《分子间的作用力》教案
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我们把拉断的过程慢动作分解,在即将断裂的瞬间,吸引力消失了吗?
“分子之间的吸引力随着分子间距离的增大而增大”还敢肯定吗?
我们思考,分子力的本质是什么力。结合分子的组成:原子核、核外电子。大量分子的质子与电子之间表现为吸引力。
分子间的吸引力随分子间距离应该如何变化?
分子间的引力随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
(4)当分子间的距离r的数量级达到或超过10r0(10-9米)时,分子间作用力可以忽略不计(如气体)。
我们作个示意图,模拟一下上述过程。
引力随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,当r=r0时,引力为某一特定值;
斥力引力随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,当r=r0时,斥力为某一特定值;
《分子间的作用力》教案
教学目标及教学重点、难点
教学目标设计:
(1).知道分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
(2).知道分子力为零时,分子间距离r0的数量级。
(3).知道分子间的引力、斥力及全力随分子间距离的变化规律。
(4).能用分子力解释简单的物理现象。
教学策略设计:
再观察一个实验:一块橡皮泥,用力压缩两端,橡皮泥变短,压缩量越大,需要的力越大,说明分子间距离越短,斥力越大。
再增加压力,橡皮泥扁了,是斥力消失了吗?不是!是分子排列发生了变化。如果放在密闭的钢筒中压缩,它将不再变扁,也更能体验斥力随分子间距离的变化。
从微观角度,质子与质子之间、电子与电子之间有排斥力。这样看来,分子间的斥力作用随着分子间距离如何变化?
扩散现象还说明了什么事实?说明分子之间有空隙。
你能否设计一个实验,通过实验证实分子之间有空隙?
我们今天演示一个实验,同学们注意观察实验现象。
这是一根玻璃管,一端封闭。这是一瓶酒精、一瓶水。我先向管中注入半管水,再注入酒精至充满。密封管口,反复颠倒几次。观察管中液体,发生了什么现象?
如何描述上述现象?反复颠倒几次后,原来充满玻璃管的液体不满了。直接点儿:水和酒精混合后总体积减小。
(2)教学难点及突破:
本节的教学重点即是教学难点。演示实验的成功很是关键。在做“压紧铅块”的实验时,要注意一定保证接触面的纯净,不要破坏铅块表面的平整度,轻轻用刀刮去一层就可以了。若有水龙头上的陶瓷片,可以用陶瓷片代替铅块,实验效果比较好。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
复习回顾,引入新课
实验演示,认识分子间的作用力。
分子间作用力的变化规律
解释生活中的现象
知识整合与方法提炼
目前你了解哪些热力学知识?
我们介绍过物质是由大量分子组成的,分子的大小数量级10-10m,估测分子直径的实验:油膜法实验,宏观量与微观量的联系,阿伏加德罗常数,等等。
我们还研究了分子的热运动。哪些现象说明分子在做永不停息的无规则热运动?布朗运动、扩散现象,等等。
自然状态下,引力和斥力平衡,分子力合力表现为零。
下面我们再研究分子之间引力、斥力及合力的变化规律。
一根橡皮条,用力向两端加更大的力,橡皮条更长了,分子之间距离?分子之间的引力如何变化?
分子之间的吸引力随着分子间距离的增大而增大。
是这样吗?
再长一些,断了!怎么解释?
既然分子之间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难?
第一个问题,说明分子之间是相互吸引的,存在吸引力;
第二个问题,说明分子之间还存在排斥力。
问题又来了,既然分子之间存在吸引力和排斥力,为什么在自然状态下我们并没有感受到分子力的存在?
这说明分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
(1)教学重点及分析:
理解分子间存在相互作用并认识分子间相互作用力的基本规律是本节教学的重点。可以用弹簧两端连接的两个小球间的相互作用力类比分子间的作用力。用这个模型来类比分子间作用力的合力是非常形象的。当分子间的距离小于平衡位置的距离时,相互作用的合力为斥力;当分子间的距离大于平衡位置的距离时,分子间的距离为引力。但是应该注意,这个模型只是一个类比,它不能说明分子间的作用既有引力又有斥力,更不能表示分子间的距离变化时的斥力和引力的复杂变化情况。
分子间的斥力也是随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
压缩气体也需要力,是否说明分子间存在斥力作用?
不能说明!
压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁(活塞)时对容器壁(活塞)产生的压力。
我们再一次思考:为什么物体既难以被拉伸,又难以被压缩?
合力的变化!随着分子之间距离的改变,引力、斥力变化,合力也随之变化。
(2)当分子间距r<r0时,F斥>F引,分子力表现为斥力,且合力随r的减小而增大。原因?随r的减小,引力和斥力都增大,但斥力增大的更快。类似于弹簧压缩时。
(3)当分子间距r>r0时,F斥<F引,分子力表现为引力。
合力随r的增大如何变化?一开始,抗拒拉伸,合力随r的增大而增大,类似于弹簧被拉长时满足胡克定律。断裂时,合力也随r的增大而减小,类似于超出弹性限度的情形。原因?随r的增大,引力和斥力都减小,但斥力减小得更快。
给大家一个任务。
课题:以上述实验为例,通过实验论证分子之间有空隙。
提示:从器材、操作、现象、逻辑、结论等方面论证。
参考答案:取一根一端封闭的玻璃管,先向管中注入半管水,再注入酒精至充满。密封管口,反复颠倒几次,原来充满玻璃管的液体不满了。水和酒精混合后总体积减小,说明液体分子之间有空隙。
既然分子在运动,分子之间还有空隙,为什么固体和液体中的分子不会飞散开,而总是聚合在一起,保持一定的体积呢?
分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小,斥力变化得更快。分子力表现为二者的合力。
结论:分子力的性质(引力还是斥力)由分子间距离决定。分子力是大量分子间相互作用力的综合表现。
下面我们以两个分子之间的相互作用力为模型,讨论分子力随分子间距离的变化规律,类似于一根弹簧连着的两个小球。
(1)自然状态下,分子之间引力与斥力平衡,对应的分子间距离为r0。当分子间距r=r0时,F斥=F引,分子力F= 0,r0为平衡位置,r0的数量级约为10-10m。类似于弹簧原长。
“分子之间的吸引力随着分子间距离的增大而增大”还敢肯定吗?
我们思考,分子力的本质是什么力。结合分子的组成:原子核、核外电子。大量分子的质子与电子之间表现为吸引力。
分子间的吸引力随分子间距离应该如何变化?
分子间的引力随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
(4)当分子间的距离r的数量级达到或超过10r0(10-9米)时,分子间作用力可以忽略不计(如气体)。
我们作个示意图,模拟一下上述过程。
引力随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,当r=r0时,引力为某一特定值;
斥力引力随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,当r=r0时,斥力为某一特定值;
《分子间的作用力》教案
教学目标及教学重点、难点
教学目标设计:
(1).知道分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
(2).知道分子力为零时,分子间距离r0的数量级。
(3).知道分子间的引力、斥力及全力随分子间距离的变化规律。
(4).能用分子力解释简单的物理现象。
教学策略设计:
再观察一个实验:一块橡皮泥,用力压缩两端,橡皮泥变短,压缩量越大,需要的力越大,说明分子间距离越短,斥力越大。
再增加压力,橡皮泥扁了,是斥力消失了吗?不是!是分子排列发生了变化。如果放在密闭的钢筒中压缩,它将不再变扁,也更能体验斥力随分子间距离的变化。
从微观角度,质子与质子之间、电子与电子之间有排斥力。这样看来,分子间的斥力作用随着分子间距离如何变化?
扩散现象还说明了什么事实?说明分子之间有空隙。
你能否设计一个实验,通过实验证实分子之间有空隙?
我们今天演示一个实验,同学们注意观察实验现象。
这是一根玻璃管,一端封闭。这是一瓶酒精、一瓶水。我先向管中注入半管水,再注入酒精至充满。密封管口,反复颠倒几次。观察管中液体,发生了什么现象?
如何描述上述现象?反复颠倒几次后,原来充满玻璃管的液体不满了。直接点儿:水和酒精混合后总体积减小。
(2)教学难点及突破:
本节的教学重点即是教学难点。演示实验的成功很是关键。在做“压紧铅块”的实验时,要注意一定保证接触面的纯净,不要破坏铅块表面的平整度,轻轻用刀刮去一层就可以了。若有水龙头上的陶瓷片,可以用陶瓷片代替铅块,实验效果比较好。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
复习回顾,引入新课
实验演示,认识分子间的作用力。
分子间作用力的变化规律
解释生活中的现象
知识整合与方法提炼
目前你了解哪些热力学知识?
我们介绍过物质是由大量分子组成的,分子的大小数量级10-10m,估测分子直径的实验:油膜法实验,宏观量与微观量的联系,阿伏加德罗常数,等等。
我们还研究了分子的热运动。哪些现象说明分子在做永不停息的无规则热运动?布朗运动、扩散现象,等等。
自然状态下,引力和斥力平衡,分子力合力表现为零。
下面我们再研究分子之间引力、斥力及合力的变化规律。
一根橡皮条,用力向两端加更大的力,橡皮条更长了,分子之间距离?分子之间的引力如何变化?
分子之间的吸引力随着分子间距离的增大而增大。
是这样吗?
再长一些,断了!怎么解释?
既然分子之间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难?
第一个问题,说明分子之间是相互吸引的,存在吸引力;
第二个问题,说明分子之间还存在排斥力。
问题又来了,既然分子之间存在吸引力和排斥力,为什么在自然状态下我们并没有感受到分子力的存在?
这说明分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
(1)教学重点及分析:
理解分子间存在相互作用并认识分子间相互作用力的基本规律是本节教学的重点。可以用弹簧两端连接的两个小球间的相互作用力类比分子间的作用力。用这个模型来类比分子间作用力的合力是非常形象的。当分子间的距离小于平衡位置的距离时,相互作用的合力为斥力;当分子间的距离大于平衡位置的距离时,分子间的距离为引力。但是应该注意,这个模型只是一个类比,它不能说明分子间的作用既有引力又有斥力,更不能表示分子间的距离变化时的斥力和引力的复杂变化情况。
分子间的斥力也是随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
压缩气体也需要力,是否说明分子间存在斥力作用?
不能说明!
压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁(活塞)时对容器壁(活塞)产生的压力。
我们再一次思考:为什么物体既难以被拉伸,又难以被压缩?
合力的变化!随着分子之间距离的改变,引力、斥力变化,合力也随之变化。
(2)当分子间距r<r0时,F斥>F引,分子力表现为斥力,且合力随r的减小而增大。原因?随r的减小,引力和斥力都增大,但斥力增大的更快。类似于弹簧压缩时。
(3)当分子间距r>r0时,F斥<F引,分子力表现为引力。
合力随r的增大如何变化?一开始,抗拒拉伸,合力随r的增大而增大,类似于弹簧被拉长时满足胡克定律。断裂时,合力也随r的增大而减小,类似于超出弹性限度的情形。原因?随r的增大,引力和斥力都减小,但斥力减小得更快。
给大家一个任务。
课题:以上述实验为例,通过实验论证分子之间有空隙。
提示:从器材、操作、现象、逻辑、结论等方面论证。
参考答案:取一根一端封闭的玻璃管,先向管中注入半管水,再注入酒精至充满。密封管口,反复颠倒几次,原来充满玻璃管的液体不满了。水和酒精混合后总体积减小,说明液体分子之间有空隙。
既然分子在运动,分子之间还有空隙,为什么固体和液体中的分子不会飞散开,而总是聚合在一起,保持一定的体积呢?
分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小,斥力变化得更快。分子力表现为二者的合力。
结论:分子力的性质(引力还是斥力)由分子间距离决定。分子力是大量分子间相互作用力的综合表现。
下面我们以两个分子之间的相互作用力为模型,讨论分子力随分子间距离的变化规律,类似于一根弹簧连着的两个小球。
(1)自然状态下,分子之间引力与斥力平衡,对应的分子间距离为r0。当分子间距r=r0时,F斥=F引,分子力F= 0,r0为平衡位置,r0的数量级约为10-10m。类似于弹簧原长。