人教版（2019）高中物理选修性必修第三册 1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小_教案.pdfVIP

实验：用油膜法估测油酸分子的大小

【教学目标】

1．知道用单分子油膜方法估算分子的直径。通过测量分子的直径和质量，教给学

生研究物理问题的方法。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型。

2．培养学生在物理学中的估算能力。

3．体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法。

【教学重难点】

用油膜法估测分子的大小。

【教学过程】

一、新课导入

-3

分子十分微小。以水为例，一个直径为10mm左右的水珠，它的大小与细菌差不

多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多

上好几倍！

思考：通过什么途径可以知道分子的大小呢？

问题1：曹冲怎么称象？

化整为零

出示一堆绿豆。

问题2：怎样估测绿豆的直径？

化零为整

学生思考发言，教师总结方法。

方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。则=

方法二：测出总体积，数出个数。则=，再由球体体积公式计算出直径。

0

方法三：量出单层铺开的面积，测出总体积。则=

继续发问：问题3：怎么估算鞋底的大小？

教师展示方格纸，将鞋底印在方格纸上，数出格数即可得知鞋底的大小。

能否用同样的方法测算分子的直径呢？有什么困难？

同学们思考并发言，师生一起总结测算的方法。

二、新课教学

（一）实验思路

为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。

尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，

可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，它就相当于分子

的直径。

教师提醒：为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中

稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，

从而获得纯油酸形成的油膜。

（二）实验器材

用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、量筒、坐标纸。

教师讲解一下实验步骤，学生进行分组实验。

（三）实验步骤

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．用滴管或注射器将事先配制好的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（例如1mL）时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积。

3．实验时先向边长为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石

膏粉均匀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开，

形成一块薄膜。

4．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔

画在玻璃板上。

5．将画有油酸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．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。根据一滴

纯油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的大小。

（四）数据处理

根据上面记录的数据，完成以下表格：

实验量筒内增加1mL一滴纯油酸轮廓内的轮廓面积分子的直径