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第十三章 內能
物理九年級全一冊 人教版
第2節 分子動理論的初步知識
學習目標
01
02
03
04
物理觀念
知道分子動理論的基本內容，能夠識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋。
科學思維
通過宏觀現象推理微觀本質，知道建構模型是物理研究的重要方法。
科學探究
通過演示二氧化氮與空氣擴散、墨水在冷熱水中的擴散、把兩個鉛柱緊壓在一起的實驗探究分子運動和作用力。
科學態度與責任
了解探索微觀世界奧秘的方法，經歷從宏觀熱現象里面分析出其微觀機制，再利用微觀模型解釋更多宏觀熱現象的過程，體驗成功的喜悅。
重點難點
教學重點
教學重點
分子動理論初步知識、擴散現象、分子熱運動與溫度的關系。
分子間作用力的理解、宏觀的擴散現象與微觀的分子運動的聯系。
課堂導入
王安石如何判斷遠處是梅花而不是雪呢？
遙知不是雪，為有暗香來。因為梅花隱隱傳來陣陣幽香，遠遠望去便可確定那是潔白的梅花。
我們為什么能聞到花香呢？
《梅花》
（宋）王安石
墻角數枝梅，凌寒獨自開。
遙知不是雪，為有暗香來。
物質是由什么組成的？
物質的構成
萬物都是由極小的、不可分割的微粒——“原子＂ 組成的。
德謨克利特
阿伏伽德羅
分子是保持物質化學性質的最小微粒。
現代科學研究發現，常見的物質是由極其微小的粒子——分子、 原子等構成的。
探究新知
這里所說的原子與現代物理學中的原子不同，現代物理學中的原子是有結構的。
1.概念：物質是由極其微小的粒子——分子、 原子等構成的。
在研究與熱學有關的問題時，這些微觀粒子可以不必區分 ，都看作分子。
分子有不同的種類，物質所含分子的種類不同，物質的性質就不同。
分子是保持物質化學性質不變的最小微粒。通常以10-10m為單位來量度分子。
探究新知
生活中常見的水，由無數個小水滴組成，那么一滴水是不是分子呢？
不是
可見分子的數量是多么巨大，體積又是多么微小。
一滴水中（約1cm3）約有1.67×1021個水分子。如果全世界的人日以繼夜的數，需要4000多年才能完成這項浩瀚的工程。
討論交流
2.分子的大?。?br/>電子顯微鏡下的鋁合金易拉罐表面
肉眼、光學顯微鏡都無法觀察到分子！
只有通過電子顯微鏡才可以觀察到！
電子顯微鏡下的金原子
探究新知
探究新知
【學習任務一】物質的構成
關于物質的構成，下列說法正確的是（　　）
A．分子的直徑很小，一般為10-10cm
B．可以借助光學顯微鏡觀察到分子
C．常見物質是由分子、原子構成的
D．大霧中，我們看到空氣中許多極小的水珠就是一個個小分子
解：A、物質是由分子組成的，它直徑數量級一般為10-10m,故A錯誤；
B、組成物質的分子體積非常小，如果將分子看成一個個的小球，其直徑只有百億分之幾米，一般顯微鏡看不到，所以必須使用超級電子顯微鏡進行觀察，故B錯誤；
C、物質是由分子構成，分子由原子構成，即常見物質是由分子、原子構成的，故C正確；
D、大霧中，我們看到空氣中許多極小的水珠不是一個個小分子，是許許多多的水分子結合在一塊的結果，故D錯誤。故選：C。
C
雖然用肉眼不能直接觀察到分子，但人們可以通過物體的一些宏觀表現來推斷構成它們的分子的情況。
構成物質的大量分子處于什么狀態呢？是靜止的？還是運動的呢？
糖塊放入水中，整杯水變甜。
推測：一切物質的分子都在不停地做無規則的運動。
春暖花開，滿園飄香。
煤炭堆在石灰墻角，石灰墻變黑。
探究新知
探究新知
　　二氧化氮的密度比空氣大。在裝著紅棕色二氧化氮氣體的瓶子上面，倒扣一個空瓶子，使兩瓶口相對，并用一塊玻璃板隔開。抽掉玻璃玻璃板后，觀察發生的現象。
【實驗】氣體擴散現象
演示實驗
探究新知
　　二氧化氮氣體由于受重力影響，很快落到下面的瓶子里。抽掉中間的玻璃板后，二氧化氮氣體進入到上面的瓶子中了，上面瓶子里的空氣也運動到下面的瓶子里。
實驗現象：
結論：這是氣體的擴散現象，它表明氣體分子在不停地做無規則運動。
液體擴散實驗
固體擴散實驗
擴散現象也可以發生在液體和固體之間。
探究新知
探究新知
固體、液體和氣體中的每一個分子都在永不停息地做無規則運動。固體、液體和氣體都會發生擴散。
總結：
1.擴散現象：
①定義：由于分子運動，不同的物質在互相接觸時彼此進入對方的現象，叫擴散。
分子熱運動
探究新知
②擴散現象的理解
①擴散現象說明了什么？
a.氣體、液體和固體中每一個分子都在永不停息地做無規則運動。
b.分子間存在間隙。
②注意事項
a.一切氣體、液體和固體之間都能發生擴散現象。
b.一般，固體間擴散最慢，液體次之，氣體最快。
探究新知
德謨克利特認識到 ：
擴散是花香撲鼻的原因。
火鍋香味四溢
將硼、磷等物質擴散到硅晶體，制成各種性能的半導體。
在機械制造行業，常在齒輪、軸等表面層中滲碳、滲硅，來改善其表面性能。
③生產生活中的擴散現象
雪花紛飛、塵土飛揚、霧霾等是擴散現象嗎
　　因為分子很小，不可能被肉眼看到。肉眼看到的灰塵不是分子，而是固體小顆粒。所以雪花紛飛、塵土飛揚、霧霾等屬于是機械運動不是擴散現象！
探究新知
討論交流
雪花紛飛
塵土飛揚
霧霾
探究新知
同學們，現在，你是否能解釋本節課開始時，老師提出的問題了呢？
討論交流
聞到花香就是擴散的結果，表明了花香分子在永不停息的做無規則運動。
生活中還有很多類似的擴散現象，你能列舉出一些嗎？
探究新知
　　我們如果想實際觀察水和硫酸銅的擴散需要一個月的時間，而鉛與金的擴散，則需要等待五年的時間，真的是很漫長!
有什么辦法能讓擴散進行得快一些呢
探究新知
一切物質的分子在不停地做無規則運動。溫度越高，分子運動越劇烈，分子的這種無規則運動叫做分子的熱運動。
2.分子的熱運動：
　　在一個燒杯中裝半杯熱水 ，另一個同樣的燒杯中裝等量的冷水 。 用相同的滴管同時分別向兩個燒杯中滴入一滴墨水，觀察哪個燒杯中的墨水擴散得快。
【實驗】墨水擴散快慢與溫度的關系
結論：分子熱運動越劇烈，溫度越高，擴散越快。
演示實驗
探究新知
1. 擴散現象：_______的物質在__________時，______________的現象。
2. ______、______、______都可以發生擴散現象。
3. 如圖所示，向冷水和熱水中各滴入一滴紅墨水，看到熱水中
紅墨水擴散得快，這說明溫度越高，分子運動越____，用擴散
現象說明看不見的分子在運動，這種研究問題的方法叫________。
解：（1）不同物質組成的物體相互接觸時，彼此進入對方的現象叫擴散。
（2）一切物體的分子都在不停地做無規則運動。
（3）溫度越高，分子運動越劇烈，所以在熱水和冷水中各滴入一滴墨水，墨水是在熱水中擴散得較快；本實驗中通過擴散現象說明分子的無規則運動，采用的是轉換法。
不同
相互接觸
彼此進入對方
液體
氣體
固體
轉換法
快
【學習任務二】分子熱運動
探究新知
小明最愛吃魚了，他一進家門就聞到了魚香，知道媽媽又在煎魚。他聞到煎魚香味的原因是（　　）
A．分子是由原子構成
B．分子之間存在斥力
C．分子在不停地做無規則運動
D．分子間有間隙
解：小明最愛吃魚了，他一進家門就聞到了魚香，知道媽媽又在煎魚。他聞到煎魚香味是擴散現象，說明分子在不停地做無規則運動。
故選：C。
【變式訓練】分子在不停地做無規則運動
C
既然分子在不停地運動，那么為什么固體和液體中的分子通常不會飛散開，而總是聚合在一起，保持一定的體積呢？
　　為什么被壓縮的橡皮能恢復原狀呢？
　　分子間可能存在著引力吧！
　　既然分子在不停地運動，那為什么液體和固體還有一定的體積呢？
探究新知
【實驗】認識分子間的作用力
1. 將兩塊鉛塊底部平滑表面緊密接觸，然后把一端懸掛起來，在另一端掛幾個鉤碼，觀察兩個鉛塊是否會被拉開。
①看到了什么現象
②該現象說明了什么問題
兩個鉛塊緊緊粘在一起。
分子之間存在引力作用
探究新知
演示實驗
2. 用注射器抽取半筒水，用手指封閉注射器的筒口。推壓注射器的活塞，看看能否將水壓縮......
①看到了什么現象
②該現象說明了什么問題
注射器內的水很難被壓縮。
分子之間存在斥力作用
探究新知
1.分子間存在著相互作用力
①分子間同時存在引力和斥力。
②當分子間距離變小時——表現為斥力。
③當分子間距離變大時——表現為引力。
④當分子間距離非常大時——作用力可忽略。
分子間的作用力
探究新知
　　分子間距決定了分子間的作用力，從而決定了固體、液體和氣體的特征。
固體分子間的距離很小，作用力很大，不容易被壓縮和拉伸，具有一定的體積和形狀。氣體分子之間的距離很遠，彼此之間幾乎沒有相互作用力。所以氣體沒有
一定的體積和形狀。
2.物質三態的微觀特征和宏觀特征
組成固體的分子
組成液體的分子
組成氣體的分子
探究新知
探究新知
　　常見的物質是由大批分子構成的，物質內的分子在不停地做熱運動，分子之間存在引力和斥力。 這就是分子動理論。
分子動理論
物體是由大量分子組成。
分子都在不停地做無規則的運動。
分子間存在著引力和斥力。
各種熱現象的微觀本質都是分子的熱運動。
3.分子動理論
探究新知
【學習任務三】分子間的作用力
解：分子間存在相互作用的引力和斥力，當分子間的距離大于平衡距離時，表現為引力；分子間的距離小于平衡距離時，表現為斥力。
故答案為：引力，斥力。
液體為什么不容易被壓縮呢？
是什么力使得兩鉛塊結合在一起？
測力計的示數
為什么會變大？
分子間存在______和______。
引力
斥力
探究新知
下列現象中，支持分子間存在引力的證據是（　　）
A．固體和液體很難被壓縮
B．兩塊表面光滑的鉛塊相互緊壓后會黏在一起
C．磁鐵能吸引大頭針
D．破鏡不能重圓
解：A、固體和液體很難被壓縮，是因為固體和液體分子間的斥力較大，不能說明分子間存在引力，故A不符合題意；
B、兩塊表面光滑的鉛塊相互緊壓后會黏在一起，說明分子間存在引力，故B符合題意；
C、磁鐵吸引大頭針是物體間的作用力，不能說明分子間存在引力，故C不符合題意；
D、破鏡不能重圓，說明分子之間的距離較大時，分子之間的作用力就會很小，不能說明分子間存在引力，故D不符合題意。故選：B。
【變式訓練】
B
課堂小結
分子動理論的初步知識
物質的構成
分子熱運動
分子間的作用力
物質是由大量的分子、原子構成的
人們通常以10-10m為單位來量度分子
擴散
不同物質在互相接觸時彼此進入對方的現象，叫擴散。
一切物質的分子在不停地做無規則運動。溫度越高，分子運動越劇烈，分子的這種無規則運動叫做分子的熱運動。
分子的熱運動
分子間存在著相互作用力
①分子間同時存在引力和斥力。
②當分子間距離變小時——表現為斥力。
③當分子間距離變大時——表現為引力。
④當分子間距離非常大時——作用力可忽略。
分子動理論
課堂練習
1.（2024春 咸陽期中）關于對分子和原子的認識，下列說法中正確的是（　?。?br/>A．光學顯微鏡無法觀察到分子和原子
B．蘋果不是由分子或原子組成的
C．分子和原子沒有區別
D．原子是由分子組成的
解：A、分子和原子非常小，光學顯微鏡無法觀察到分子和原子，故A正確；
B、蘋果是由分子或原子組成的，故B錯誤；
CD、分子由原子組成，分子和原子有區別，故CD錯誤。
故選：A。
A
點評：分子非常小，直接用肉眼看不到；物質由大量分子或者原子組成；分子由原子組成。
課堂練習
2.（2025 長沙縣模擬）小明發現家中腌制咸鴨蛋需要數周時間，而將鴨蛋煮熟后浸泡在熱鹽水中，僅需幾十分鐘即可入味。結合分子動理論，最合理的解釋是（　?。?br/>A．溫度越高，分子熱運動越劇烈，擴散速度顯著加快
B．高溫破壞了蛋殼的分子結構，鹽分子直接進入蛋清內部
C．溫度升高時，分子間的斥力消失，鹽分子更容易滲透
D．固態蛋清分子排列緊密，常溫下鹽分子無法進入
解：在腌制咸鴨蛋時，鹽分子要通過蛋殼、殼膜等慢慢擴散進入蛋內，由于常溫下分子熱運動相對緩慢，所以需要數周時間才能入味。而將鴨蛋煮熟后浸泡在熱鹽水中，一方面，高溫使鹽分子的熱運動變得更加劇烈，擴散速度顯著加快；另一方面，煮熟的鴨蛋內部結構發生了一定變化，比如蛋白質發生變性，分子間的空隙可能增大，也有利于鹽分子的擴散，所以僅需幾十分鐘即可入味。故 A符合題意，BCD不符合題意。故選：A。
A
點評：本題考查了擴散現象、分子運動和溫度有關，相對比較簡單，屬于基礎題。
課堂練習
3.（2025 莘縣一模）唐代詩人于良史所作《春山夜月》一詩，以其清麗超逸的詞句被記載于《全唐詩》中，其中“掬水月在手，弄花香滿衣”兩句，猶如神來之筆使人倍覺妙趣橫生，蘊含著的物理知識也隱現其中，下來說法中正確的是（　?。?br/>A．月亮屬于自然光源
B．“掬水月在手”涉及的光現象是光的折射
C．花香飄散是機械運動
D．能聞到花香是因為分子在不停地做無規則運動
解：A．月亮本身不發光，不屬于自然光源，故A錯誤；
B．“掬水月在手，弄花香滿衣”中的“月”是月亮的虛像，通過手中的水面反射形成的像，故B錯誤；
C．花香是擴散現象，花飄散是機械運動，故C錯誤；
D．能聞到花香是擴散現象，說明了分子在不停地做無規則運動，故D正確。故選：D。
D
點評：本題涉及到的知識點較多，綜合性較強，反映了物理來源于生活，又應用于生活，體現的新課標的要求。
課堂練習
4.（2024秋 巴南區期末）生活中處處皆物理，下列說法正確的是（　?。?br/>A．房間長時間不打掃會布滿灰塵，說明灰塵分子不停地做無規則運動
B．摔碎了的玻璃很難拼接在一起，說明分子間距離太大，幾乎無分子作用力
C．人游泳之后從水中出來，風一吹感覺冷主要由于水的比熱容很大
D．液體難以被壓縮，說明液體分子間沒有間隙
點評：本題考查了分子動理論的內容、物態變化，屬于基礎題。
解：A、打掃衛生時的塵土不是分子，故A錯誤；
B、玻璃破碎后，分子間的距離太大，導致玻璃破碎處分子間斥力和引力可以忽略不計，幾乎無分子作用力，故B正確；
C、游泳之后從水中出來，風一吹感覺特別冷，是由于身體表面的水汽化吸熱，與“水的比熱容較大”這個特性無關，故C錯誤；
D、液體難以被壓縮，說明液體分子間存在斥力，故D錯誤。故選：B。
B
布置作業
1.基礎性作業：完成課件中的課堂練習。
2.拓展性作業：如圖所示，已知鉛柱的接觸面積約為1×10-4m2，兩只滅火器總重130N，大氣壓值取p0=1×105Pa,鉛柱的質量忽略不計。請你利用這些數據證明：粘合的鉛柱能先后拉起鉤碼和滅火器不是大氣壓作用的結果，而是因為分子間存在引力。
因為滅火器靜止在半空中，此時受力平衡，對其進行受力分析得，如果是大氣壓的作用，大氣壓力應該與滅火器的重力平衡。大氣壓力為
F=p0S=1.0×105Pa×1.0×10-4m2=10N，
因為滅火器對鉛柱的拉力大小即為滅火器的重力，而滅火器的重力為G=130N，通過計算可得F＜G，大氣壓的作用不足以和重力平衡，所以是粘合的鉛柱分子間存在引力拉起了滅火器，不是大氣壓作用的結果。
思路指導

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