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(共19张PPT)
分子动理论的初步知识
人教版 · 九年级物理
第十三章 | 第二节
探索微观世界 · 揭开物质奥秘
趣味导入：诗词中的物理
“墙角数枝梅，凌寒独自开。”
“遥知不是雪，为有暗香来。”
—— 王安石《梅花》
思考：
诗人离梅花那么远，为什么能闻到梅花的香气呢？这股“暗香”是怎样“来”到诗人鼻子里的呢？
这背后其实隐藏着一个关于物质构成的秘密。今天，就让我们一起走进微观世界，揭开这个谜底。
学习目标
01 认知目标
知道常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
02 能力目标
能够识别生活中的扩散现象，并能用分子热运动的观点来解释这些现象。
03 情感目标
知道分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，并能解释相关现象。
希望通过这节课，大家能学会用微观的眼光看世界！
知识点一：物质的构成
现代科学证实，常见的物质是由极其微小的粒子——分子 (molecule)、原子 (atom) 等构成的。
分子有多小？
分子直径约为10-10m(即百亿分之几米)，极其微小。
肉眼和普通的光学显微镜都无法直接看到。
必须借助先进的电子显微镜才能观察到。
电子显微镜下的金原子图像
▲ 微观粒子只有借助电子显微镜才能观察到
物质是由什么组成的呢？
凡能用肉眼直接观察到的物体都不是分子, 如
打成细末的铜粉、 铁粉、小水珠、 烟雾、 灰尘等，它们是亿万个分子聚集的宏观颗粒。
知识点二：分子热运动 (扩散现象)
二氧化氮 (NO ) 与空气的混合过程
【实验演示：气体的扩散】
操作：将装有红棕色二氧化氮气体的瓶子与空瓶倒扣相对，中间用玻璃板隔开，随后抽掉玻璃板。
现象：两种气体逐渐混合，最终两瓶气体的颜色变得均匀一致，边界消失。
【结论】
不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散 (diffusion)。
扩散现象直观地表明：气体分子在永不停息地做无规则运动。
二氧化氮的密度比空气大
同种物质混合不属于扩散现象
将密度大的物质放在下面, 密度小的物质放在上面, 这是为了避免密度大的物质下沉而不能充分地说明扩散现象, 对实验造成影响。
扩散现象的普遍性
【实验演示：液体的扩散】
操作：在清水下面缓慢注入蓝色的硫酸铜溶液。
现象：静置几天后，蓝色和无色的界面逐渐模糊，最终整杯水都变成均匀的蓝色。
【补充案例：固体的扩散】
将磨得光滑的铅片和金片紧压在一起，放置5年后，发现两种金属互相渗入约1毫米深。
【中考高频考点】
扩散现象是中考高频考点，通常要求用分子动理论解释生活中的现象。例如：闻到花香、饭菜香味、墨水在水中散开等。
一切物质的分子，都在不停地做无规则运动！
影响扩散快慢的因素——温度
易错点提醒
任何温度下，分子都在不停地做无规则运动。千万不能认为0°C以下分子就停止运动了，只是运动速度变慢。
▎实验演示：墨水扩散与温度
操作：同时向等量的热水和冷水中，各滴入一滴红墨水。
现象：热水杯中墨水扩散极快，冷水杯中则慢得多。
结论：温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散速度越快。
▎核心概念：分子的热运动
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的运动。 这种无规则的运动叫作分子的热运动 (thermal motion)。 分子运动越剧烈, 物体的温度越高。
采用了控制变量法
知识点三：分子间的作用力 (引力)
【实验演示：铅柱间的作用力】
操作：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后用力把它们紧紧地压在一起。
现象：两个铅柱牢牢地结合在一起，甚至能吊起一个20千克的重物。
结论：分子之间存在着相互作用的引力。
【中考高频考点】
解释铁丝不易拉断、两滴水银靠近会自动结合成一滴等现象，其微观本质都是：分子间存在引力。
为什么固体和液体的分子不会飞散开，而是能聚合在一起？
铅柱结合不是大气压力的作用
固体和液体的分子之间存在引力，这种引力使得固体和液体的分子不致散开， 因而固体和液体能保持一定的体积。
知识点3：分子间的作用力 (斥力)
【思考与讨论】
压缩空气：操作非常容易，气体体积明显减小。
压缩水：极其费力，几乎观察不到体积变化。
【结论】液体和固体很难被压缩，因为分子之间除了引力，还存在着斥力！当分子间距离被压缩得很小时，斥力会显著增大，阻碍分子靠近。
核心总结：分子之间同时存在着引力和斥力
分子间距减小 →斥力起主要作用 | 分子间距增大 →引力起主要作用
既然分子间有引力，那是不是可以无限压缩呢？
用分子动理论解释物态
固体 Solid
微观结构：分子排列紧密，分子间作用力大
宏观特性：有固定形状和体积，难压缩
液体 Liquid
微观结构：分子无固定位置，作用力较小
宏观特性：无固定形状，有固定体积，具有流动性
气体 Gas
微观结构：分子间距很大，作用力很小
宏观特性：无固定形状和体积，易压缩，流动性强
【拓展思考】为什么空气在常温下是气体，而在-196°C的液氮中会变成液体？
提示：温度降低，分子热运动减弱，分子间的距离减小，分子间作用力得以显现，将分子束缚在一起。
通常, 液体分子之间的距离比气体小很多，比固体略大，液体分子之间的作用力比固体小。
易错易混点总结
误区一：认为灰尘、烟雾是分子。
正解：它们是宏观颗粒，能用肉眼直接看到的都不是分子。分子是微观粒子，肉眼无法观察。
误区二：在气体扩散实验中，认为二氧化氮会“上升”。
正解：将密度大的二氧化氮放在下方，是为了排除重力作用的干扰，从而有力地证明气体分子在永不停息地做无规则运动。
误区三：认为0°C以下分子就停止运动。
正解：分子在任何温度下都在做无规则运动，永不停息。温度越低，分子的热运动越缓慢，但绝不会停止。
误区四：认为铅柱粘合是大气压力的作用。
正解：将两个铅柱端面刮平紧压在一起，下面挂重物也不会分开，该实验主要证明了分子之间存在相互作用的引力。
知识梳理小结
01. 物质构成
常见的物质是由大量分子构成的，分子的体积和质量都非常小。
02. 分子热运动
物质内的分子在不停地做无规则的热运动，温度越高，分子运动越剧烈。
03. 分子作用力
分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，这是固体和液体保持一定体积的原因。
核心总结：这三点就是我们理解热现象的微观基础，请务必熟记！
课后练习 1
题目描述
把分子看成小球，将它们一个挨一个地紧密平铺成一层，组成一个单分子的正方形，边长为 1cm。
请问：这个正方形中约有多少个分子？
这是一个非常庞大的数字，直观体现了分子体积之微小。
1 × 1016个
参考答案
解题思路
01. 单位换算：
将长度单位统一为米，便于计算。
1cm = 0.01m
02. 计算边长分子数：
边长 ÷ 分子直径
0.01m ÷ 10-10m = 1 × 108 个
03. 计算总分子数：
正方形面积对应分子个数，即边长分子数的平方。
(1 × 108) = 1 × 1016 个
分子直径：10-10m
课后练习 2
【题目】扩散现象跟人们的生活密切相关，它有时有用，有时有害。如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中的；它有时又有害，如人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染。请你分别列举一个扩散现象有用和有害的实例。
有用的例子
在房间里放上固体清新剂，香味分子发生扩散，充满整个房间，达到清新空气的效果。
有害的例子
加油站泄漏的大量汽油分子扩散到空气中，与空气充分混合，遇到明火极易引发燃烧或爆炸。
解题思路：扩散现象的本质是分子的无规则运动。判断其“有用”与“有害”的关键在于结合生活经验，分析分子扩散产生的后果：对人类生活有利的是正例，造成安全隐患或负面影响的则是反例。
课后练习 3
【题目】
两个杯子中分别盛有质量相等的冷水和热水, 向其中分别放入同样的糖块, 经过相同的时间后 ( 两个杯子中的糖块都还没有全部溶解) , 请推断哪杯水会更甜。 为什么？
热水杯中的水更甜。
【答案】
【解题思路】
这是因为分子的热运动与温度密切相关。热水温度高，分子获得的能量更多，热运动就更加剧烈，导致糖分子在热水中的扩散速度比在冷水中快得多。因此，在相同时间内，热水能溶解并扩散更多的糖分，喝起来会感觉更甜。
课后练习 4
【题目】
把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面 （用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板），读出测力计的示数。 然后使玻璃板水平接触水面， 稍稍用力向上拉玻璃板。 弹簧测力计的示数有什么变化？ 请你说说示数变化的原因。
【答案】
示数变大
【解题思路】
玻璃板和水接触时，玻璃分子和水分子间的距离进入了分子力作用范围。
当稍稍用力向上拉玻璃板时，分子间的距离变大，此时分子间的作用力表现为引力，这个引力会向下拉玻璃板，所以弹簧测力计的示数会变大。
课后练习 5
题目 QUESTION
用注射器可以轻松地压缩空气，但却很难压缩水，你能结合微观粒子的性质，说说这是为什么吗？
因为空气是气体，气体分子间的距离很大，分子间的作用力很微弱，所以容易被压缩；
而水是液体，液体分子间的距离比气体小得多，分子间的相互作用力（主要是斥力）比较大，所以很难被压缩。
答案 ANSWER
思路 KEY POINT
这道题考察的是物质状态与分子间作用力的关系。
解题的关键在于对比气体和液体：分子间的距离差异直接决定了分子间作用力的强弱，从而决定了物质的可压缩性。
气体间距大，易压缩；液体间距小，难压缩！
课后练习 6
【题目】下表归纳了物质固、液、气三态的微观特性和宏观特性，请完成这个表格。
物态 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积
固态 很小 很大 有 有
液态 较大 较大 无 有
气态 很大 很小 无 无
【解题思路】这道题是对本节课知识的综合考察，核心在于理解微观结构决定宏观性质。我们需要将微观特性（分子间距离、分子间作用力）和宏观特性（形状、体积）一一对应起来，分析分子间的约束能力是如何决定物质宏观表现的。
分子间距越小 → 作用力越大 → 束缚越强 → 形状体积越固定；
分子间距越大 → 作用力越小 → 束缚越弱 → 形状体积越不固定。
课后作业
选做题 · 观察与思考
寻找生活中的扩散现象，并尝试向家人解释原理。
物理源于生活，做一个善于观察和思考的人！

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