高教版中職物理（類）電子教案301第一節(jié) 分子動(dòng)理論

主題三熱現(xiàn)象及能量守恒

第一節(jié)分子動(dòng)理論教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第一節(jié)分子動(dòng)理論

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)2學(xué)時(shí)

本節(jié)主要讓學(xué)生了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，了解擴(kuò)散現(xiàn)象，觀察并

能解釋布朗運(yùn)動(dòng)。了解溫度、氣體壓強(qiáng)的概念，從微觀角度了解氣體分子

教材內(nèi)容

運(yùn)動(dòng)與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系，知道常用的溫度、壓強(qiáng)的測(cè)量方法。了解熱力

分析

學(xué)能的概念，知道改變物體熱力學(xué)能的方法，結(jié)合具體案例，能應(yīng)用其解

釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象，解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。

分子動(dòng)理論是學(xué)生形成的物質(zhì)觀念的重要組成部分，是建構(gòu)溫度、壓

強(qiáng)、熱力學(xué)能等概念的理論基礎(chǔ)。學(xué)生雖然在初中也接觸過(guò)該理論，但是

學(xué)情分析

內(nèi)容不全面，也沒(méi)有將其與溫度、壓強(qiáng)、熱力學(xué)能等概念聯(lián)系起來(lái)，因此

在中職物理中還要更全面、深入地學(xué)習(xí)。

1.建構(gòu)溫度、氣體壓強(qiáng)、熱力學(xué)能等概念，形成物質(zhì)由分子組成、

分子是永不停息地運(yùn)動(dòng)的、分子之間有空隙、分子間有相互作用力、物體

都具有熱力學(xué)能、做功和熱傳遞都可以改變物體的熱力學(xué)能等物理觀念，

并應(yīng)用其解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象，解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。

2.了解解釋布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象使用的假設(shè)推理方法，知道總結(jié)分子動(dòng)理

論、做功和熱傳遞可以改變物體的熱力學(xué)能時(shí)使用的歸納法、分析法和演

教學(xué)目標(biāo)繹法，了解在表述熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的數(shù)值關(guān)系時(shí)運(yùn)用的數(shù)學(xué)方法。

3.通過(guò)觀察布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度的關(guān)系、做功改變物體的熱

力學(xué)能等演示實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)相關(guān)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察能力。通

過(guò)制作水火箭等實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)操作技能，提高技術(shù)運(yùn)用、探究設(shè)計(jì)等物

理學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.通過(guò)對(duì)我國(guó)古代鑄造工藝的了解，進(jìn)一步發(fā)展工匠精神，增進(jìn)對(duì)

中華文明的自信和認(rèn)同，增強(qiáng)家國(guó)情懷。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、現(xiàn)代焊接

工藝等的了解，增強(qiáng)科技傳承的使命感。

讓學(xué)生了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，建構(gòu)溫度、氣體壓強(qiáng)、熱力學(xué)能

教學(xué)重點(diǎn)

等概念，了解做功和熱傳遞都可以改變物體的熱力學(xué)能。

運(yùn)用分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)和假設(shè)推理方法解釋布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，建構(gòu)氣體

教學(xué)難點(diǎn)

壓強(qiáng)的概念。

讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)

教學(xué)策略

觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、顯微圖像顯示儀、載玻片、蓋玻片、稀釋后的

教學(xué)資源顏料溶液、盛冷水（約20℃）的燒杯、盛熱水（約60℃）的燒杯、電

子溫度計(jì)、墨水、滴管、空氣壓縮引火儀、硝化棉少許等。

課堂實(shí)施

教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

環(huán)節(jié)

1.如何近似測(cè)算出油酸分子直徑1.安排學(xué)生對(duì)教材和教讓學(xué)生通

的大??？進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱學(xué)視頻進(jìn)行過(guò)課前自

2.什么是布朗運(yùn)動(dòng)？布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)讀教材、觀看學(xué)習(xí)和思主學(xué)習(xí)，

明了什么？老師提供的考，并與同發(fā)現(xiàn)自己

3.通過(guò)對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的觀察，可以得微課視頻）。學(xué)討論其中不理解的

出什么結(jié)論？2.就學(xué)生提發(fā)現(xiàn)的問(wèn)問(wèn)題，準(zhǔn)

課前

4.什么是歸納法？出的問(wèn)題進(jìn)題，將疑問(wèn)備到課堂

準(zhǔn)備

5.哪些現(xiàn)象能說(shuō)明分子之間存在行有針對(duì)性反饋給老上與同學(xué)

空隙？地備課，準(zhǔn)備師。討論，與

6.哪些現(xiàn)象能說(shuō)明分子之間存在在課堂上學(xué)老師交

相互作用力？生討論時(shí)給流，解決

7.分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)是什予指導(dǎo)。疑問(wèn)。

么？

8.熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的數(shù)值

關(guān)系是什么？

9.從微觀角度看，氣體的壓強(qiáng)是如

何產(chǎn)生的？

10.什么是熱力學(xué)能？如何改變物

體的熱力學(xué)能？

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖片、提觀看、思考激發(fā)學(xué)生

課將20℃的水和60℃的水分問(wèn)：學(xué)習(xí)動(dòng)

引別放在相同的玻璃杯中，如果除了觸摸，還力，明確

入不用手觸摸，僅憑肉眼觀察，有其他能分學(xué)習(xí)目標(biāo)

則很難分辨出水的冷熱程度。辨兩杯水溫

度高低的方

法嗎？

新宏觀物體是由大量分子組成講解傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生增

課的。分子的尺寸極小，很難被加對(duì)分子

教直接測(cè)量，但是我們可以利用大小的感

學(xué)轉(zhuǎn)換法進(jìn)行間接測(cè)量。例如，性認(rèn)識(shí)，

課堂

估測(cè)油酸分子的大小時(shí)，可以了解轉(zhuǎn)換

實(shí)施

先測(cè)量100滴油酸的體積，計(jì)法這一科

算出一滴油酸的體積；再將一學(xué)方法。

滴油酸滴在水面上，讓其形成

一層單分子油膜，測(cè)量出該油

膜的面積；最后用一滴油酸的

體積除以一滴油酸形成的單分

子油膜的面積，就可近似算出

油酸分子直徑的大小。

一般物質(zhì)分子的直徑都是以展示圖片、講觀看、傾聽(tīng)讓學(xué)生進(jìn)

nm（納米）為數(shù)量級(jí)的。如水述一步增加

分子的直徑為0.4nm,比可見(jiàn)對(duì)分子大

光的波長(zhǎng)小1000倍以上，所小的感性

以人類肉眼借助光學(xué)顯微鏡也認(rèn)識(shí)。

無(wú)法觀測(cè)到水分子。近年來(lái)，

人們已經(jīng)能夠用放大200萬(wàn)倍

的離子顯微鏡直接觀察分子的

大小，甚至能夠用放大3億倍

的掃描隧道顯微鏡實(shí)現(xiàn)“操縱

原子”的夢(mèng)想，圖中的“原子”

兩字就是由鐵原子在銅表面排

列而成的。

1827年，英國(guó)植物學(xué)家布朗在講述傾聽(tīng)讓學(xué)生初

用顯微鏡觀察懸浮在水中的植步了解布

物花粉顆粒的形態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)花朗運(yùn)動(dòng)

粉顆粒在水中不停地做無(wú)規(guī)則

運(yùn)動(dòng)。最初他懷疑花粉顆粒是

有生命的。當(dāng)他用一些無(wú)機(jī)物

的微粒代替花粉顆粒再觀察

時(shí)，發(fā)現(xiàn)水中的微粒仍然不停

地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。當(dāng)時(shí)，人們

都不理解產(chǎn)生這種運(yùn)動(dòng)的原

因，于是把水中懸浮微粒的這

種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察布朗運(yùn)動(dòng)用顯微圖像觀看實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)學(xué)生

取一滴稀釋后的顏料溶液放在顯示儀進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、通過(guò)現(xiàn)象

載玻片的凹槽中，蓋上蓋玻片，演示實(shí)驗(yàn)，組回答：歸納規(guī)

放到顯微鏡下觀察?？椇献鲗W(xué)習(xí)、布朗運(yùn)動(dòng)反律。

討論、提問(wèn)：映了水分子

的永不停息

布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)的無(wú)規(guī)則運(yùn)

象反映了什動(dòng)。

么？

后來(lái)，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的研究，展示圖片、講傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生了

科學(xué)家們利用假設(shè)推理的方解解布朗運(yùn)

法，逐漸認(rèn)識(shí)到水中的小顆粒動(dòng)的本

是受到周圍更微小的、肉眼看質(zhì)。

不見(jiàn)的水分子碰撞而導(dǎo)致的。

由于水分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則

的，懸浮微粒每一瞬間受到的

來(lái)自周圍的水分子的撞擊往往

是不平衡的，如圖所示，因此

導(dǎo)致懸浮微粒不停地做無(wú)規(guī)則

運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了

液體分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)

動(dòng)。

在日常生活中，我們還經(jīng)?？唇M織合作學(xué)合作學(xué)習(xí)、讓學(xué)生練

到以下現(xiàn)象：在一間封閉的房習(xí)，提問(wèn)：思考討論、習(xí)通過(guò)現(xiàn)

間里，打開(kāi)香水瓶蓋，不一會(huì)分析現(xiàn)象，可回答：象歸納規(guī)

兒，香水的氣味就會(huì)彌漫到房以歸納出氣可以歸納出律。

間的每個(gè)角落；在一杯靜置的體、液體和固氣體、液體、

清水中，輕輕滴入一滴紅墨水，體的分子做固體分子都

慢慢就會(huì)發(fā)現(xiàn)杯中的水全部變什么運(yùn)動(dòng)？做無(wú)規(guī)則的

紅了；長(zhǎng)期堆放在墻腳的煤會(huì)運(yùn)動(dòng)。

滲進(jìn)墻面中，使墻體變黑……

這些現(xiàn)象都被稱為擴(kuò)散現(xiàn)象。

【思維與方法】歸納法講述傾聽(tīng)讓學(xué)生了

解科學(xué)方

法。

歸納法是從具體的個(gè)別事物的

認(rèn)識(shí)中，概括出抽象的一般認(rèn)

識(shí)的思維方法。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察擴(kuò)散現(xiàn)象與溫進(jìn)行演示實(shí)觀看、思考、讓學(xué)生增

度的關(guān)系驗(yàn)，提問(wèn)：回答：加對(duì)分子

取兩個(gè)透明的水杯，往其中一此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象此現(xiàn)象說(shuō)明運(yùn)動(dòng)與溫

杯中倒入約20°C的涼水，往另說(shuō)明什么？熱水分子比度有關(guān)的

一杯中倒入約60°C的熱水。用冷水分子運(yùn)感性認(rèn)

滴管往兩杯中各滴入一滴墨動(dòng)得快。識(shí)。

水，觀察墨水在水中的擴(kuò)散速

度有何不同。

通過(guò)大量觀察，人們歸納出：講述、展示圖傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有片、講解。記憶解三種物

關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇態(tài)分子運(yùn)

烈。因此，我們把分子的這種動(dòng)與溫度

無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為分子的熱運(yùn)的關(guān)系。

動(dòng)。

從微觀的角度看，當(dāng)一種物質(zhì)

呈現(xiàn)為固體形態(tài)時(shí)，一般溫度

最低，其分子只能在固定的位

置附近做微小的振動(dòng)，因此固

體都具有固定的體積.若給該

種固體加熱，會(huì)使其熔化為液

體。液體的溫度一般都比其為

固體時(shí)的溫度高，其分子與臨

近分子擁擠在一起，可以發(fā)生

位置的交換，因此具有一定的

流動(dòng)性。若繼續(xù)給該種液體加

熱，會(huì)使其汽化為氣體。氣體

的溫度一般比其為液體時(shí)的溫

度高，其分子可以自由地運(yùn)動(dòng)，

因此氣體可以充滿任何密閉的

容器，如圖所示。

氣體很容易被壓縮，水和酒精講解傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

混合后總體積會(huì)減小，高壓下記憶解通過(guò)現(xiàn)

的油能透過(guò)鋼壁滲出……通過(guò)象歸納規(guī)

對(duì)這類現(xiàn)象的觀察，人們歸納律的方法

出，不論是氣體、液體，還是固及規(guī)律在

體，組成它們的分子之間存在生產(chǎn)中的

空隙。應(yīng)用。

在生產(chǎn)技術(shù)上，為了增強(qiáng)鋼表

面的硬度和耐磨性能而進(jìn)行的

滲碳處理；為了改變半導(dǎo)體材

料的物理性能而摻入雜質(zhì)等，

都是對(duì)分子空隙的利用。

從水龍頭里慢慢滲出的水總是講解傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生了

一滴一滴地往下滴，荷葉上的解根據(jù)哪

露水也總是呈現(xiàn)出一個(gè)近似的些現(xiàn)象歸

球形，洗衣服時(shí)也總會(huì)形成一納出物質(zhì)

個(gè)個(gè)的肥皂泡……這些現(xiàn)象都分子間有

說(shuō)明液體分子間存在著引力；相互作用

液體普遍具有的不易壓縮性，力。

又說(shuō)明液體分子間存在著斥

力。固體一般都具有固定的形

狀，它既不易被拉伸也不易被

壓縮，這些性質(zhì)說(shuō)明固體的分

子間既存在著引力，也存在著

斥力。

綜上所述，人們歸納出，宏觀綜合講述傾聽(tīng)、記憶讓學(xué)生形

物體是由大量分子組成的，分成正確的

子永不停息地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)有關(guān)分子

動(dòng)，分子之間有空隙，分子間動(dòng)理論的

存在著相互作用的引力和斥物理觀

力。這就是分子動(dòng)理論的基本念。

觀點(diǎn)。

【應(yīng)用與拓展】納米技術(shù)組織學(xué)生自閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了

納米技術(shù)是指在納米尺度內(nèi)主學(xué)習(xí)、巡解納米技

(0.1-100nm)研究物質(zhì)的性視、指導(dǎo)、答術(shù)。

質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)，也可以疑

說(shuō)是用單個(gè)原子、分子制造物

質(zhì)，以及利用這些物質(zhì)特性的

多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。

表示物體冷熱程度的物理量，講解傾聽(tīng)、記憶讓學(xué)生建

稱為溫度。從微觀角度看，溫構(gòu)溫度的

度反映了物體分子平均動(dòng)能的概念。

大小。溫度的數(shù)值表示方法，

稱為溫標(biāo)。常用的溫標(biāo)有：攝

氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)(也叫絕

對(duì)溫標(biāo))。

熱力學(xué)溫度和攝氏溫

度的數(shù)值關(guān)系為

T=t+273

【應(yīng)用與拓展】新型溫度計(jì)組織學(xué)生自閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)主學(xué)習(xí)、巡解現(xiàn)代測(cè)

溫度計(jì)的要求也越來(lái)越高?？埔?、指導(dǎo)、答溫技術(shù)。

學(xué)家們發(fā)明了多種形式的新型疑

溫度計(jì)。

在不接觸的情況下，分辨兩杯回應(yīng)“情境與傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生了

水的溫度是可能的。例如可以問(wèn)題”中的問(wèn)解運(yùn)用所

分別往里滴一滴橙汁，觀察橙題。學(xué)知識(shí)解

汁擴(kuò)散的快慢，即可分辨出兩決實(shí)際問(wèn)

杯水溫度的高低。也可以借助題。

如圖所示的紅外線溫度計(jì)直接

讀出溫度值。

現(xiàn)藏于我國(guó)國(guó)家博物館的后母講述傾聽(tīng)讓學(xué)生了

戊鼎（原稱司母戊鼎，圖3-1-解我國(guó)古

7）,是迄今世界出土最大、最代先進(jìn)的

重的青銅禮器，享有“鎮(zhèn)國(guó)之鑄造技

寶”的美譽(yù)。術(shù)。

【行為與責(zé)任】講述傾聽(tīng)讓學(xué)生增

我國(guó)古代先民曾經(jīng)創(chuàng)造了輝煌強(qiáng)民族自

燦爛的中華文明，在許多領(lǐng)域豪感和家

領(lǐng)先世界?，F(xiàn)在，我們也應(yīng)該國(guó)情懷。

有信心學(xué)好本領(lǐng)，建設(shè)好國(guó)家，

讓中華民族巍然屹立于世界民

族之林。

單個(gè)分子的撞擊力很小，而且講解傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生了

是不連續(xù)的，但大量分子對(duì)器解氣體壓

壁的撞擊卻可以產(chǎn)生大而連續(xù)強(qiáng)的微觀

的壓力。氣體垂直作用在器壁原理、測(cè)

單位面積上的壓力，稱為氣體量方法

的壓強(qiáng)。等。

從微觀角度來(lái)看，氣體溫度升

高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，

分子撞擊器壁的力變大，所以

壓強(qiáng)增大。

動(dòng)槽式（福?。鈮罕淼慕Y(jié)構(gòu)。

【應(yīng)用與拓展】壓力表組織學(xué)生自閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了

在工業(yè)上用來(lái)測(cè)量氣體壓強(qiáng)的主學(xué)習(xí)、巡解氣壓測(cè)

儀表通常稱為壓力表。視、指導(dǎo)、答量技術(shù)。

壓力表種類很多，按顯示方式疑

可分為指針式壓力表和數(shù)字式

壓力表。

物理學(xué)中，把物體分子由于運(yùn)講解傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生建

動(dòng)而具有的能量稱為分子動(dòng)構(gòu)熱力學(xué)

能；把物體分子由于相互作用能的概

而具有的能量稱為分子勢(shì)能。念。

把物體內(nèi)所有分子的分子動(dòng)能

和分子勢(shì)能的總和，稱為物體

的熱力學(xué)能。

所有物體均含有熱力學(xué)能。物

體的熱力學(xué)能與物體的溫度和

體積都有關(guān)系，即物體溫度或

體積的改變都可能改變物體的

熱力學(xué)能。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察做功改變物體進(jìn)行演示實(shí)觀看、思考、讓學(xué)生增

的熱力學(xué)能驗(yàn)，提問(wèn)：討論、回答：加對(duì)做功

在空氣壓縮引火儀的玻璃筒中看到什么現(xiàn)玻璃筒中產(chǎn)可以改變

放一小團(tuán)硝化棉，將活塞放進(jìn)象？說(shuō)明什生了明亮的物體熱力

玻璃筒。用力迅速向下壓活塞，么問(wèn)題？火光。外界學(xué)能的感

觀察發(fā)生的現(xiàn)象。對(duì)氣體做性認(rèn)識(shí)。

功，使氣體

的熱力學(xué)能

增加。

列舉鉆木取火、焦耳熱功當(dāng)量展示圖片、講觀看、傾聽(tīng)、引導(dǎo)學(xué)生

實(shí)驗(yàn)、噴灑氣霧劑、柴油發(fā)動(dòng)解、組織合作理解、討論、通過(guò)分析

機(jī)工作過(guò)程、摩擦焊接、熱水學(xué)習(xí)。合作學(xué)習(xí)現(xiàn)象，歸

散熱等實(shí)例，歸納出做功和熱納規(guī)律。

傳遞都能改變物體的熱力學(xué)

能。

【應(yīng)用與拓展】熱管技術(shù)組織學(xué)生自閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了

熱管是一種導(dǎo)熱能力非常大的主學(xué)習(xí)、巡解熱管技

裝置，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已視、指導(dǎo)、答術(shù)及其應(yīng)

知金屬的導(dǎo)熱能力。疑用。

綜上所述，人們歸納出改變物講解傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生形

體熱力學(xué)能的物理過(guò)程有兩記憶成做功和

種：做功和熱傳遞。當(dāng)外界對(duì)熱傳遞可

物體做功時(shí)，物體的熱力學(xué)能以改變物

增加；當(dāng)物體對(duì)外界做功時(shí)，體熱力學(xué)

物體的熱力學(xué)能減少。當(dāng)外界能的觀

向物體傳遞熱量時(shí)，物體的熱念。

力學(xué)能增加；當(dāng)物體向外界傳

遞熱量時(shí)，物體的熱力學(xué)能減

少。

火力發(fā)電廠的工作原理如圖所展示圖片、講觀看、傾聽(tīng)、讓學(xué)生了

示，將燃料送入鍋爐進(jìn)行燃燒，解理解、記憶解火力發(fā)

使燃料中的化學(xué)能通過(guò)熱傳電廠的工

遞，轉(zhuǎn)化為水的熱力學(xué)能；水作原理，

的熱力學(xué)能增加，變成高溫高理解所學(xué)

壓的蒸汽，通過(guò)管道進(jìn)入汽輪