Физика, 10 класс. Тема урока: Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Тип урока: урок повторения и углубления знаний. Урок рассчитан на 40 минут. Использованы учебные пособия: 1. Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений/ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. В.И. Николаева, Н.А. Парфентьевой – 20-е изд. - М: Просвещение, 2011. 2. В.А. Волков. Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс.- М.: ВАКО, 2007. 3. Интернет ресурсы. Оборудование: мультимедийный комплекс, сосуды с водой, сухая краска, прибор для демонстрации броуновского движения, апельсины в коробке, свинцовые цилиндры с зачисткой, пружина. Цель урока: повторение и углубление знаний о строении вещества. Задачи урока: 1. сформировать представление о структуре и содержании новой физической теории; 2. организовать усвоение основных положений МКТ; 3. формирование умений описывать тепловые явления на молекулярно кинетических представлениях о строении вещества; 4. формировать мотивацию постановкой проблем и познавательных задач, раскрытием связи опыта и теории; 5. формировать умение анализировать факты при наблюдении явлений; 6. способствовать воспитанию познавательного интереса к физике, материалистического мировоззрения учащихся. План урока. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Организационный момент. Повторение материала, изученного в 7-9 классах. Постановка цели урока. Изучение нового материала. Самостоятельная работа. Решение качественных задач. Подведение итогов урока. Домашнее задание. Ход урока. Содержание урока Методическое обоснование 1. Организационный момент. 2. Повторение материала, изученного в 7-9 классах. Что называют физическим телом? Приведите примеры физических тел. Что такое материя? Какие два вида материи вы знаете? Что называют веществом? Приведите примеры веществ? Из чего состоят все тела? Что означает слово молекула? Является ли молекула неделимой частицей? На какие частицы делятся молекулы? Как и когда люди узнали об атомах? 3. Постановка цели урока. Задолго до нашей эры народы Древнего Востока накопили множество естественнонаучных и технических знаний. В связи с необходимостью строить здания, храмы, пирамиды, потребностями измерения земельных участков и т.д. накапливались первоначальные сведения о свойствах различных материалов, о технике математических вычислений, о движении небесных светил. Основателем идеи атома принято считать Демокрита, хотя в истории упоминаются также его учитель Левкипп, и древнеиндийский философ Канаду. Легенда рассказывает, что Демокрит сидел на камне у моря, держал в руке яблоко и размышлял. “Если я сейчас это яблоко разрежу пополам, то у меня останется половина, если я эту половину снова разрежу на две – останется четверть. Но если и дальше продолжать, всегда ли у меня в руке будет оставаться часть яблока? Или же в какой-то момент оставшаяся часть уже не будет обладать свойствами яблока?” философ пришел к выводу, что деление такое бесконечно не существует и назвал эту последнюю, уже неделимую частицу атомом. В России развитие идей древних ученых о строении вещества продолжил М.В. Ломоносов. Многие идеи Ломоносова более чем на 100 лет опередили науку того времени. Он считал, что наименьшие неделимые частицы – атомы – входят в состав более крупных частиц – молекул. Разнообразие тел зависит от того, какие атомы, в каком количестве и каким образом соединены в молекулы. Изучая строение вещества, М.В. Ломоносовым была создана молекулярнокинетическая теория, которой успешно пользуются как физики, так и химики. С основными положениями этой теории мы сегодня с вами и познакомимся, а также разберем опыты, подтверждающие данную теорию. 4. Изучение нового материала. Физические свойства тел в различных агрегатных состояниях, силы взаимодействия между частицами, образующими тела и характеры движения этих частиц изучает специальный раздел физики, который называется “Молекулярная физика”. В основе молекулярной физики лежат три основных положения МКТ. Эти положения можно сформулировать, прочитав отрывки из поэмы Лукреция «О природе вещей». 1. Начала вещей недоступны для глаза. Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь, Что существуют тела, которых мы видеть не можем. Воспитание доброжелательного отношения друг к другу. Повторение базовых знаний и активизация учебной деятельности учеников. Развитие интереса изучения физики, расширение кругозора учащихся. Но не заполнено все веществом и не держится тесно В веществах пустота существует. Какой вывод можно сделать из данной части поэмы? Вывод: все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки. Как можно увидеть эти маленькие частицы? Доказательством первого положения являются: механическое дробление вещества, диффузия, растворение веществ в воде, сжатие и растяжение тел, газов. Предлагаю вам из имеющегося оборудования на демонстрационном столе, продемонстрировать опыты, подтверждающие первое положение. Учащиеся демонстрируют следующие опыты (если нужно, то учитель оказывает помощь в демонстрации): 1) дробление куска мела; 2) растворение кусочка сухой краски в воде; 3) сжатие и растяжение резинового воздушного шарика. 2. Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая, Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света. Какой вывод можно сделать из данной части поэмы? Вывод: молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. Доказательством второго положения являются: броуновское движение и диффузия. Давайте посмотрим анимацию «Броуновское движение». В качестве примера броуновского движения можно рассмотреть движение пылинок в воздухе. А теперь с помощью прибора для демонстрации броуновского движения, вы сами можете показать это движение. Учащиеся демонстрируют броуновское движение. Дайте определение броуновскому движению. Броуновское движение – тепловое движение частиц, взвешенных в жидкости или газе. А теперь, я пронесу чёрный ящик возле вас, а вы отгадайте, что находится в нём. (Учитель проносит ящик с апельсинами, учащиеся по запаху определяют содержимое). Как вы догадались, что там апельсины? Это пример диффузии. Дайте определение диффузии. Диффузия – это взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого. От чего зависит скорость протекания диффузии? Как скорость протекания диффузии связана с температурой? Сообщение учащегося «Роль диффузии в нашей жизни» 3. Увидишь ты там, как много пылинок меняют Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно, Всюду туда и сюда разбегаясь во всех направленьях. Вывод: молекулы взаимодействуют между собой: одновременно действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Как имея пружину доказать, третье положение МКТ? Учащиеся демонстрируют сжатие и растяжение пружины. Почему, раз между молекулами существует взаимное притяжение, то два куска пластилина можно соединить, а два куска свинца нет? (Учитель демонстрирует притяжение молекул двух зачищенных кусков свинцов, предварительно показав, что они не взаимодействуют друг с другом) Реализация обучающих задач урока в виде постановки проблемы, активизация мыслительной и деятельности учащихся. Развитие умений работать с приборами, демонстрировать опыты и объяснять их. Реализация обучающих задач урока в виде постановки проблемы, активизация мыслительной и деятельности учащихся. Развитие умений работать с приборами, демонстрировать опыты и объяснять их. Постановка проблемы. Воспитание чувства уверенности в высказывании своего мнения. Развитие интереса изучения физики, расширение кругозора учащихся Реализация обучающих задач урока в виде постановки проблемы, активизация мыслительной и деятельности учащихся. Объясните увиденный опыт. Доказательством третьего положения является такое явление как смачивание и несмачивание. Почему простой лист, опущенный в воду, намокает, а натёртый парафином нет? (Учитель демонстрирует опыт). Сообщение «Проявление смачивания и несмачивания в природе и быту». В зависимости от расположения молекул и их поведения различают 3 агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Давайте посмотрим, в чём отличие в этих состояниях. (Учитель демонстрирует Развитие интереса анимацию «Агрегатные состояния вещества»). изучения физики, расширение кругозора 5. Самостоятельная работа по заполнению таблицы. учащихся. Агрегатное состояние вещества твёрдое жидкое газообразное Форма Объём Движение Расположение Взаимодействие молекул молекул молекул 6. Решение качественных задач. 1) В стеклянную бутылку налили воды и поместили её в морозильную камеру. Что произойдёт с бутылкой и почему? 2) Для чего на точных измерительных приборах пишут температуру, в основном 20 °С? 3) На улице вблизи хлебозавода чувствуется запах хлеба. Почему? 4) Почему при сварке металлов необходима очень высокая температура? 5) Почему сложенные вместе стёкла трудно разъединить? 6) Почему пыль с мебели устраняется мокрой тряпкой лучше, чем сухой? 7. Подведение итогов урока Американский физик Рейман считал, что если человечество и плоды его трудов исчезнут и для будущих поколений разрешено будет оставить одну фразу, то это будет следующее: вещество состоит из частиц; частицы движутся и взаимодействуют между собой. 8. Домашнее задание. Активизация мыслительной и самостоятельной деятельности учащихся. Совершенствование умений учащихся в решении задач и объяснении с помощью полученных знаний физических явлений. Воспитание интереса изучения физики. Подготовка учащихся на выполнение домашнего задания. Приложение . 1.Самостоятельная работа Вариант 1. 1.В стеклянную бутылку налили воды и поместили её в морозильную камеру. Что произойдёт с бутылкой и почему? 2. Определите молярные массы водорода и гелия. Вариант2. 1.Для чего на точных измерительных приборах пишут температуру, в основном 20 °С? 2. Какое количество вещества и сколько молекул содержится в 1 г воды? Вариант 3. 1.Почему при сварке металлов необходима очень высокая температура? 2.Чему равно число молекул в 10 г кислорода? Вариант 4. 1.Почему сложенные вместе стёкла трудно разъединить? 2.Молярная масса азота равна 0,028 кг/моль. Чему равна масса молекулы азота? Вариант 5. 1.Почему пыль с мебели устраняется мокрой тряпкой лучше, чем сухой? 2. Определить число атомов в 1 м3 меди. Молярная масса меди 0,0635 кг/моль; плотность меди 9000кг/м3. Тест 1. Основные положения молекулярно-кинетической теории I вариант 1. Невозможно бесконечно делить вещество на все более мелкие части. Каким из приведенных ниже положений можно объяснить этот факт? А. все тела состоят из частиц конечного размера Б. частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении В. давление газа обусловлено ударами молекул Г. между частицами вещества существуют силы притяжения и отталкивания 2. Броуновским движением является А. беспорядочное движение мелких пылинок в воздухе Б. беспорядочное движение мошек, роящихся вечером под фонарем В. проникновение питательных веществ из почвы в корни растений Г. растворение твердых веществ в жидкостях 3. На рисунке показаны положения броуновской частицы в жидкости с интервалом 30 с, которые наблюдались в препарате. Изменение направления перемещения частицы в точке 2 произошло вследствие изменения А. направления конвективных потоков жидкости Б. сил поверхностного натяжения В. вязкости жидкости Г. равнодействующей сил действия молекул жидкости на частицу 4. Какая из приведенных ниже величин соответствует порядку значения массы молекулы или соединения? А. 1027 кг Б. 10-27 кг В. 1010 кг Г. 10-10 кг 5. Плотность железа примерно в 3 раза больше плотности алюминия. В алюминии количеством вещества 1 моль содержится N1 атомов. В железе, количеством вещества 1 моль содержится N 2 атомов. Можно утверждать, что А. N 2 3N1 Б. N 2 N1 N В. N 2 1 Г. N 2 N1 6 10 23 3 6. Из контейнера с твердым литием изъяли 4 моль этого вещества. При этом число атомов лития в контейнере уменьшилось на А. 4 10 23 Б. 12 10 23 В. 24 10 23 Г. 36 10 23 7. Сколько молекул содержится в 56 г азота? А. 0 Б. 5 10 22 В. 12 10 23 Г. 12 10 23 8. Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 2,7 кг? А. 0,1 моль Б. 10-4 моль В. 100 моль Г. 100 кг 9. Найдите массу молекулы азота А. 2,8∙10-26 кг Б. 4,7∙10-26 кг -26 В. 5,6∙10 кг Г. 9,4∙10-26 кг 10. Укажите пару веществ, скорость диффузии которых наибольшая при прочих равных условиях: А. раствор медного купороса и вода Б. пары эфира и воздух В. свинцовая и медная пластины Г. вода и спирт № вопроса вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Вариант 1. Чем обусловлено броуновское движение? А. столкновением молекул жидкости (или газа) друг с другом Б. столкновением частиц, взвешенных в жидкости (или газе) В. столкновением молекул жидкости (или газа) с частицами, взвешенными в ней (нем) Г. Ни одной из указанных причин 2. Хаотичность теплового движения молекул газа приводит к тому, что А. плотность газа одинакова в любой точке занимаемого им сосуда Б. плотность вещества в газообразном состоянии меньше плотности этого вещества в жидком состоянии В. газ гораздо легче сжать, чем жидкость Г. при одновременном охлаждении и сжатии газ превращается в жидкость 3. Броуновская частица переместилась за промежуток времени t на расстояние S . В этот промежуток времени она S А. двигалась прямолинейно с постоянной скоростью t 2 S Б. двигалась прямолинейно с постоянным ускорением t 2 В. гармонически колебалась с амплитудой S и периодом t Г. могла двигаться по какому угодно закону 4. Какая из приведенных ниже величин соответствует порядку линейных размеров молекул веществ? А. 1027 м Б. 10-27 м 10 В. 10 м Г. 10-10 м 5. В сосуде находится смесь двух газов: 4 10 23 молекул кислорода и 4 10 23 молекул водорода. Каково отношение O2 : Н 2 количеств вещества этих газов? А. 1 Б. 8 1 В. Г. 4 8 6. В баллоне находится газ, количество вещества которого равно 4 моль. Сколько (примерно) молекул газа находится в баллоне? А. 6 10 23 Б. 12 10 23 В. 24 10 23 Г. 36 10 23 7. Определите число молекул, содержащихся в 64 г кислорода. А. 3∙1023 Б. 6∙1023 В. 12∙1023; Г. 16∙1023; 8. Какое количество вещества содержится в алюминиевой ложке массы 27 г? А. 1 моль Б. 2,5 моль В. 5 моль Г. 10 моль 9. Найдите массу молекулы углекислого газа А. 7,3∙10-26 кг Б. 6,9∙10-27 кг -26 В. 7,5∙10 кг Г. 8,3∙10-27 кг 10. В таблице представлен диаметр D пятна, наблюдаемого через промежуток времени t на мокрой пористой бумаге, лежащей на горизонтальном столе, после того как на нее капнули каплю концентрированного раствора красителя. Какое явление стало причиной роста размеров пятна с течением времени? А. растворение Б. диффузия В. распад красителя Г. броуновское движение № вопроса № вопроса I вариант II вариант 1 2 3 1 А В 4 5 2 А А 6 7 8 9 10 Тест 1. Основные положения МКТ 3 4 5 6 7 Г Б Б В Г Г Г А В В 8 В А 9 Б А 10 Б Б