1.2氣體分子運(yùn)動(dòng)與壓強(qiáng)（第1課時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)目標(biāo)：（1）知道并記住什么是布朗運(yùn)動(dòng)，知道影響布朗運(yùn)動(dòng)激烈程度的因素，知道布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因。（2）知道布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。（3）知道什么是分子的熱運(yùn)動(dòng)，知道分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度的關(guān)系。2．能力目標(biāo)：通過對布朗運(yùn)動(dòng)的觀察，發(fā)現(xiàn)其特征，分析概括出布朗運(yùn)動(dòng)的原因；培養(yǎng)學(xué)生概括、分析能力和推理判斷能力。3．物理方法教育目標(biāo)：從對懸浮顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因分析，使學(xué)生初步了解用概率統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)分析大量偶然事件的必然結(jié)果。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．通過學(xué)生對布朗運(yùn)動(dòng)的觀察，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析出布朗運(yùn)動(dòng)不是外界影響產(chǎn)生的，是液體分子撞擊微粒不平衡性產(chǎn)生的。布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這一連串結(jié)論的得出是這堂課的教學(xué)重點(diǎn)。2．學(xué)生觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，但它又間接反映液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。這是課堂上的難點(diǎn)。這個(gè)難點(diǎn)要從開始分析顯微鏡下看不到分子運(yùn)動(dòng)這個(gè)問題逐漸分散解疑。三、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)演示，教師講解，視頻演示四、教具1．氣體和液體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)：分別裝有二氧化氮和空氣的玻璃儲(chǔ)氣瓶、玻璃片；250毫升水杯內(nèi)盛有凈水、紅墨水。2．制備好的有藤黃懸浮顆粒的水、顯微鏡用載物片、顯微攝像頭、大屏幕投影電視。3．計(jì)算機(jī)，多媒體教學(xué)課件五、教學(xué)過程（－）引入新課讓學(xué)生觀察兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：【演示】1．把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個(gè)玻璃瓶豎直方向?qū)谙嘟佑|，看到二氧化氮?dú)怏w從下面的瓶內(nèi)逐漸擴(kuò)展到上面瓶內(nèi)。如圖1所示。圖1【演示】2．在一燒杯的凈水中，滴入一、二滴紅墨水后，紅墨水在水中逐漸擴(kuò)展開來。圖1提問：上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于什么物理現(xiàn)象？這現(xiàn)象說明什么問題？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)：上述實(shí)驗(yàn)是氣體、液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散現(xiàn)象是一種熱現(xiàn)象。它說明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。而且擴(kuò)散現(xiàn)象的快慢直接與溫度有關(guān)，溫度高，擴(kuò)散現(xiàn)象加快。這些內(nèi)容在初中物理中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。（實(shí)驗(yàn)引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)活躍氣氛，調(diào)動(dòng)積極性）【板書】第二節(jié)分子的熱運(yùn)動(dòng)（二）進(jìn)行新課【板書】1．布朗運(yùn)動(dòng)【課件演示或視頻展示】布朗運(yùn)動(dòng)1827年英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，后來把顆粒的這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。不只是花粉，其他的物質(zhì)如藤黃、墨汁中的炭粒，這些小微粒懸浮在水中都有布朗運(yùn)動(dòng)存在。介紹顯微鏡下如何觀察布朗運(yùn)動(dòng)。在載物玻璃上的凹槽內(nèi)用滴管滴入幾滴有藤黃的水滴，將蓋玻璃蓋上，放在顯微鏡載物臺(tái)上，然后通過顯微鏡觀察，在視場中看到大大小小的許多顆粒，仔細(xì)觀察其中某一個(gè)很小的顆粒，會(huì)發(fā)現(xiàn)在不停地活動(dòng)，很像是水中的小魚蟲的運(yùn)動(dòng)。將一臺(tái)顯微鏡放在講臺(tái)上，然后用顯微攝像頭拍攝布朗運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過電腦在大屏幕上顯示投影成像，讓全體學(xué)生觀察，最好教師用教鞭指一個(gè)顆粒在屏幕上的位置，以此點(diǎn)為參考點(diǎn)，讓學(xué)生看這顆微粒以后的一些時(shí)間內(nèi)對參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況。讓學(xué)生看教科書圖11-4（如下圖），圖上畫的幾個(gè)布朗顆粒運(yùn)動(dòng)的路線，指出這不是布朗微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，它只是每隔30秒觀察到的位置的一些連線。實(shí)際上在這短短的30秒內(nèi)微粒運(yùn)動(dòng)也極不規(guī)則，絕不是直線運(yùn)動(dòng)?！景鍟?．布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（1）連續(xù)觀察布朗運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，只要液體不干涸，就看不到這種運(yùn)動(dòng)停下來。這種布朗運(yùn)動(dòng)不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要懸浮液不冰凍），永遠(yuǎn)在運(yùn)動(dòng)著。所以說，這種布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的。（2）換不同種類懸浮顆粒，如花粉、藤黃、墨汁中的炭粒等都存在布朗運(yùn)動(dòng)，說明布朗運(yùn)動(dòng)不取決于顆粒本身。更換不同種類液體，都存在布朗運(yùn)動(dòng)。（3）懸浮的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。顆粒大了，布朗運(yùn)動(dòng)不明顯，甚至觀察不到運(yùn)動(dòng)。（4）布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而愈加激烈?！景鍟?．布朗運(yùn)動(dòng)的成因（1）布朗運(yùn)動(dòng)不是由外界因素影響產(chǎn)生的，所謂外界因素的影響，是指存在溫度差、壓強(qiáng)差、液體振動(dòng)等等。分層次地提問學(xué)生：若液體兩端有溫度差，液體是怎樣傳遞熱量的？液體中的懸浮顆粒將做定向移動(dòng)，還是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)？溫度差這樣的外界因素能產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)嗎？歸納總結(jié)，學(xué)生回答，液體存在著溫度差時(shí)，液體依靠對流傳遞熱量，這樣懸浮顆粒將隨液體有定向移動(dòng)。但布朗微粒的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，非定向的，因此液體的溫度差不是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。又如液體的壓強(qiáng)差或振動(dòng)等都只能使液體具有定向運(yùn)動(dòng)，懸浮在液體中的小顆粒的定向移動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)。因此，推理得出外界因素的影響不是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因，只能是液體內(nèi)部造成的。（培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力）（2）布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體各個(gè)方向液體分子撞擊作用不平衡造成的。顯微鏡下看到的是固體的微小懸浮顆粒，液體分子是看不到的，因?yàn)橐后w分子太小。但液體中許許多多做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒，當(dāng)微小顆粒足夠小時(shí)，它受到來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。如教科書上的插圖所示?！疽曨l展示】布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因在某一瞬間，微小顆粒在某個(gè)方向受到撞擊作用強(qiáng)，它就沿著這個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng)，它又向著另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。任一時(shí)刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上占優(yōu)勢只能是偶然的，這樣就引起了微粒的無規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)。懸浮在液體中的顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越少。撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因此，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞擊的分子越多，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越不明顯，以至可以認(rèn)為撞擊作用互相平衡，因此布朗運(yùn)動(dòng)不明顯，甚至觀察不到。總結(jié)：液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。分子的運(yùn)動(dòng)我們是看不見的。做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒是由成千上萬個(gè)分子組成的，微粒的布朗運(yùn)動(dòng)并不是分子的運(yùn)動(dòng)。但是微粒的布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，卻反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性?！景鍟?．熱運(yùn)動(dòng)物體里分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)（如擴(kuò)散、布朗運(yùn)動(dòng)等等）的基礎(chǔ)上人們認(rèn)識(shí)到，構(gòu)成物體的大量分子（以及原子、電子等）一直是在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有密切關(guān)系，溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。通常所說的“熱”實(shí)質(zhì)上是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式。微觀范圍大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的宏觀反映就表現(xiàn)為溫度的高低，因此稱大量分子的這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)為熱運(yùn)動(dòng)。要強(qiáng)調(diào)說明，分子的熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的行為，它的整體有著統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。宏觀上測定的量（如溫度），反映了與大量微觀粒子運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)平均值（如分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能）。（三）課堂練習(xí)1．下列現(xiàn)象中屬于固體擴(kuò)散現(xiàn)象的是（）A．小樹一年比一年長高

B．鐵塊放久后生了銹

C．打開醋瓶能迅速聞到醋的酸味

D．長期放石灰的墻角有相當(dāng)厚的一層墻壁染上了白色2．關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)C．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈D．懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈3．有人說布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)。這種說法對嗎？為什么？4．為什么說布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性？設(shè)想液體內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)則的，比如在任何時(shí)刻所有分子都向著某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，還能不能產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)？（四）課堂小結(jié)提問：1.什么是布朗運(yùn)動(dòng)？布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是在顯微鏡下觀察到的2．布朗運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。3．產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因？由于液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對固體微小顆粒各個(gè)方向撞擊的不均勻性造成的。4．布朗運(yùn)動(dòng)反映了什么？布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。教學(xué)建議1．?dāng)U散現(xiàn)象證明了分子是運(yùn)動(dòng)的，教學(xué)時(shí)，可補(bǔ)充一些科技資料，說明擴(kuò)散在生活和生產(chǎn)中的意義。2．布朗運(yùn)動(dòng)是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因不在外界而在液體內(nèi)部。懸浮顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。在布朗運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中要重點(diǎn)說明：微粒越小時(shí)，來自各方向的液體分子的撞擊力不平衡性越明顯，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，這是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。3．知道大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。教學(xué)時(shí)要注意以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)。4．學(xué)生在以前的物理課中雖然已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子運(yùn)動(dòng)論的初步知識(shí)，盡管本課是以布朗實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但由于受到知識(shí)基礎(chǔ)和抽象思維能力發(fā)展水平的限制，對布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)往往還存在較大的障礙。針對這個(gè)特點(diǎn)，用flash制作了布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫模擬，以及大顆粒，小顆粒時(shí)的動(dòng)畫模擬，從而有效地突出重點(diǎn)，克服難點(diǎn)，實(shí)踐證明取得良好的教學(xué)效果。5．盡管CAI有其先進(jìn)的一方面，但就物理學(xué)科而言，我們不能忘記她是以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教學(xué)中絕對不能簡單地以課件代替實(shí)驗(yàn)，所以本人在教學(xué)中始終堅(jiān)持該做的實(shí)驗(yàn)一定要做。只有對那些課堂無法完成的實(shí)驗(yàn)或很難用語言說明清楚的問題，使用CAI才能充分發(fā)揮優(yōu)勢，達(dá)到更好的教學(xué)效果。參考資料布朗運(yùn)動(dòng)懸浮在液體或氣體中的微粒（線度～10-3毫米）表現(xiàn)出的永不停止的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。于1827年由英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)，首先發(fā)現(xiàn)花粉顆粒所做的這種運(yùn)動(dòng)。以后，人們發(fā)現(xiàn)在溫度均勻、無外力作用的流體中都能觀察到這類微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。例如墨汁稀釋后碳粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，藤黃顆粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)……。而且溫度越高，微粒的布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。發(fā)現(xiàn)后的50年內(nèi)，人們一直不了解這種運(yùn)動(dòng)的原因。直到1877年德耳索提出，這是由于微小顆粒受到它周圍液體（或氣體）分子碰撞作用的不平衡性而引起的，認(rèn)識(shí)到液體（或氣體）分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生微粒的布朗運(yùn)動(dòng)的原因。到1905年及以后幾年內(nèi)經(jīng)愛因斯坦等人的理論研究和定量實(shí)驗(yàn)，對布朗運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和解釋完全清楚了，成為分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。確切解釋的梗概是：線度約10-4～10-2毫米的微粒受到它周圍流體大