《氣體的等溫變化》教學設(shè)計

平頂山市中小學“十四五”校本研修教學設(shè)計（高中物理）PAGEPAGE5共6頁第頁平頂山市中小學“十四五”校本研修教學設(shè)計人教版高中物理選擇性必修第三冊 第二章第2節(jié) 《氣體的等溫變化》平頂山市第三高級中學呂少賓2023年9月2.2氣體的等溫變化教材分析本節(jié)內(nèi)容是在學習本章第一節(jié)描述熱力學系統(tǒng)三個狀態(tài)參量：體積V、壓強P、溫度T之后，學習氣體的三個實驗定律：等溫變化的玻意耳定律、等壓變化的蓋-呂薩克定律、等容變化的查理定律中的第一個，具有承上啟下的重要作用。既要認識到三個狀態(tài)參量不是相互孤立而是相互聯(lián)系的，其中的實驗設(shè)計思想和數(shù)據(jù)分析方法又是學習后面兩個實驗定律的基礎(chǔ)。在學習完三個氣體實驗定律的基礎(chǔ)上，才能更好地理解和應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程。學情分析作為高中生，學生思考問題相對來說已經(jīng)比較全面。能通過分析生活中的實例得到三個狀態(tài)參量間的定性關(guān)系。而作為高中階段的學習，需要從定性關(guān)系上升到定量關(guān)系，這就需要通過實驗探究來完成。本節(jié)實驗的控制變量設(shè)計思想、圖像法的數(shù)據(jù)分析、猜想驗證的分析方法等，學生在前面的如《實驗：探究小車加速度與力和質(zhì)量關(guān)系》等實驗中都已經(jīng)接觸過并已基本掌握。所以學生學習本節(jié)內(nèi)容是具有一定基礎(chǔ)的。設(shè)計思想基于以上兩方面分析的原因，我對本節(jié)課的設(shè)計以實際情境為引入，以問題為引導，以實驗探究為手段，讓學生從感性認識提升到理性認識，得到本節(jié)課的重點，即氣體等溫變化的玻意耳定律。在充分認識和理解玻意耳定律的基礎(chǔ)上，通過實例和習題訓練對規(guī)律的應(yīng)用，同時反過來促進提升對規(guī)律的認識和理解。教學目標1.通過實例分析認識到三個狀態(tài)參量是相互聯(lián)系的；2.通過實驗探究掌握氣體等溫變化壓強和體積的定量關(guān)系；3.認識和理解玻意耳定律；4.能運用玻意耳定律分析解決具體問題。重難點實驗探究、數(shù)據(jù)分析、玻意耳定律的理解和應(yīng)用教學儀器帶刻度的注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、多媒體電腦教學過程教學過程教學過程教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動設(shè)計意圖情境引入慶典活動中放飛的氣球最終去了哪里？知識回顧描述一個熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量都有哪些？幾何參量——體積V力學參量——壓強P熱學參量——溫度T自主探究1、舉例說明，三個狀態(tài)參量是孤立的還是相互聯(lián)系的？相互聯(lián)系的2、三個狀態(tài)參量的定量關(guān)系是什么呢？三個變量該如何分析呢？控制變量法本節(jié)課咱們控制氣體的溫度不變，即讓氣體發(fā)生等溫變化，探究壓強與體積的關(guān)系。一.實驗探究——氣體等溫變化壓強與體積的關(guān)系1、實驗儀器：帶刻度的注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器2、實驗操作：依次改變氣體體積，從數(shù)據(jù)采集器讀出相應(yīng)壓強，并記錄在表格內(nèi)。3、注意事項：①探究一定量的氣體，盡量不要漏氣；

②緩慢推拉活塞、避免長時間握注射器，以免溫度發(fā)生變化。交流反饋——方法探究得到原始數(shù)據(jù)后，如何直觀反應(yīng)壓強P隨體積V變化的規(guī)律呢？圖像法數(shù)據(jù)分析計算機輔助快速高效描繪壓強隨體積變化P—V圖像P—V圖像是一條曲線，如何得到P與V的定量關(guān)系呢？猜想驗證圖像法驗證壓強P是否與體積V成反比圖像為過原點的直線通過數(shù)據(jù)分析得到實驗結(jié)論：P∝1/V二.玻意耳定律1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。2、條件：①②3、表達式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2三.等溫線1、定義：描述等溫變化的曲線。2、特征：①形狀為雙曲線（其中一條）②同一條曲線上各點溫度相同。3、同一個P——V坐標系內(nèi)兩條等溫線溫度比較。T2>T1創(chuàng)造運用1、結(jié)合本節(jié)課學習的內(nèi)容，分析慶典活動中放飛的氣球最終都去哪里了？分析：隨著氣球不斷升高，大氣壓強不斷減小，氣球體積不斷膨脹。當膨脹超過氣球所能承受的極限而發(fā)生爆炸，之后碎片掉落回地面。2、一個氣泡由湖面下20m深處緩慢上升到離湖面10m深處。若湖水各處的溫度相同，則氣泡的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的（）倍。A.3B.2C.1.5D.7/10答案：選項C不要忽略大氣壓的存在，大氣壓強約等于10m水深所產(chǎn)生的壓強。3、水銀氣壓計中混入了一個氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空。當實際大氣壓相當于768mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強時，這個水銀氣壓計的示數(shù)只有750mm，此時管中的水銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm。當這個氣壓計的示數(shù)為740mm水銀柱時，實際大氣壓相當于多高水銀柱產(chǎn)生的壓強？假設(shè)溫度保持不變。解：P1=P0-Ph1=18mmHg①P1V1=P2V2即P1H1S=P2H2S②化簡得P1H1=P2H2③易知H1=80mm,H2=90mm,代入③式得：P2=16mmHg④則P=P2+Ph2=756mmHg⑤課堂小結(jié)一、實驗探究結(jié)論：P∝1/V二、玻意耳定律1、內(nèi)容：2、表達式：三、等溫線1、定義、特征2、溫度比較課后作業(yè)練習冊《增效作業(yè)》播放動畫提問引導引導、提問講解引出本節(jié)課主題介紹實驗儀器和實驗操作以及注意事項提出問題引導推理操作電腦描繪P——V圖像教師引導問題深入操作電腦描繪圖像引導得出實驗結(jié)論引導提升結(jié)合學習過程，展示圖像，提出問題方法引導提出問題展示問題展示問題復盤課堂布置作業(yè)觀看動畫回答鞏固分析、思考回答學生代表輔助完成實驗操作，獲取原始實驗數(shù)據(jù)。思考回答細分升華觀察分析思考猜想回答學生大膽猜想觀察驗證推向的特征是否驗證猜想由圖像得出實驗結(jié)論理解并識記分析比較回答問題分析回答分析回答分析回答分析解答鞏固提升情境引入，激發(fā)同學們的熱情，提升學習的積極性。溫故知新，為本節(jié)課的學習做知識上的儲備通過實例分析，定性認識到三個狀態(tài)參量是相互聯(lián)系的。讓學生認識到需要進一步探究定量關(guān)系，確定探究方法。引出主題演示實驗，通過實驗操作，得到氣體等溫變化壓強和體積的原始數(shù)據(jù)。確定實驗數(shù)據(jù)的分析方法直觀呈現(xiàn)氣體等溫變化壓強隨體積變化規(guī)律鞏固猜想驗證物理學基本研究方法對猜想進行謹慎的驗證得出實驗結(jié)論從實驗探究提升到規(guī)律學習對分析工具P——V圖像再理解、再認識得出結(jié)論呼應(yīng)課堂引入，應(yīng)用所學知識解決問題?？疾閷W生應(yīng)用知識解決問題的能力，不要忽略大氣壓強的存在。考查學生應(yīng)用知識解決問題的能力，需對情境全面分析并進行計算。解題關(guān)鍵是確定研究對象，即玻璃管頂端封閉的一定量的氣體。對整節(jié)課進行小結(jié)，整體把握提升。反思本節(jié)教學通過