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选择性必修 第三册 第一章 第2节实验:用油膜法估测油酸分子的大小 学案(原卷+解析)

日期:2025-10-04 科目:物理 类型:高中学案 查看:43次 大小:1119550B 来源:二一课件通
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    中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修三素养提升学案 第一章 分子动理论 第2节 实验:用油膜法估测油酸分子的大小 一、新课标要求 1.理解分子模型,知道分子直径的数量级。 2.学会用油膜法估测分子大小。 3.能够对实验数据进行处理,掌握“互补法”计算油膜面积。 二、科学素养要求 1.物理观念:知道用单分子油膜方法估算分子的直径,运用理想化方法,建立物质分子是球体的模型。 2.科学思维:体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法。 3.科学探究:培养在物理学中的估算能力。 三、教材研习 (一)、实验目的 用油膜法估测油酸分子的大小。 (二)、实验原理 把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜,如图所示。不考虑分子间的间隙,把油酸分子看成球形,计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积并测出油膜面积,求出油膜的厚度,即就是油酸分子的直径。 (三)、实验器材 油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、爽身粉或细石膏粉。 (四)、实验步骤 1.用注射器往小量筒中滴入油酸酒精溶液,记下滴入的滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积。 2.在浅盘中倒入约深的水,将爽身粉均匀撒在水面上。 3.将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。 4.待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。 5.将玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积;或者玻璃板上有边长为的方格,则也可通过数方格数,算出油酸薄膜的面积。 6.根据已配好的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。 7.计算油酸薄膜的厚度,即油酸分子直径的大小。 (五)、数据处理 在实验中由计算分子直径,是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,各物理量的计算方法如下: 1.一滴油酸酒精溶液的平均体积 。 2.一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 。(体积)。 3.油膜的面积(为小正方形的有效个数,为小正方形的边长)。 (六)、误差分析 1.油酸酒精溶液配制后长时间放置,酒精的挥发会导致溶液的浓度改变,从而给实验带来较大的误差。 2.利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时,没有使用正确的观察方法而产生误差。 3.油滴的体积过大,同时水面面积过小,不能形成单分子油膜。 4.描绘油膜形状的画线误差。 5.利用小正方形个数计算轮廓的面积时,轮廓的不规则性容易带来误差。 6.不考虑油酸分子的空隙,计算分子直径的误差。 (七)、注意事项 1.实验前,必须把所有的实验用具擦洗干净,实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管不能混用,否则会增大误差,影响实验结果。 2.待测油酸扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓,扩散后又收缩有两个原因:一是水面受油酸酒精溶液液滴的冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后液面收缩。 3.本实验只要求估算分子大小,实验结果的数量级符合要求即可。 4.爽身粉不宜撒得过厚,油酸酒精溶液的浓度要适宜。 5.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜轮廓难以形成。 四、互动探究 探究点一、实验原理和实验操作 【典例】在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中: (1)与实验中“将油酸分子看成球形”采用的方法相同的是。 A.引入质点的概念 B.平均速度的定义 C.引入重心的概念 D.研究加速度与力或质量关系的实验 (2)有下列实验步骤: ①往边长约为的浅盘里倒入约深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和油膜面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数, ... ...

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