【高中物理】分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

第一章分子動(dòng)理論第3節(jié)分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律

伽爾頓板：一塊豎直木板的上部規(guī)則地釘上鐵釘，下部用豎直隔板隔成等寬的狹槽，從頂部中央的漏斗形入口處可以投入小球，板前覆蓋玻璃使小球不致落到槽外。伽爾頓板【猜一猜】1.將一個(gè)小球從入口處投入，在下落過(guò)程中將與鐵釘發(fā)生多次碰撞，最后會(huì)落入哪個(gè)槽中？2.將許多小球從入口處投入，結(jié)果會(huì)怎樣？

從頂部入口投入一個(gè)小球時(shí)，小球落入某個(gè)狹槽是偶然的。

如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狹槽的小球數(shù)目是不相等的?？拷肟诘莫M槽內(nèi)的小球數(shù)目多，遠(yuǎn)離入口的狹槽內(nèi)小球的數(shù)目少。若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個(gè)事件叫作隨機(jī)事件?！緦?shí)驗(yàn)啟示】

個(gè)別隨機(jī)事件的出現(xiàn)有其偶然性；大量隨機(jī)事件的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒(méi)有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來(lái)看，各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的，帶有偶然性，但從總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律。氣體分子的微觀模型：

氣體分子間距大（約為分子直徑的10倍），分子力?。珊雎裕?，氣體分子可看做沒(méi)有相互作用力的質(zhì)點(diǎn)。

一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的自由性：通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，氣體充滿(mǎn)它能達(dá)到的整個(gè)空間。(2)單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性：分子之間頻繁地碰撞，每個(gè)分子的速度大小和方向頻繁地改變。分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有。(3)大量分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性：在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的。

二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像【思考】下表是氧氣在0℃和100℃時(shí)，同一時(shí)刻在不同速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，試分析分子運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系。

二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像1、分子速率呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布。2、溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)增加，速率小的分子數(shù)減少，即

溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。3、溫度升高時(shí)，“中間多”的這一“高峰”向速率大的方向移動(dòng)，即溫度升高，氣體分子的平均速率變大?！咎貏e提醒】大量分子運(yùn)動(dòng)是“集體行為”，具有規(guī)律性，遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律。單個(gè)或少量分子的運(yùn)動(dòng)是“個(gè)性行為”，具有不確定性。即溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但是具體到某一個(gè)氣體分子，其速率可能變大也可能變小，無(wú)法確定。

三、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1.氣體壓強(qiáng)的形成原因：大量氣體分子不斷撞擊器壁引起的大量氣體分子碰撞器壁，產(chǎn)生持續(xù)的壓力，單位面積上受到的壓力就是壓強(qiáng)。一顆鋼珠對(duì)秤盤(pán)的壓力很小，作用時(shí)間也很短一顆鋼珠大量鋼珠單個(gè)分子對(duì)容器壁的撞擊是間斷的、不均勻的。大量的鋼珠對(duì)秤盤(pán)的頻繁碰撞，就對(duì)秤盤(pán)產(chǎn)生了一個(gè)持續(xù)的、均勻的壓力大量分子對(duì)容器壁的作用就表現(xiàn)為連續(xù)的和均勻的。類(lèi)比類(lèi)比2.影響氣體壓強(qiáng)大小的微觀解釋選擇一個(gè)與器壁發(fā)生正碰的氣體分子為研究對(duì)象氣體分子受到的作用力為根據(jù)牛頓第三定律，器壁受到的作用力為若容器中氣體分子的平均速率越大，氣體分子的數(shù)密度越大，單位面積容器壁上受到的平均作用力也會(huì)越大，壓強(qiáng)就越大。①

氣體分子的密集程度：氣體分子的密集程度越大，在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大。②

氣體分子的平均動(dòng)能：氣體的溫度越高，氣體分子的平均動(dòng)能越大，氣體分子與器壁碰撞產(chǎn)生的作用力越大。（1）微觀角度3.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素氣體壓強(qiáng)P的大小與氣體的

體積V

和

溫度T

都有關(guān)！氣體分子的平均動(dòng)能越大，氣體溫度越高，氣體壓強(qiáng)就越大。氣體分子的密集程度越大，

氣體體積越小，

氣體壓強(qiáng)就越大。（2）宏觀角度①

氣體體積V②

氣體溫度T1．有關(guān)氣體壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是(

B)A．氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大B．氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)有可能減小C．氣體分子的數(shù)密度增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大D．氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大2、一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，當(dāng)氣體的體積變化時(shí)，下列各量中發(fā)生變化的是(

B)A．分子的平均速率B．單位體積內(nèi)的分子數(shù)C．所有分子的速率D．分子總數(shù)3．(多選)下列說(shuō)法正確的是(

CD)A．氣體分子間距離很大，因此，氣體分子間只存在分子引力，不存在分子斥力B．在一定溫度下，每個(gè)氣體分子對(duì)器壁碰撞時(shí)，對(duì)器壁的沖擊力大小都相等C．溫度升高，氣體的壓強(qiáng)不一定增大D．氣體分子間除相互碰撞外，相互作用很小B4、(多選)大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是(ABC

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間里自由移動(dòng)B．分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)C．分子沿各方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等D．分子的速率分布毫無(wú)規(guī)律5、某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線(xiàn)如圖所示，圖中

f(v)表示

v

處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)Ⅰ、TⅡ、TⅢ，則(

B

)A．TⅠ>TⅡ>TⅢ

B．TⅢ>TⅡ>TⅠC．TⅡ>TⅠ，TⅡ>T