物理常态教学课件

物理常态教学课件探索物质的奥秘第一章物质的基本概念什么是物质？物质是自然界中一切客观存在的实体，具有两个基本特征占有空间所有物质都有体积•-具有质量可以被测量•-即使我们肉眼看不见的物质，如空气，也占有空间并具有质量，因此也是物质的一种当我们吹气球时，空气占据了气球内部的空间，证明了这一点物质的微观组成分子由两个或多个原子通过化学键结合形成的粒子原子物质的最基本组成单位，由原子核和电子组成离子带电的原子或原子团，失去或获得了电子物质的状态由什么决定？微粒的运动速度微粒运动速度决定了物质内部的热能温度越高，微粒运动越剧烈，导致状态变化微粒之间的相互作用力微粒间的引力和斥力平衡决定了物质的聚集状态作用力越强，物质越趋向于固态；作用力越弱，物质越趋向于气态物质的三要素形状、体积与状态形状体积状态物质的外部轮廓，可以是固定的（如固体），物质占据空间的大小，可以是固定的（如固物质存在的形式，常见的有固态、液态、气也可以是不固定的（如液体和气体）体和液体），也可以是不固定的（如气体）态和等离子态，由微粒排列和运动方式决定第二章物质的四种常见状态固态（）Solid特征形状和体积均固定•不易压缩•微粒排列紧密有序•微粒仅在固定位置振动，不改变相对位置•固体分子间作用力强，分子排列规则，形成稳定的晶格结构这种结构固态微粒紧密排列，只能在固定位置振动使固体保持特定形状，抵抗外力变形液态（）Liquid特征体积固定，形状随容器变化•难以压缩•微粒排列无序但紧密•微粒能够相互滑动但保持近距离接触•液态微粒能够滑动但仍保持相互接触气态（）Gas特征形状和体积均不固定，充满容器•易于压缩•微粒排列极其无序且分散•微粒高速自由运动，几乎不受限制•气体分子间作用力极弱，分子以高速随机运动，相互碰撞并反弹气体气态微粒高速随机运动，彼此间距较大能够自由膨胀充满任何容器，也可以被压缩至较小体积等离子态（）Plasma等离子态的形成当气体被加热到极高温度或处于强电场中时，电子会从原子中分离出来，形成带正电荷的离子和自由电子的混合物，这就是等离子态等离子态的特性形状和体积不固定，易导电，对磁场敏感，常发出特定颜色的光是自然界中最常见的物质状态（宇宙中占）99%自然界中的等离子体太阳和恒星内部、闪电、极光、星际空间人造等离子体物质状态对比表状态形状体积微粒排列微粒运动压缩性固态固定固定紧密有序定点振动极难压缩液态不固定固定紧密无序可自由滑动难压缩气态不固定不固定分散无序高速自由运动易压缩等离子态不固定不固定极度分散带电高速运动可压缩第三章分子运动理论分子运动的三种模式固体振动运动液体滑动运动气体自由运动固体中的微粒在平衡位置附近做往复振动，不液体中的微粒既振动又可以相互滑动，改变相气体中的微粒做高速随机运动，相互间距大，改变相对位置振动幅度与温度成正比，温度对位置，但仍保持紧密接触这使液体能够流几乎不受其他微粒引力限制，可以充满整个容越高，振动越剧烈动并采取容器的形状器空间温度与分子运动温度的微观本质从微观角度看，温度是物质微粒平均动能的量度动能与微粒质量和速度有关温度越高，微粒运动越剧烈微粒平均运动速度增加•微粒间碰撞频率增加•微粒振动运动幅度增大•/互动提问生活中的物质状态举例问题你能举出生活中固态、液态、气态的例子吗？固态桌子、冰块、铁、食盐、玻璃、手机•液态水、牛奶、汽油、食用油、血液•气态空气、氧气、氮气、天然气、水蒸气•等离子态太阳、闪电、霓虹灯、等离子电视•思考物理现象问题为什么冰比水轻？第四章物态变化及能量转移物态变化的类型熔化凝固固态液态例冰块融化成水液态固态例水结冰→→沉积蒸发汽化/气态固态例水蒸气直接结霜液态气态例水烧开变成水蒸气→→升华凝结固态气态例干冰直接变成气体气态液态例水蒸气变成水珠→→物态变化中的能量变化吸热过程放热过程这些过程需要从外界吸收能量这些过程会向外界释放能量熔化固态液态凝固液态固态→→蒸发汽化液态气态凝结气态液态/→→升华固态气态沉积气态固态→→吸收的能量用于增加分子势能，克服分子间引力潜热的概念什么是潜热？熔化潜热潜热是物质在状态变化过程中吸收或物质从固态变为液态时吸收的热量释放的能量，这种能量变化不引起温例如，冰在°融化成水需吸收0C度变化，而是用于改变物质状态的热量334J/g汽化潜热物质从液态变为气态时吸收的热量例如，水在°蒸发成蒸气需吸收100C的热量2260J/g物态变化示意图水的三态变化示意图展示了水随温度变化的状态转变过程图中平坦的部分表示物态变化阶段，此时温度保持不变，所有能量用于改变物质状态而非升高温度关键点熔点（°）冰开始融化成水的温度0C沸点（°）水开始沸腾变成水蒸气的温度100C熔化潜热冰完全融化成水所需能量汽化潜热水完全变成水蒸气所需能量质量守恒定律在物理变化或化学反应中，参与反应的物质总质量保持不变在物态变化过程中，尽管物质的状态、体积和密度可能发生变化，但质量始终保持不变这是因为微粒数量不变，只是排列方式和运动状态发生了变化实例证明克冰完全融化后仍得到克水•100100克水完全蒸发后得到克水蒸气•5050克蜡烛熔化后质量仍为克•200200质量守恒定律是基础物理定律之一，在化学反应和物理变化中都适用第五章物理性质与化学性质简介物理性质物理性质是物质在不改变化学组成的情况下表现出的特性这些性质可以通过物理方法观察和测量，不涉及物质转化为新物质颜色与外观密度物质的外观特征，如金的黄色、铜的红色、水的无色透明单位体积的质量，决定物质是否漂浮，如铁沉于水，油浮于水熔点与沸点硬度物质状态变化的特征温度，如水的熔点°，沸点°物质抵抗刮伤或压痕的能力，如钻石硬度极高，可刮划玻璃0C100C导电性与导热性溶解性传导电流或热量的能力，如金属导电导热性好，塑料则差化学性质化学性质是物质在发生化学反应时表现出的特性，这些性质涉及物质的化学变化，产生新的物质可燃性物质与氧气反应放出热量和光的能力例如木材燃烧产生二氧化碳和水•氢气燃烧形成水•金属镁燃烧形成氧化镁•腐蚀性物质对其他物质产生化学侵蚀的能力例如酸腐蚀金属产生氢气•强碱溶解蛋白质•氧化剂分解有机物•稳定性物质抵抗化学变化的能力例如金不易被氧化，稳定性高•铁容易生锈，稳定性低•有机物在阳光下可能分解•反应活性物质参与化学反应的倾向例如钠与水剧烈反应•氯气与钠反应形成氯化钠•碳酸钙与酸反应释放二氧化碳•物理变化与化学变化的区别物理变化化学变化只改变物质的物理状态、形状或大小，改变物质的化学组成，产生新的物质不产生新物质燃烧木材燃烧成灰烬和气体•物态变化熔化、凝固、蒸发、凝结•氧化铁生锈形成氧化铁•形状变化折叠、切割、研磨•酸碱反应醋酸与小苏打反应•溶解食盐溶于水•光合作用植物利用阳光制造葡萄糖•混合沙子与水混合•化学变化通常伴随能量变化、颜色变化、物理变化通常可以通过物理方法逆转，气体产生或沉淀形成等现象如冰融化成水后可以再次冻结课堂互动判断变化类型冰融化是物理变化还是化学变化？铁生锈是物理变化还是化学变化？答案物理变化答案化学变化解析冰融化成水只是物态从固态变为液态，分子结构₂没有改变，没有解析铁生锈是铁与氧气和水反应，形成了新物质氧化铁₂₃₂H OFe O·nH O形成新物质冰和水的化学组成完全相同，只是物理状态不同这个过程改变了物质的化学组成，铁的性质消失，出现了新物质铁锈的性质撕纸是物理变化还是化学变化？食物腐烂是物理变化还是化学变化？答案物理变化答案化学变化解析撕纸只改变了纸的形状和大小，纸的化学组成没有改变，没有产生新物解析食物腐烂涉及微生物分解食物中的有机物，产生新的化合物，常伴随气质无论纸被撕成多小的碎片，它仍然是纸味、颜色和质地的变化这是一系列复杂的化学反应过程第六章牛顿第二定律简介（拓展）作为物理学的基本定律之一，牛顿第二定律描述了力、质量和加速度之间的关系这个定律是经典力学的基础，帮助我们理解物体运动变化的原因和规律牛顿第二定律内容物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，且加速度的方向与合外力的方向相同用数学公式表示牛顿第二定律的关键推论或更常见的形式相同的力作用在质量较小的物体上，产生更大的加速度•相同质量的物体，受力越大，加速度越大•其中物体的运动状态变化（速度变化）必须由外力引起•如果合外力为零，物体保持匀速直线运动或静止状态•是物体受到的合外力（单位牛顿）F N是物体的质量（单位千克）m kg是物体的加速度（单位米秒）a/²课堂总结与思考物质的状态与微观运动物质的状态由微粒的排列方式和运动状态决定温度越高，微粒运动越剧烈，物质状态倾向于从固态向气态转变物态变化与能量转移物态变化伴随能量的吸收或释放吸热过程（熔化、蒸发、升华）增加分子势能；放热过程（凝固、凝结、沉积）减少分子势能物理与化学性质物理性质涉及物质的外在特征，不改变化学组成；化学性质涉及物质参与化学反应的能力，产生新物质生活中的物理发现期待你们在日常生活中观察更多物理现象！冰为什么会融化？水为什么会蒸发？为什么金属摸起来凉？这些都有物理学原理可以解释物理学帮助我们理解自然界的基本规律，从微观粒子到宇宙天体，物理定律无处不在通过学习物理，我们能够更好地认识世界，解释现象，并将这些知识应用于技术创新和日常生活。