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第十三章 内能
物理九年级全一册 人教版
第2节 分子动理论的初步知识
学习目标
01
02
03
04
物理观念
知道分子动理论的基本内容，能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。
科学思维
通过宏观现象推理微观本质，知道建构模型是物理研究的重要方法。
科学探究
通过演示二氧化氮与空气扩散、墨水在冷热水中的扩散、把两个铅柱紧压在一起的实验探究分子运动和作用力。
科学态度与责任
了解探索微观世界奥秘的方法，经历从宏观热现象里面分析出其微观机制，再利用微观模型解释更多宏观热现象的过程，体验成功的喜悦。
重点难点
教学重点
教学重点
分子动理论初步知识、扩散现象、分子热运动与温度的关系。
分子间作用力的理解、宏观的扩散现象与微观的分子运动的联系。
课堂导入
王安石如何判断远处是梅花而不是雪呢？
遥知不是雪，为有暗香来。因为梅花隐隐传来阵阵幽香，远远望去便可确定那是洁白的梅花。
我们为什么能闻到花香呢？
《梅花》
（宋）王安石
墙角数枝梅，凌寒独自开。
遥知不是雪，为有暗香来。
物质是由什么组成的？
物质的构成
万物都是由极小的、不可分割的微粒——“原子＂ 组成的。
德谟克利特
阿伏伽德罗
分子是保持物质化学性质的最小微粒。
现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——分子、 原子等构成的。
探究新知
这里所说的原子与现代物理学中的原子不同，现代物理学中的原子是有结构的。
1.概念：物质是由极其微小的粒子——分子、 原子等构成的。
在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以不必区分 ，都看作分子。
分子有不同的种类，物质所含分子的种类不同，物质的性质就不同。
分子是保持物质化学性质不变的最小微粒。通常以10-10m为单位来量度分子。
探究新知
生活中常见的水，由无数个小水滴组成，那么一滴水是不是分子呢？
不是
可见分子的数量是多么巨大，体积又是多么微小。
一滴水中（约1cm3）约有1.67×1021个水分子。如果全世界的人日以继夜的数，需要4000多年才能完成这项浩瀚的工程。
讨论交流
2.分子的大小：
电子显微镜下的铝合金易拉罐表面
肉眼、光学显微镜都无法观察到分子！
只有通过电子显微镜才可以观察到！
电子显微镜下的金原子
探究新知
探究新知
【学习任务一】物质的构成
关于物质的构成，下列说法正确的是（　　）
A．分子的直径很小，一般为10-10cm
B．可以借助光学显微镜观察到分子
C．常见物质是由分子、原子构成的
D．大雾中，我们看到空气中许多极小的水珠就是一个个小分子
解：A、物质是由分子组成的，它直径数量级一般为10-10m,故A错误；
B、组成物质的分子体积非常小，如果将分子看成一个个的小球，其直径只有百亿分之几米，一般显微镜看不到，所以必须使用超级电子显微镜进行观察，故B错误；
C、物质是由分子构成，分子由原子构成，即常见物质是由分子、原子构成的，故C正确；
D、大雾中，我们看到空气中许多极小的水珠不是一个个小分子，是许许多多的水分子结合在一块的结果，故D错误。故选：C。
C
虽然用肉眼不能直接观察到分子，但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成它们的分子的情况。
构成物质的大量分子处于什么状态呢？是静止的？还是运动的呢？
糖块放入水中，整杯水变甜。
推测：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
春暖花开，满园飘香。
煤炭堆在石灰墙角，石灰墙变黑。
探究新知
探究新知
　　二氧化氮的密度比空气大。在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两瓶口相对，并用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃玻璃板后，观察发生的现象。
【实验】气体扩散现象
演示实验
探究新知
　　二氧化氮气体由于受重力影响，很快落到下面的瓶子里。抽掉中间的玻璃板后，二氧化氮气体进入到上面的瓶子中了，上面瓶子里的空气也运动到下面的瓶子里。
实验现象：
结论：这是气体的扩散现象，它表明气体分子在不停地做无规则运动。
液体扩散实验
固体扩散实验
扩散现象也可以发生在液体和固体之间。
探究新知
探究新知
固体、液体和气体中的每一个分子都在永不停息地做无规则运动。固体、液体和气体都会发生扩散。
总结：
1.扩散现象：
①定义：由于分子运动，不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散。
分子热运动
探究新知
②扩散现象的理解
①扩散现象说明了什么？
a.气体、液体和固体中每一个分子都在永不停息地做无规则运动。
b.分子间存在间隙。
②注意事项
a.一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。
b.一般，固体间扩散最慢，液体次之，气体最快。
探究新知
德谟克利特认识到 ：
扩散是花香扑鼻的原因。
火锅香味四溢
将硼、磷等物质扩散到硅晶体，制成各种性能的半导体。
在机械制造行业，常在齿轮、轴等表面层中渗碳、渗硅，来改善其表面性能。
③生产生活中的扩散现象
雪花纷飞、尘土飞扬、雾霾等是扩散现象吗
　　因为分子很小，不可能被肉眼看到。肉眼看到的灰尘不是分子，而是固体小颗粒。所以雪花纷飞、尘土飞扬、雾霾等属于是机械运动不是扩散现象！
探究新知
讨论交流
雪花纷飞
尘土飞扬
雾霾
探究新知
同学们，现在，你是否能解释本节课开始时，老师提出的问题了呢？
讨论交流
闻到花香就是扩散的结果，表明了花香分子在永不停息的做无规则运动。
生活中还有很多类似的扩散现象，你能列举出一些吗？
探究新知
　　我们如果想实际观察水和硫酸铜的扩散需要一个月的时间，而铅与金的扩散，则需要等待五年的时间，真的是很漫长!
有什么办法能让扩散进行得快一些呢
探究新知
一切物质的分子在不停地做无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈，分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。
2.分子的热运动：
　　在一个烧杯中装半杯热水 ，另一个同样的烧杯中装等量的冷水 。 用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水，观察哪个烧杯中的墨水扩散得快。
【实验】墨水扩散快慢与温度的关系
结论：分子热运动越剧烈，温度越高，扩散越快。
演示实验
探究新知
1. 扩散现象：_______的物质在__________时，______________的现象。
2. ______、______、______都可以发生扩散现象。
3. 如图所示，向冷水和热水中各滴入一滴红墨水，看到热水中
红墨水扩散得快，这说明温度越高，分子运动越____，用扩散
现象说明看不见的分子在运动，这种研究问题的方法叫________。
解：（1）不同物质组成的物体相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。
（2）一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
（3）温度越高，分子运动越剧烈，所以在热水和冷水中各滴入一滴墨水，墨水是在热水中扩散得较快；本实验中通过扩散现象说明分子的无规则运动，采用的是转换法。
不同
相互接触
彼此进入对方
液体
气体
固体
转换法
快
【学习任务二】分子热运动
探究新知
小明最爱吃鱼了，他一进家门就闻到了鱼香，知道妈妈又在煎鱼。他闻到煎鱼香味的原因是（　　）
A．分子是由原子构成
B．分子之间存在斥力
C．分子在不停地做无规则运动
D．分子间有间隙
解：小明最爱吃鱼了，他一进家门就闻到了鱼香，知道妈妈又在煎鱼。他闻到煎鱼香味是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
故选：C。
【变式训练】分子在不停地做无规则运动
C
既然分子在不停地运动，那么为什么固体和液体中的分子通常不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？
　　为什么被压缩的橡皮能恢复原状呢？
　　分子间可能存在着引力吧！
　　既然分子在不停地运动，那为什么液体和固体还有一定的体积呢？
探究新知
【实验】认识分子间的作用力
1. 将两块铅块底部平滑表面紧密接触，然后把一端悬挂起来，在另一端挂几个钩码，观察两个铅块是否会被拉开。
①看到了什么现象
②该现象说明了什么问题
两个铅块紧紧粘在一起。
分子之间存在引力作用
探究新知
演示实验
2. 用注射器抽取半筒水，用手指封闭注射器的筒口。推压注射器的活塞，看看能否将水压缩......
①看到了什么现象
②该现象说明了什么问题
注射器内的水很难被压缩。
分子之间存在斥力作用
探究新知
1.分子间存在着相互作用力
①分子间同时存在引力和斥力。
②当分子间距离变小时——表现为斥力。
③当分子间距离变大时——表现为引力。
④当分子间距离非常大时——作用力可忽略。
分子间的作用力
探究新知
　　分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。
固体分子间的距离很小，作用力很大，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。气体分子之间的距离很远，彼此之间几乎没有相互作用力。所以气体没有
一定的体积和形状。
2.物质三态的微观特征和宏观特征
组成固体的分子
组成液体的分子
组成气体的分子
探究新知
探究新知
　　常见的物质是由大批分子构成的，物质内的分子在不停地做热运动，分子之间存在引力和斥力。 这就是分子动理论。
分子动理论
物体是由大量分子组成。
分子都在不停地做无规则的运动。
分子间存在着引力和斥力。
各种热现象的微观本质都是分子的热运动。
3.分子动理论
探究新知
【学习任务三】分子间的作用力
解：分子间存在相互作用的引力和斥力，当分子间的距离大于平衡距离时，表现为引力；分子间的距离小于平衡距离时，表现为斥力。
故答案为：引力，斥力。
液体为什么不容易被压缩呢？
是什么力使得两铅块结合在一起？
测力计的示数
为什么会变大？
分子间存在______和______。
引力
斥力
探究新知
下列现象中，支持分子间存在引力的证据是（　　）
A．固体和液体很难被压缩
B．两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起
C．磁铁能吸引大头针
D．破镜不能重圆
解：A、固体和液体很难被压缩，是因为固体和液体分子间的斥力较大，不能说明分子间存在引力，故A不符合题意；
B、两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力，故B符合题意；
C、磁铁吸引大头针是物体间的作用力，不能说明分子间存在引力，故C不符合题意；
D、破镜不能重圆，说明分子之间的距离较大时，分子之间的作用力就会很小，不能说明分子间存在引力，故D不符合题意。故选：B。
【变式训练】
B
课堂小结
分子动理论的初步知识
物质的构成
分子热运动
分子间的作用力
物质是由大量的分子、原子构成的
人们通常以10-10m为单位来量度分子
扩散
不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散。
一切物质的分子在不停地做无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈，分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。
分子的热运动
分子间存在着相互作用力
①分子间同时存在引力和斥力。
②当分子间距离变小时——表现为斥力。
③当分子间距离变大时——表现为引力。
④当分子间距离非常大时——作用力可忽略。
分子动理论
课堂练习
1.（2024春 咸阳期中）关于对分子和原子的认识，下列说法中正确的是（　　）
A．光学显微镜无法观察到分子和原子
B．苹果不是由分子或原子组成的
C．分子和原子没有区别
D．原子是由分子组成的
解：A、分子和原子非常小，光学显微镜无法观察到分子和原子，故A正确；
B、苹果是由分子或原子组成的，故B错误；
CD、分子由原子组成，分子和原子有区别，故CD错误。
故选：A。
A
点评：分子非常小，直接用肉眼看不到；物质由大量分子或者原子组成；分子由原子组成。
课堂练习
2.（2025 长沙县模拟）小明发现家中腌制咸鸭蛋需要数周时间，而将鸭蛋煮熟后浸泡在热盐水中，仅需几十分钟即可入味。结合分子动理论，最合理的解释是（　　）
A．温度越高，分子热运动越剧烈，扩散速度显著加快
B．高温破坏了蛋壳的分子结构，盐分子直接进入蛋清内部
C．温度升高时，分子间的斥力消失，盐分子更容易渗透
D．固态蛋清分子排列紧密，常温下盐分子无法进入
解：在腌制咸鸭蛋时，盐分子要通过蛋壳、壳膜等慢慢扩散进入蛋内，由于常温下分子热运动相对缓慢，所以需要数周时间才能入味。而将鸭蛋煮熟后浸泡在热盐水中，一方面，高温使盐分子的热运动变得更加剧烈，扩散速度显著加快；另一方面，煮熟的鸭蛋内部结构发生了一定变化，比如蛋白质发生变性，分子间的空隙可能增大，也有利于盐分子的扩散，所以仅需几十分钟即可入味。故 A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。
A
点评：本题考查了扩散现象、分子运动和温度有关，相对比较简单，属于基础题。
课堂练习
3.（2025 莘县一模）唐代诗人于良史所作《春山夜月》一诗，以其清丽超逸的词句被记载于《全唐诗》中，其中“掬水月在手，弄花香满衣”两句，犹如神来之笔使人倍觉妙趣横生，蕴含着的物理知识也隐现其中，下来说法中正确的是（　　）
A．月亮属于自然光源
B．“掬水月在手”涉及的光现象是光的折射
C．花香飘散是机械运动
D．能闻到花香是因为分子在不停地做无规则运动
解：A．月亮本身不发光，不属于自然光源，故A错误；
B．“掬水月在手，弄花香满衣”中的“月”是月亮的虚像，通过手中的水面反射形成的像，故B错误；
C．花香是扩散现象，花飘散是机械运动，故C错误；
D．能闻到花香是扩散现象，说明了分子在不停地做无规则运动，故D正确。故选：D。
D
点评：本题涉及到的知识点较多，综合性较强，反映了物理来源于生活，又应用于生活，体现的新课标的要求。
课堂练习
4.（2024秋 巴南区期末）生活中处处皆物理，下列说法正确的是（　　）
A．房间长时间不打扫会布满灰尘，说明灰尘分子不停地做无规则运动
B．摔碎了的玻璃很难拼接在一起，说明分子间距离太大，几乎无分子作用力
C．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉冷主要由于水的比热容很大
D．液体难以被压缩，说明液体分子间没有间隙
点评：本题考查了分子动理论的内容、物态变化，属于基础题。
解：A、打扫卫生时的尘土不是分子，故A错误；
B、玻璃破碎后，分子间的距离太大，导致玻璃破碎处分子间斥力和引力可以忽略不计，几乎无分子作用力，故B正确；
C、游泳之后从水中出来，风一吹感觉特别冷，是由于身体表面的水汽化吸热，与“水的比热容较大”这个特性无关，故C错误；
D、液体难以被压缩，说明液体分子间存在斥力，故D错误。故选：B。
B
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：如图所示，已知铅柱的接触面积约为1×10-4m2，两只灭火器总重130N，大气压值取p0=1×105Pa,铅柱的质量忽略不计。请你利用这些数据证明：粘合的铅柱能先后拉起钩码和灭火器不是大气压作用的结果，而是因为分子间存在引力。
因为灭火器静止在半空中，此时受力平衡，对其进行受力分析得，如果是大气压的作用，大气压力应该与灭火器的重力平衡。大气压力为
F=p0S=1.0×105Pa×1.0×10-4m2=10N，
因为灭火器对铅柱的拉力大小即为灭火器的重力，而灭火器的重力为G=130N，通过计算可得F＜G，大气压的作用不足以和重力平衡，所以是粘合的铅柱分子间存在引力拉起了灭火器，不是大气压作用的结果。
思路指导

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