第二節(jié)分子熱運動與分子力核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)知道擴(kuò)散現(xiàn)象及影響擴(kuò)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?？茖W(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(kuò)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(kuò)散現(xiàn)象布朗運動1．?dāng)U散(1)定義：由于分子不停地運動而產(chǎn)生的__________現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：物質(zhì)分子的________運動。2．布朗運動(1)定義：懸浮在液體或氣體中的_____做的_______運動。(2)影響因素：溫度____，布朗運動越明顯，微粒_____，布朗運動越明顯。(3)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_____。物質(zhì)遷移無規(guī)則微粒無規(guī)則越高越小不平衡明顯3．熱運動(1)定義：物質(zhì)內(nèi)部大量分子的________運動。(2)衡量標(biāo)準(zhǔn)：溫度是物質(zhì)內(nèi)部分子無規(guī)則運動_________的量度，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越______。二、分子力1．分子間存在引力和斥力物質(zhì)的分子間存在引力，而且該引力發(fā)生作用的距離很小。正是這種相互吸引的作用，才使得大量分子聚集在一起形成固體或液體。我們還知道，固體和液體是很難被壓縮的。這說明分子之間除了有引力，還存在_____。無規(guī)則劇烈程度劇烈斥力2．分子間的相互作用力

(1)分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系。當(dāng)r<r0時，分子間的作用力F表現(xiàn)為_____；當(dāng)r＝r0時，分子間的作用力F為0，這個位置稱為_____位置；當(dāng)r>r0時，分子間的作用力F表現(xiàn)為_____。(2)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(fù)電的電子的相互作用引起的。3．分子動理論的基本內(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_____________。斥力平衡引力大量分子無規(guī)則溫度引力和斥力1.如圖所示，在廣口瓶中滴幾滴溴，溴會蒸發(fā)為氣體，請對以下有關(guān)說法作出判斷：(1)溴變?yōu)闅怏w，與廣口瓶中的空氣發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。

()(2)當(dāng)瓶內(nèi)氣體變?yōu)榉€(wěn)定的紅色后，擴(kuò)散現(xiàn)象也停止了。

()(3)環(huán)境溫度較高時，瓶內(nèi)氣體變?yōu)榉€(wěn)定紅色用時較短。

(

)√×√2．如圖所示，剛剛打掃完衛(wèi)生的教室，在陽光下可以看到上下飛舞的灰塵在運動。請對以下有關(guān)說法作出判斷：(1)灰塵上下飛舞的運動是灰塵在做布朗運動。

()(2)灰塵上下飛舞的運動是空氣流動引起的。

()(3)灰塵上下飛舞的運動是空氣分子無規(guī)律運動引起的。

(

)(4)灰塵能用肉眼直接看到，不是“布朗微?！?。

(

)×√×√3.圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力F必須大于玻璃板的重力，這說明了什么？提示：說明了分子之間存在引力。新知學(xué)習(xí)(一)|對布朗運動的理解[任務(wù)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30s把花粉的位置記錄下來，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。

[重點釋解]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10－6m)。(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(qiáng)；在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，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，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①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。②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撞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，肉眼看不到一般顯微鏡下看不到相同點①無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高運動越激烈聯(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[典例體驗][典例]

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25μm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，吸入后會對人體形成危害。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

(

)A．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動B．PM2.5的質(zhì)量越大，其無規(guī)則運動越劇烈C．溫度越低，PM2.5的無規(guī)則運動越劇烈D．PM2.5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決定的[解析]

PM2.5在空氣中的運動是固體顆粒、是分子團(tuán)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2.5μm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/易錯警示/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)則運動不是布朗運動。[針對訓(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(jìn)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(kuò)散D．炒菜時溫度高，分子熱運動劇烈解析：在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越快。在腌蘿卜時，是鹽分子在常溫下的擴(kuò)散現(xiàn)象，炒菜時，是鹽分子在高溫下的擴(kuò)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：D

2．某同學(xué)用顯微鏡觀察用水稀釋的墨汁中小炭粒的運動情況，在兩次實驗中分別追蹤小炭粒a、b的運動，每隔30s把炭粒的位置記錄下來，然后用線段把這些位置按時間順序依次連接起來，得到如圖所示的兩顆炭粒運動的位置連線圖，其中P、Q兩點是炭粒a運動的位置連線上的兩點，則下列說法中正確的是

(

)A．若水溫相同，則b顆粒較大B．若兩炭粒顆粒大小相同，則炭粒a所處的水中水溫更低C．兩顆炭粒運動的位置連線圖反映了碳分子的運動是無規(guī)則運動D．炭粒a在P、Q兩點間的運動一定是直線運動解析：溫度相同時，炭粒越大，受到液體分子撞擊的力越容易平衡，布朗運動越不顯著，故此題中b顆粒較大，A正確；對相同大小的微粒，溫度越高，布朗運動越劇烈，炭粒a運動更劇烈，故炭粒a處的水溫更高，B錯誤；每顆炭粒的運動是不同的，說明液體分子做無規(guī)則運動，C錯誤；該圖為炭粒每隔30s的位置，而不是運動軌跡，其連線僅代表位置變化，而其運動并非直線，D錯誤。答案：A

3．氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)。這些固態(tài)或液態(tài)顆粒的大小一般在10－3～103μm之間。布朗運動微粒大小通常在10－6m數(shù)量級。下列說法正確的是

(

)A．布朗運動是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則的運動B．在布朗運動中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運動越劇烈C．在布朗運動中，顆粒無規(guī)則運動的軌跡就是分子的無規(guī)則運動的軌跡D．當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，能很長時間都懸浮在氣體中，是受到氣體分子無規(guī)則運動撞擊而導(dǎo)致的解析：本題中布朗運動是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運動，是氣體介質(zhì)分子無規(guī)則運動撞擊的結(jié)果，所以它反映的是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則運動；顆粒越小，氣體介質(zhì)分子對顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運動越劇烈，選項A、B錯誤。在布朗運動中，顆粒本身并不是分子，而是分子集團(tuán)，所以顆粒無規(guī)則運動的軌跡不是分子無規(guī)則運動的軌跡，選項C錯誤。當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，能很長時間都懸浮在氣體中，顆粒的運動屬于布朗運動；固態(tài)或液態(tài)顆粒能長時間懸浮是受到氣體分子無規(guī)則運動撞擊而導(dǎo)致的，選項D正確。答案：D

新知學(xué)習(xí)(二)|分子力與分子間距離變化的關(guān)系[重點釋解]1．分子力的性質(zhì)：根據(jù)現(xiàn)代分子結(jié)構(gòu)理論，分子由原子組成，原子又是由帶正電的原子核和繞核運動的帶負(fù)電的電子形成的電子云組成的，可見，分子是一個復(fù)雜的帶電系統(tǒng)，毫無疑問，分子間的作用力應(yīng)屬于電磁力。2．分子力的特點(1)分子間總是同時存在引力和斥力，實際表現(xiàn)出來的是它們的合力。(2)分子間作用力隨分子間距離而變化，當(dāng)分子間的距離大于r0時，引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力的變化比引力的變化要快。(3)分子力是短程力，分子間的距離超過分子直徑的10倍，即1nm的數(shù)量級時，可以認(rèn)為分子間作用力為零，氣體分子間的作用力可忽略不計。3．分子力與分子間距離變化的關(guān)系(1)平衡位置：分子間距離r＝r0時，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10m)的位置。(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：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。(3)分子力彈簧模型：分子間的相互作用力像彈簧連接著的兩個小球間的相互作用力。小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示。[典例體驗][典例]

(多選)將甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離的關(guān)系圖像如圖所示。現(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則

(

)A．乙分子從r3到r1一直加速B．乙分子從r3到r2過程中分子間作用力表現(xiàn)為引力，從r2到r1過程中分子間作用力表現(xiàn)為斥力C．乙分子從r3到r1過程中，分子間作用力先增大后減小D．乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，分子間作用力先減小后增大[解析]由圖像可知，乙分子從r3到r1過程中，分子間作用力一直表現(xiàn)為引力，且分子間作用力先增大后減小，分子間作用力和運動方向相同，說明乙分子一直做加速運動，故A、C正確，B錯誤；乙分子距離甲最近時一定在r1的左側(cè)，可知乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，分子間作用力先增大(從r3到r2，表現(xiàn)為引力)后減小(從r2到r1，表現(xiàn)為引力)再反向增大(從r1向左，表現(xiàn)為斥力)，故D錯誤。[答案]

AC/方法技巧/分子力問題的分析方法(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r＝r0時，分子力為零但引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r0時，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零；三是r<r0時，分子力隨著分子間距離增大而減小；四是r>r0時，分子間距由r0增大到10r0，分子力先增大后減小。[針對訓(xùn)練]1．(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：ABD

2．(多選)如圖所示，橫坐標(biāo)r表示兩個分子間的距離，縱坐標(biāo)F表示兩個分子間引力、斥力的大小，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法中正確的是

(

)A．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10mB．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10mC．當(dāng)兩分子間距離在r0附近時，若兩個分子間距離增加，分子間斥力減小得比引力更快D．若r＝r0，則分子間沒有引力和斥力解析：在F--r圖像中，在r＝r0附近隨著距離的增加，斥力比引力減小得快，則知ab為引力曲線，cd為斥力曲線。圖中曲線交點e對應(yīng)r＝r0，即e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10m，此時分子間引力和斥力的合力為零，但分子間引力和斥力同時存在，故A、C正確。答案：AC

一、好素材分享——看其他教材如何落實核心素養(yǎng)

物理觀念——對布朗運動的正確認(rèn)識1．(選自人教版新教材課后練習(xí))以下關(guān)于布朗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粒灰塵的布朗運動，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。

科學(xué)思維——分子間作用力與分子間距離的關(guān)系2．(選自人教版新教材課后練習(xí))請描述：當(dāng)兩個分子間距離由r0逐漸增大，直至遠(yuǎn)大于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？當(dāng)兩個分子間距離由r0逐漸減小，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？提示：當(dāng)兩個分子間的距離由r0逐漸增大，直至遠(yuǎn)大于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力；當(dāng)兩個分子間的距離由r0逐漸減小，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。二、新題目精選——品立意深處所蘊含的核心價值1．(多選)日常生活中，人們使用含75%酒精的免洗洗手液洗手，則下列說法正確的是

(

)A．使用免洗洗手液洗手后，會聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運動的結(jié)果B．使用免洗洗手液洗手后，會聞到淡淡的酒味，與分子運動無關(guān)C．使用免洗洗手液洗手后，會聞到淡淡的酒味，溫度越高，酒味傳開得越快D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，這