资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第2节　分子动理论的初步知识
教学背景
1．教学内容分析 《分子动理论的初步知识》是物理九年级全一册（人教版）《第十三章　内能》第2节的内容。本节课是学生在学习宏观热现象后转向微观机制的重要转折点。通过引导学生从生活现象出发，建立微观模型并解释宏观规律，培养其科学思维和探究能力。 本节课主要内容包括“物质的构成”“分子热运动的特点”和“分子间作用力”三部分。学生通过观察扩散实验、分析分子间相互作用现象，归纳出分子动理论的三个基本观点；通过对比不同物态的微观特征，理解宏观现象与微观机制的联系。 2．学情分析 从知识上看，学生已具备物态变化知识等宏观热现象的认知，但对微观粒子运动缺乏系统理解；小学科学课程的学习，使学生知道“物质由分子、原子等构成”的概念，但对分子运动的统计性、分子力的复杂性认识不足；他们虽然接触过类比推理，但将抽象模型与宏观现象结合的能力仍需提升。 从思维特点看，初三学生的逻辑思维正处于快速发展阶段，能够接受从现象到本质的推理，但对“看不见的分子运动”仍需借助实验和可视化手段辅助理解。 从探究能力看，学生已熟悉基本实验流程，但在独立设计探究方案时，常忽略对比实验或定量分析；对“宏观——微观”双向推理的完整表述存在困难，需通过问题阶梯逐步引导。
教学目标
物理观念 1．通过分析生活中的实例和实验，知道物质是由分子、原子等构成的，形成初步的物质观念。 2．了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点，能用这些知识解释自然界的有关现象，形成初步的运动和相互作用观念。 科学思维 1．通过对宏观现象的分析，了解物质的微观机制，并进一步推理出分子都在不停地做热运动、分子之间存在作用力，提升科学推理能力。 2．通过建构物质微观结构模型来解释宏观现象，提升用所学模型分析常见的物理问题的能力。 科学探究 1．基于观察和实验，提出有依据的猜想与假设。 2．能正确表述实验结果，通过比较与分析得出初步实验结论。 科学态度与责任 1．通过扩散实验、分子间作用力实验等，激发了解微观世界的好奇心，感受到物理研究是建立在观察、实验和推理基础上的创造性工作。 2．在观察、设计实验和猜想过程中，形成大胆质疑、实事求是、尊重自然的科学态度和探索精神。 3．通过对分子间存在作用力的理解，学会辩证地看待问题。
教学内容
教学重点 分子动理论的初步知识。 教学难点 理解分子间存在作用力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 (1)创设情境：展示教科书的图片“绽放的梅花”。 朗读北宋文学家王安石所写的诗——《梅花》。 (2)提出问题：诗人通过花香确定从远处看到的是梅而不是雪，你知道花香是怎么传播到远处的吗？ 赏析诗句，并思考。 猜想：可能是一种肉眼看不到的极其微小的粒子飘到了我们鼻子里。 通过古典诗词的优美意境激发学生对科学知识的兴趣，鼓励学生大胆猜想，为学习新课内容做铺垫。
新知探究 一、物质的构成 1．讲述物质的构成： 两千多年前，古希腊思想家德谟克利特认为，万物都是由极小的、不可分割的微粒——“原子”组成的，人可以闻到不同的气味，是因为这些气味的“原子”飘到了人的鼻子里。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。 分子很小，人用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们，必须借助电子显微镜观察。 展示教科书图片“电子显微镜下的金原子”。 以水为例，介绍一滴水中大约有1.67×1021个水分子，说明分子很小且数量很多。 2．启发思考：构成物质的分子是紧密排列在一起的吗？ 演示实验1： “分子间存在间隙”实验。先向试管中注入适量的水，再注入染色红酒精，使液面与标记处相平；然后用塞子堵住试管口，把试管倒置几次，使酒精和水充分混合后，液面低于标记处，即总体积减小。 演示实验2：先在锥形瓶内装入适量的红豆，再将小米倒入，使总体积到达标记处；然后盖上盖子，把锥形瓶倒置几次后，红豆和小米彼此进入到间隙中，总体积变小。 提出问题：对比酒精与水混合后总体积的变化，你能得到什么启示？ 二、分子热运动 引导学生思考：构成物质的分子是静止的还是运动的？ 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。 1．气体分子运动 播放实验视频：将空瓶子倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上面，使两个瓶口相对，两个瓶口之间用一块玻璃板隔开，抽掉中间的玻璃板。 布置任务：二氧化氮的密度比空气大。请同学们仔细观察实验，描述实验现象，并尝试推断二氧化氮分子和空气分子的运动情况。 总结学生的发现：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。它表明气体分子在不停地做无规则运动。扩散只能发生在气体间吗？让我们一起来观察下一个实验。 2．液体分子运动 播放实验视频：在玻璃筒里装一半清水，用长颈漏斗在水的下面注入蓝色的硫酸铜溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水大，会沉在玻璃筒的下部。刚开始无色的清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面。静放几天后，界面会逐渐变得模糊，大约30天以后，两种液体的颜色均变成蓝色（快速播放）。 3．固体分子运动 播放动画：把打磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后，再将它们切开，发现铅与金互相渗入了约1毫米。 布置任务：同学们进行小组讨论，分析、归纳上述三个实验中现象产生的原因，并总结规律。 启发思考：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？ 4．分子的运动与温度 演示实验：两个同样的烧杯中装有等量的热水和冷水，同时分别滴入一滴红墨水，比较两个烧杯中红墨水的扩散情况。 布置任务：请同学们仔细观察实验现象，归纳总结扩散快慢与温度的关系。 总结归纳：扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则的运动叫作分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高。 5．学以致用 提出问题：同学们，现在你们能解释花香是怎样传播的吗？ 展示图片：加糖的水变甜、腌制的菜变咸、堆煤的墙角变黑等。 布置任务：请同学们利用所学知识判断哪些情境属于扩散现象，并作出解释。 三、分子间的作用力 引导学生思考：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分散开，而总是聚在一起，保持一定的体积呢？ 1．分子间有引力 演示实验：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱会结合起来，甚至下面吊一个20 kg的重物都不能把它们拉开。 提出问题：你觉得重物不能把两个铅柱拉开的原因是什么？ 引发思考：其他物质的分子之间是否也存在引力呢？ 演示实验：把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，测量玻璃板的重力。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板。 提出问题：用力向上拉玻璃板的过程中，弹簧测力计的示数会发生怎样的变化？产生这个现象的原因是什么？ 总结归纳：固体和液体能保持一定体积的原因是分子间存在引力。 2．分子间有斥力 组织学生分组实验：在注射器中装入适量的水，用手堵住注射器口，用力压活塞；双手分别放在桌面上下，用力向内侧挤压桌面。 总结归纳：以上一系列实验说明，分子之间存在引力和斥力。 3．固态、液态和气态的基本特征 引发思考：分子之间既有引力又有斥力，可为什么有时候表现为引力，有时候又表现为斥力呢？ 播放动画讲解。 倾听，观察图片，了解常见的物质是由大量分子、原子等构成的。 进行猜想。 观察实验现象，发现试管内出现了空隙，即水和酒精混合后总体积变小。 观察实验现象，思考、解释。 获得启发：构成物质的分子并非紧密地排列在一起，分子之间是存在间隙的。 观察实验，并描述实验现象。 进行推断：两瓶气体颜色逐渐变得均匀，空气和二氧化氮气体彼此进入对方，说明分子在不停地运动。 观看视频和动画，思考、讨论并分析：水和硫酸铜溶液混合后，水分子和硫酸铜分子不停地运动，彼此进入了对方；铅片和金片紧压在一起后，铅分子和金分子不停地运动，彼此进入了对方。 总结：气体、液体、固体之间都可以发生扩散。 扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 观察并思考：由实验现象可以得知，扩散快慢与温度有关，物体的温度高，扩散得快。 思考并回答。 联系生活，思考、讨论，并作出解释。 猜想：固体和液体的分子之间应该有力的作用。 观察实验。 小组讨论。 回答：两个铅柱的分子之间可能存在引力。 观察实验。 思考并回答：弹簧测力计的示数变大，这是由于玻璃分子和水分子之间存在引力。 完成实验。 感受到液体、固体被压缩时产生的强烈抵抗，并且发现体积基本没有变化，很难被压缩。 思考并回答：除了引力，分子之间还存在斥力。 观看动画，倾听、思考。 总结固态、液态和气态的基本特征，并从分子动理论的初步知识解释这些特征。 通过展示电子显微镜下的金原子图片和介绍一滴水的构成，激发学生探索微观世界的兴趣，增强学生的微观认识。 从宏观现象出发，创设精彩的演示实验，引导学生采用类比的方法，通过分析、推理感知相应的微观现象，提升学生的观察、分析、推理和归纳总结的能力。学生完成思考的过程，养成先设计实验、再进行实验的探究习惯。 通过精心设计的系列实验，旨在让学生直观且生动地感知扩散现象的存在，从而激发其探索自然规律的兴趣和求知欲。 在实验观察的基础上，鼓励学生之间进行交流与讨论，引导学生深入理解并掌握扩散现象的实质。 让学生先由宏观现象推导出微观机制，分析、总结得出实验结论。 让学生运用建构的微观模型来解释宏观现象，着重培养学生的观察、分析、推理以及归纳总结能力，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。 通过演示实验和分组实验等活动，将能直接观察和感知的现象转化为抽象的微观理论知识，让学生知道分子间作用力的存在，同时学会从分析现象、推理微观理论的研究方法。
课堂小结 1．了解扩散现象，扩散快慢与温度的关系。 2．知道分子动理论的初步知识。 3．物理研究方法：由宏观现象推理微观机制。 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
板书设计
13.2　分子动理论的初步知识
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