高中物理 第1章 用统计思想研究分子运动 1.1 一种新的研究方法 1.2 走进分子世界教师用书 沪科版选修3-3-沪科版高二选修3-3物理学案VIP专享VIP免费

1．1一种新的研究方法1．2走进分子世界学习目标知识脉络1.理解统计规律对于研究问题的意义．(重点、难点)2．知道油酸分子模型及大小的计算方法．(重点)3．掌握油膜法测分子大小的方法并熟悉实验操作．4．掌握从实验中获取数据的方法，并会进行误差分析．(难点)一种新的研究方法，分子何其小[先填空]1．概率(1)定义：在数学上，把发生某一随机事件的可能性的定量描述叫概率．(2)意义：概率反映的不是一种必然结果，它是在大量资料的基础上，对不确定事件做出的一种估计．2．统计规律(1)定义：在大量的随机(偶然)事件的集合中起作用的规律．(2)特点：①揭示的是大量事件在整体上的性质及必然联系．②其可靠性跟统计事件的数量有关，事件数量越多，统计规律就显示的越明显．③被统计的事件数量越多，涨落的现象越不显著．3．实验探究用油膜法估测分子直径．4．设计思路当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图111所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．图1111实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可算出油酸分子直径的大小，即d＝.5．进行实验(1)配制油酸酒精溶液，体积比已知．(2)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(如1mL)时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积.(3)向浅水盘中倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层痱子粉，在水面上用滴管滴一滴油酸酒精溶液．当油层不再扩散形状稳定时，就近似形成了单分子油膜．(4)将玻璃板盖在浅水盘上，用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上．(5)将描有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．6．实验结论根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径．一般分子直径的数量级为10－10m.[再判断]1．单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等．(√)2．为了便于研究，我们通常把固体和液体分子看作球形．(√)3．在做用油膜法估测分子大小的实验时，直接用纯油酸溶液更精确些．(×)[后思考]对固体、液体、气体的分子大小估算时，其模型有何不同？【提示】估算分子大小时，既可以把分子占据的空间看做立方体，也可以看做球体．对于固体、液体分子，一般视为球体，分子直径的数量级为10－10m.而对于气体只能看成立方体，计算其占有体积的大小．一、实验数据处理计算方法：(1)一滴油酸溶液的平均体积＝(2)一滴溶液中含纯油酸的体积VV＝×油酸溶液的体积比(体积比＝)(3)油膜的面积S＝n×1cm2(n为有效格数，小方格的边长为1cm)(4)分子直径d＝(代入数据时注意单位的统一)二、实验误差分析用油膜法估测分子直径的实验误差可有以下几种情况：1．未形成单分子油膜由于痱子粉在水面上撒得不均匀，油酸酒精溶液滴到水面上之后未能形成单分子油膜．2．油酸的体积V不够准确在配制油酸酒精溶液时浓度不准确或用累积法测油滴的体积时计数不准确．3．油膜的面积S不够准确在坐标纸上关于不足一个方格的取舍不符合要求．三、实验注意事项1．油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差．油酸酒精溶液的浓度以小于为宜．22．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头离水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中的酒精挥发所致，不影响实验效果．3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．4．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．5．从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在...