2022-2023學(xué)年新教材高中物理第一章分子動理論第二節(jié)分子熱運動與分子力課件粵教版選擇性必修第三冊

1、第二節(jié)分子熱運動與分子力核心素養(yǎng)點擊 物理觀念(1)知道擴散現(xiàn)象及影響擴散快慢的因素，知道其在實際中的應(yīng)用。(2)知道布朗運動及其產(chǎn)生原因。(3)知道決定熱運動激烈程度的因素。(4)知道分子間存在空隙、分子間的作用力的變化規(guī)律。(5)知道分子動理論的基本內(nèi)容。科學(xué)思維通過對布朗運動的成因分析，體會并歸納其中科學(xué)的研究方法?？茖W(xué)探究通過實驗了解擴散現(xiàn)象，觀察并能解釋布朗運動的成因及特點。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過科學(xué)家們對布朗運動成因的研究歷程介紹，培養(yǎng)相應(yīng)的科學(xué)精神。一、擴散現(xiàn)象布朗運動1填一填(1)擴散定義：由于分子不停地運動而產(chǎn)生的_現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：物質(zhì)分子的_運動。應(yīng)用：生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時，需要在

2、純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，在高溫條件下通過分子的擴散來完成。物質(zhì)遷移無規(guī)則(2)布朗運動定義：懸浮在液體或氣體中的_做的_運動。影響因素：溫度_，布朗運動越明顯，微粒_，布朗運動越明顯。產(chǎn)生原因：大量液體分子對懸浮微粒撞擊的_造成的，微粒越小，質(zhì)量越小，其運動狀態(tài)越容易改變，布朗運動越_。(3)熱運動定義：物質(zhì)內(nèi)部大量分子的_運動。衡量標準：溫度是分子熱運動_的標志，溫度越高，分子熱運動越_。微粒無規(guī)則越高越小不平衡明顯無規(guī)則劇烈程度劇烈2判一判(1)擴散現(xiàn)象不能發(fā)生在固體之間。( )(2)溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。( )(3)布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動。( )(4)液體中懸浮的微粒

3、越大，布朗運動越明顯。( )3選一選如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)現(xiàn)金中有鉛，鉛中有金，對此現(xiàn)象說法正確的是 ()A屬于擴散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的相互吸引B屬于擴散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的無規(guī)則運動C屬于布朗運動，小金粒進入鉛塊中，小鉛粒進入金塊中D屬于布朗運動，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進入對方中解析：擴散現(xiàn)象是指物質(zhì)相互接觸，物質(zhì)的分子彼此進入對方的現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運動的體現(xiàn)，選項B正確。答案：B二、分子力1填一填(1)分子間有間隙氣體很容易被壓縮，表明氣體分子間有很大的_。水和酒精混合后總體積_，說明液體分子之間存在著空隙。壓在一起的

4、金塊和鉛塊，各自的分子能_到對方的內(nèi)部，說明固體分子之間有空隙。(2)分子間的相互作用力用力拉伸物體時，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為_?？障蹲冃U散引力用力壓縮物體時，物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為_。 分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系。當rr0時，分子間的作用力F表現(xiàn)為_。分子間作用力的產(chǎn)生原因：由原子內(nèi)部帶正電的原子核和帶負電的電子的相互作用引起的。斥力斥力0平衡引力(3)分子動理論基本內(nèi)容：物質(zhì)是由_組成的；分子總在不停地做_運動，運動的劇烈程度與物質(zhì)的_有關(guān)；分子間存在相互作用的_。分子動理論：在熱學(xué)研究中，以分子

5、動理論的基本內(nèi)容為出發(fā)點，把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)建立的理論。2判一判(1)氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)。( )(2)用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)。( )(3)氣體容易被壓縮，說明氣體分子之間有空隙。( )大量分子無規(guī)則溫度引力和斥力3想一想當壓縮物體時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，物體反抗被壓縮，這時候分子間還有引力嗎？提示：分子間同時存在分子引力和分子斥力，當物體被壓縮時，分子斥力大于分子引力，分子力表現(xiàn)為斥力。探究(一)對布朗運動的理解問題驅(qū)動 在顯微鏡下追蹤一顆在水中做布朗運動的花粉，每隔30 s把花粉的位置

6、記錄下來，得到某個觀測記錄如圖，畫出的軌跡是花粉的運動軌跡嗎？提示：不是花粉的運動軌跡。 重難釋解1布朗運動的性質(zhì)(1)微粒的大?。耗茏霾祭蔬\動的微粒是由許多分子組成的顆粒(注意不是分子)。其大小用人眼直接觀察不到，但在光學(xué)顯微鏡下可以看到(其大小的數(shù)量級為106 m)。(2)產(chǎn)生原因：液體分子不停地做無規(guī)則運動，不斷地撞擊微粒。懸浮的微粒足夠小時，來自各個方向的液體分子撞擊作用力的不平衡性便表現(xiàn)出來了。在某一瞬間，微粒在某個方向受到的撞擊作用較強；在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強，這樣，就引起了微粒的無規(guī)則運動。(3)實質(zhì)及意義：布朗運動實質(zhì)是由液體分子與懸浮微粒間相互作用引起的，

7、反映了液體分子的無規(guī)則運動。2影響布朗運動的因素(1)固體微粒的大小懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因而布朗運動越明顯。如果懸浮在液體中的微粒很大，在某一瞬間跟它相撞的分子數(shù)很多，各個方向的撞擊作用接近平衡，這時就很難觀察到布朗運動了。(2)液體溫度的高低相同的微粒懸浮在同種液體中，液體溫度越高，分子運動的平均速率越大，對懸浮微粒的撞擊作用也越大，微粒受到來自各個方向的沖擊作用的不平衡性越明顯，所以溫度越高，布朗運動就越顯著。3布朗運動與擴散現(xiàn)象的比較項目擴散現(xiàn)象布朗運動不同點擴散現(xiàn)象是兩種不同的物質(zhì)相互接觸時而彼此進入對方的現(xiàn)象。

8、擴散快慢除和溫度有關(guān)外，還受到“已進入對方”的分子濃度的限制，當進入對方的分子濃度較低時，擴散現(xiàn)象較為顯著，當進入對方的分子濃度較高時，擴散現(xiàn)象不明顯，但擴散不會停止。布朗運動是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規(guī)則運動，而不是液體或氣體分子的運動。布朗運動的激烈程度與液體(或氣體)分子撞擊的不平衡性有關(guān)，微粒越小，溫度越高，布朗運動越明顯。布朗運動永不停息。相同點產(chǎn)生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無規(guī)則運動的反映。它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得更激烈。4布朗運動與分子的熱運動的比較比較項目布朗運動分子的熱運動不同點研究對象懸浮于液體(或氣體)中的微粒分子觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看

9、不到一般顯微鏡下看不到相同點無規(guī)則；永不停息；溫度越高越激烈聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了分子的熱運動典例1我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于25 m的懸浮顆粒物，其懸浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法正確的是()APM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動BPM2.5的質(zhì)量越大，其無規(guī)則運動越劇烈C溫度越低，PM22.5的無規(guī)則運動越劇烈DPM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運動

10、決定的解析PM2.5在空氣中的運動是固體顆粒、是分子團的運動，不是分子的熱運動，故A錯誤；PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運動越劇烈，故B錯誤；PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 m的懸浮顆粒物，其懸浮在空中做無規(guī)則運動，溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈，故C錯誤；PM2.5受大量空氣分子無規(guī)則碰撞，并且受到風(fēng)力作用，而形成不規(guī)則的運動軌跡，故D正確。答案D對布朗運動理解的三點提醒(1)布朗運動是固體微粒的無規(guī)則運動，不是液體或氣體分子的無規(guī)則運動，也不是微粒內(nèi)分子的無規(guī)則運動。(2)微粒懸浮在液體、氣體內(nèi)，在任何溫度下都會做布朗運動。(3)微粒懸浮在氣體中，在氣流作用下做的無規(guī)則運

11、動不是布朗運動。素養(yǎng)訓(xùn)練1通常蘿卜腌成咸菜需要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需幾分鐘，那么造成這種差別的主要原因是()A加熱后分子變小了，很容易進入蘿卜中B炒菜時蘿卜翻動得快，鹽和蘿卜接觸多C加熱后蘿卜分子間空隙變大，易擴散D炒菜時溫度高，分子熱運動激烈解析：在擴散現(xiàn)象中，溫度越高，擴散得越快。在腌蘿卜時，是鹽分子在常溫下的擴散現(xiàn)象，炒菜時，是鹽分子在高溫下的擴散現(xiàn)象，因此，炒菜時蘿卜咸得快，腌菜時蘿卜咸得慢，故A、B、C錯誤，D正確。答案：D2(多選)下面所列舉的現(xiàn)象，能說明分子是不斷運動著的是 ()A將香水瓶蓋打開后能聞得到香味B汽車開過后，公路上塵土飛揚C灑在地上的水，過一

12、段時間就干了D懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動解析：將香水瓶蓋打開后能聞到香味，是香水分子做擴散運動的結(jié)果，能說明分子是不斷運動著的，故A正確；汽車開過后，公路上塵土飛揚，是由于塵土受到風(fēng)的吹動，與分子的運動無關(guān)，故B錯誤；灑在地上的水，過一段時間就干了說明水分子擴散到了其他的地方，能說明分子是不斷運動著的，故C正確；懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動是布朗運動，它是水分子無規(guī)則運動的反映，故D正確。答案：ACD3(2021江蘇淮安高二期中)(多選)關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是 ()A懸浮的顆粒越小，溫度越高，布朗運動越劇烈B布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動C在春季空氣中，柳絮像雪

13、花般飛舞也是一種布朗運動D布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季表現(xiàn)得更為激烈解析：布朗運動是液(氣)體分子無規(guī)則熱運動的反映，所以溫度越高，布朗運動越顯著，同時顆粒越小受撞擊越不易平衡，故布朗運動越劇烈，故A正確；布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，不是組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的表現(xiàn)，選項B錯誤；在春季空氣中，柳絮像雪花般飛舞這是流動的空氣以及重力對柳絮作用的結(jié)果，不是布朗運動，選項C錯誤；布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季由于溫度較高，則布朗運動表現(xiàn)得更為激烈，選項D正確。答案：AD探究(二)分子力與分子間距離變化的關(guān)系問題驅(qū)動 如圖所示，將底面削平、削干

14、凈的兩個鉛塊緊緊壓在一起一段時間，兩個鉛塊就會“粘”在一起，甚至下面吊一個重物都不能把它們拉開。上述實驗現(xiàn)象說明了什么問題？提示：說明分子間存在引力。 重難釋解1分子間有相互作用的宏觀表現(xiàn)(1)當用力欲使物體拉伸時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力，以抗拒外界對它的拉伸。(2)當用力欲使物體壓縮時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力，以抗拒外界對它的壓縮。(3)大量的分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子間存在引力。固體有一定的形狀，液體有一定的體積，而固體、液體分子間有空隙，卻沒有緊緊地吸在一起，說明分子間還同時存在著斥力。(4)分子力與物體三態(tài)不同的宏觀特征分子間距離不同，分子間的作用力表

15、現(xiàn)也就不一樣，物體的狀態(tài)特征也不相同。物態(tài)分子特點宏觀表現(xiàn)固態(tài)分子間的距離小作用力明顯分子只能在平衡位置附近做無規(guī)則的振動體積一定形狀一定液態(tài)分子間距離小平衡位置不固定可以在較大范圍做無規(guī)則運動有一定體積無固定形狀氣態(tài)分子間距離較大分子力極為微小，可忽略分子可以自由運動無體積無形狀充滿整個容器2用彈簧模型理解分子力如圖所示，兩個小球中間連有一個彈簧，小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和引力的合力。(1)當彈簧處于原長時(rr0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為零。(2)當彈簧處于壓縮狀態(tài)時(rr0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為引力。rr0，F(xiàn)0rr0，F(xiàn)表現(xiàn)為引力3分子力與分子間距離變化的關(guān)系(1)

16、r0的意義分子間距離rr0時，分子間引力與斥力大小相等，分子力為零，所以分子間距離等于r0(數(shù)量級為1010 m)的位置叫平衡位置。(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快(如圖所示)。當rr0時，F(xiàn)引F斥，F(xiàn)0；當rF引，分子力F表現(xiàn)為斥力；當rr0時，F(xiàn)斥F引，分子力F表現(xiàn)為引力；當r10r0(109 m)時，F(xiàn)引和F斥都十分微弱，可認為分子間無相互作用力，所以分子力F0。(3)當rr0時，分子力隨距離的增大先增大后減小。典例2設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時的距離，r是兩個分子間的實際距離，則以下說法中正確的是 ()Arr0時，分子間引力和斥力都等于零B4r0

17、rr0時，分子間只有引力而無斥力Cr由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力先增大后減小Dr由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力和斥力都增大，其合力先增大后減小再增大解析當rr0時，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯誤；在4r0rr0時，同時存在分子引力和斥力，但引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，B錯誤；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯誤；r由4r0逐漸減小到r0的過程中，由分子力隨r的變化關(guān)系圖線可知，分子力有一個極大值，到rr0時分子力又增大，所以在r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中分子力先增大后減小再增大，D正確。答案D分子力問題的分析方法(

18、1)首先要分清是分子力還是分子引力或分子斥力。(2)分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減小。(3)分子力比較復(fù)雜，要抓住四個關(guān)鍵點：一是rr0時，分子力為零但引力和斥力大小相等，均不為零；二是r10r0時，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零；三是rr0時，分子間距由r0增大到10r0，分子力先增大后減小。素養(yǎng)訓(xùn)練1分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則 ()AF引和F斥是同時存在的BF引總是大于F斥，其合力總表現(xiàn)為引力C分子間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大D分子間的距離越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越小解析：分子間的引力和斥力是同時存在的，它們的大小隨分子間距離的增大而減小

19、，隨分子間距離的減小而增大，但斥力隨分子間距離的變化而變化得更快一些。當rr0時，合力表現(xiàn)為引力，合力的大小隨分子間距離的增大表現(xiàn)為先增大后減小，選項A正確。答案：A2(多選)下列事例能說明分子間有相互作用力的是()A金屬塊經(jīng)過鍛打能改變它原來的形狀而不斷裂B拉斷一根鋼繩需要用一定的外力C帶電的物體可以吸引輕小的紙屑D液體一般很難壓縮解析：金屬塊經(jīng)鍛打能改變形狀而不斷裂，說明分子間有引力；拉斷鋼繩需要一定的外力，也說明分子間有引力；而液體難壓縮說明分子間存在斥力；帶電的物體可以吸引輕小的紙屑是靜電力的作用，故C錯誤，A、B、D正確。答案：ABD3 甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上，甲、

20、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖像如圖中曲線所示，F(xiàn)0為斥力，F(xiàn)0為引力，a、b、c、d為r軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A乙分子從a到b過程中，兩分子間無分子斥力B乙分子從a到c過程中，兩分子間的分子引力先減小后增大C乙分子從a到c一直加速D乙分子從a到b加速，從b到c減速解析：分子間的引力與斥力是同時存在的，乙分子從a到b過程中，引力大于斥力，整體表現(xiàn)為引力，A錯誤；乙分子從a到c過程中分子引力逐漸增大，B錯誤；乙分子從a到c過程中分子間表現(xiàn)為引力，所以乙分子一直做加速運動，C正確，D錯誤。答案：C一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維(選自人教版新教材課后練習(xí))以下關(guān)于布朗

21、運動的說法是否正確？說明理由。(1)布朗運動就是分子的無規(guī)則運動。(2)布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動。(3)向一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾。這說明溫度越高布朗運動越劇烈。(4)在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動。提示：(1)錯誤，布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，并不是分子的無規(guī)則運動。(2)錯誤，布朗運動證明了液體(或氣體)分子在做無規(guī)則運動。(3)錯誤，胡椒粉的運動不是布朗運動，布朗運動是液體分子的撞擊形成的，不是對流形成的。(4)正確，布朗運動能夠說明液體分子在做無規(guī)則運動。二、注重學(xué)以致用和思維建模1(2021山東濟南高二期末)氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的微小顆粒，如云、霧、細菌、塵埃、煙塵等，具有很多動力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)，比如布朗運動，光的反射、散射等。粒子直徑小于10 m的氣溶膠稱為飄塵，關(guān)于封閉環(huán)境中的飄塵粒子，下列說法正確的是()A在空氣中會緩