資源簡介

1.2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小 教案
【教材分析】
（一）教材分析
本課作為實驗課。通過宏觀的方法也是可以測量微觀量的，主要內容有實驗思路、物理量的測量、數據分析和誤差分析。我么需要運用理想化模型，把分析看成單分子層，且是均勻球體。通過測度算少的方法測得 1滴油酸的體積，通過數格子的方法測得1滴油酸的面積，這樣就可以大致估測分子的直徑了。
【學情分析】
（一）學情分析
學生已經知道分子是組成物體的最小單元，并了解分子的熱運動和分子間作用力特點。分子的大小數量級問題是研究分子的重要問題，分子肉眼不可見，生活中的現象表明分子很小，不同分子的大小不同。學生已經了解測量微小量的物理方法，比如螺旋測微器原理和測量一張紙的厚度、用纏繞法測量一根鐵絲的直徑。教學要引導學生喚起對過往經驗的記憶，體會并掌握用宏觀量測量微觀量的思想方法。
【教學目標】
（一）教學目標
物理觀念∶知道用分子的球形建立水面上油酸的單分子油膜的模型 。
科學思維∶理解用單分子油膜測量油酸分子直徑的公式。
科學探究：能操作并測量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和在水面上形成的油膜的面積。
科學態度與責任∶通過油膜法測量分子直徑的實驗過程，體會用宏觀量測量微觀量的模型計算方法，并推廣到生活中有關的物理問題。
【教學重難點】
（一）教學重難點
教學重點：體會用宏觀量推算微觀量的物理方法、油膜法估測分子大小原理、分子大小的數量級
教學難點：規范實驗操作
【新課導入】
（一）新課導入
提問：如何估測一粒大豆的大小
(1)學生分組討論，設計方法。
(2)教師引導出如下方法：先用量筒測量出一定量大豆的體積V，再將這些大豆平攤在水平桌面上，不要重疊，測量出大豆所占的面積S，則一粒大豆的直徑為 。
(3)總結出測量大豆直徑的方法：通過測量“較大量”來研究“較小量”。設計意圖：通過測量“較大量”來研究“較小量”，為通過宏觀量的測定求微觀量做鋪墊，為后面利用實驗估測分子的大小做準備。
【新課講解】
（一）實驗思路
實驗思路
為了估測油酸分子的大小，我們把1滴油酸滴在水面上，水面上會形成一層油膜。
盡管油酸分子有著復雜的結構和形狀，分子間也存在著間隙，但在估測其大小時，可以把它簡化為球形處理，并認為它們緊密排布。測出油膜的厚度d，它就相當于分子的直徑。
教師提醒：為了使油酸充分展開，獲得一塊單分子油膜，我們需要將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發，從而獲得純油酸形成的油膜。
（二）實驗器材
用酒精稀釋過的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆、量筒、坐標紙。
教師講解一下實驗步驟，學生進行分組實驗。
（三）實驗步驟
1．配制油酸酒精溶液，取1mL的油酸滴入酒精中配制成500mL的油酸酒精溶液。
2．用滴管或注射器將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內增加一定體積（例如1mL）時的滴數，算出一滴油酸酒精溶液的體積。
3．實驗時先向邊長為30～40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散開，形成一塊薄膜。
4．待油酸薄膜的形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上。
5．將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S。求面積時以坐標紙上邊長為1cm的正方形為單位。數出輪廓內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個。
6．根據配制的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。根據一滴純油酸的體積V和薄膜的面積S即可算出油酸薄膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的大小。
（一）物理量的測量
物理量的測量
1.測量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V
①稀釋油酸
為了使油酸充分展開，獲得一塊單分子油膜，我們需要將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發，從而獲得純油酸形成的油膜。
②配制一定濃度的油酸酒精溶液
用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積，再把它一滴一滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數。用它們的總體積除以總滴數，得到1滴油酸酒精溶液的體積，再計算其所含純油酸的體積V。
例如：把1mL的油酸用酒精稀釋成200ml溶液
那稀釋后1mL溶液中油酸的含量：
再假設1mL溶液可以分成50滴，那每一滴的體積就是=0.02mL
而其中的1滴純油酸含量就是=0.0001mL。
2.測量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S
①撒爽身粉
②滴1滴油酸酒精溶液
③放上玻璃板，等液面穩定
④畫出輪廓
⑤放坐標紙，數格子
假設每個格子邊長是a，如果數得n個格子：s=na2
（一）數據分析
數據分析
用1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和該油膜面積S計算出油膜厚度，即油酸分子的直徑
分子的大?。撼贁涤袡C物大分子,一般分子直徑的數量級是10-10m。
（四）誤差分析
①油酸酒精溶液配制后長時間放置，由于酒精的揮發會導致溶液的濃度改變，從而給實驗帶來較大的誤差.
②利用量筒測量油酸酒精溶液的體積時，沒有使用正確的觀察方法而產生誤差
③油滴的體積過大，同時水同同積過小， 不能形成單分子油膜。
④描繪油膜形狀的畫線誤差.
⑤利用小正方形數計算輪廓的面積時，輪廓的不規則性容易帶來計算誤差
⑥不考慮油酸分子的空隙，計算分子直徑時的誤差.
【板書】
（一）板書
1.2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
一、實驗思路
①把滴在水面上的油酸層當作單分子油膜層
②油分子一個個緊挨著整齊排列，且把分子看成球形
③計算原理∶
二、物理量的測量
1.測量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V
2.測量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S
三、數據分析 ∶一般分子直徑的數量級是10-10m。
【課后反思】
（一）課后反思
本節課我們主要學習了：
1.實驗思路
(1)通過宏觀量測量微觀量。
(2)建立分子模型。
(3)計算分子直徑
2.物理量的測量
(1)測量一滴油酸酒精溶液的體積：
①配制一定濃度的油酸酒精溶液。
②測量一滴油酸酒精溶液的體積。
③計算一滴油酸酒精溶液里所含純油酸的體積。
(2)測量一滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積：
①撒粉，滴液。
②記錄油膜的形狀。
③獲得油膜的面積。
3.數據分析

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