横截面积，吸盘和铅柱的质量等。
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结合这些参数，大家可以猜一猜抽气之后，他们两个会谁先分开呢？.是受力面积大质量小的吸盘？
还是受力面积小质量大的铅柱？我们一起来看看吧。
（ppT16 页）播放实验视频
实验现象：随着真空罩内的空气逐渐变少，气压不断降低，两个吸盘会分开，但是两个铅柱仍然结合在一起。
教师：通过刚才的实验，我们观察到随着真空罩内的空气逐渐变少，气压不断降低，两个吸盘会分离，但是两个铅柱仍然吸在一起。
这个实验结果跟我们刚才的猜想完全不同，真奇怪啊。是我们哪里分析错了嘛？
问题到底出在哪里呢？
别着急。接下来，我们通过铅柱实验中具体数据计算一下大气压力的数值，看看能否通过计算找出到底问题出现在哪里。
我们选下方的铅柱作为研究对象。
如果大气压取标准大气压 105pa，铅柱的横截面积为环形，如图所示。其中大圆半径 R=7mm，小圆半径 r=4mm，
横截面积可以通过公式计算。
S=πR2 –πr2 计算出来代入数据计算一下：
第 4 页 共 6 页
假设两块铅柱能够完全接触，受力面积就是铅柱的横截面积。
横 截 面 积 S= π R2 – π r2=3.14x49mm2-3.14x16mm2 ）
以下是答疑课： 同学们好，我是来自广州市铁一中学的王雷老师。 接下来，我们一起对分子热运动的部分知识进行答疑。答疑之前，我们先来回顾一下这节课的内容。 这节课我们学习了分子间既有引力又有斥力，但是需要注意的是分子间发生相互作用力的距离很短，而且引力和斥力是同时存在的。 好了，现在正式进入到我们今天的答疑内容。首先来看看答疑部分的第一个问题 在铅柱实验中，为什么实验前要将铅柱削平削干净，然后紧紧地压在一起？ 我们一起来分析一下原因。 因为分子间发生相互作用力的距离很短，而削平削干净 然后紧紧地压在一起，目的就是为了让接触面分子间的距离变小，分子间的作用力表现为引力。 听完我的解释，很多同学可能会觉得很奇怪，自己平时也会把一些东西用力挤压在一起，为什么不能吸在一起呢？ 其实，铅柱的实验能够成功，除了我们刚才说的削平削干净用力挤压之外，还有一个原因，就是铅柱比较软，所以在用力挤压时，更容易使两个接触面的距离变小，进而达到分子间作用力表现为引力。 就像我们平时玩的橡皮泥，也是软软的，在用力挤压之后他们可以混合成一整块橡皮泥。 说到材质的软硬问题，我们马上来看看今天答疑的第二题。如果实验中使用的不是铅柱，而是坚硬的物质，比如玻璃 我们经常会发现玻璃破碎之后，即使紧紧地将两个断面压在一起也无法使 其再拼合。 回想刚才的第一题请大家分析一下原因。有什么办法可以让“破镜重圆”吗？ 我们先来看看第一题的解析。因为分子间发生相互作用力的距离很短，玻璃破裂之后，即使用力拼合，玻璃的两个断面的分子之间的距离仍然太远，这时分子作用力已经十分微弱， 几乎可以忽略不计了。所以玻璃无法拼合成一整块。 那怎样才能让破镜重圆呢？如果想要让破镜重圆， 这就要让断面的分子之间的距离变小，断面的分子之间的作用力表现为引力才行。 根据老师的讲解，继续思考。 通过补充的内容，结合弹簧的模型，让学生更容易理解分子力。 认 知活动 4 分钟
可是，玻璃非常坚硬，如何才能使接触面分子之间的距离变小，让分子间 作用力表现为引力呢？ 回想铅柱实验能够成功，还有一个原因是铅柱比较软，比如像面团、橡皮泥这类物品，也都是软软的。 同样的，我们也可以让玻璃变软，到底行不行呢？我们一起做实验验证一下。 通过实验我们发现，断裂的玻璃高温烧软挤压之后，可以重新结合在一起，真的可以实现“破镜重圆”。 那么，为什么高温煅烧可以实现破镜难圆？接下来，我们就跟大家详细解释。 因为玻璃烧软之后，就像铅柱和橡皮泥， 挤压更容易使他们接触面的分子之间的距离变小， 当分子间的距离缩小到分子间作用力表现为吸引力的时候玻璃也就可以重新结合在一起了。 好的 同学们 这节课就上到这里感谢大家的观看 再见

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