2024-2025學(xué)年高中物理第8章氣體4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義教案新人教版選修3-3

PAGE1-氣體熱現(xiàn)象的微觀意義一、設(shè)計思路隨著新課程改革的深化，課堂教學(xué)從注意學(xué)問的傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閺膶W(xué)問與技能、過程與方法、情感看法與價值觀三個方面培育學(xué)生。本設(shè)計緊密結(jié)合新教材，通過投擲硬幣的實踐活動使學(xué)生體會個別事物出現(xiàn)具有偶然性，但大量事物的出現(xiàn)的機(jī)會遵從統(tǒng)計規(guī)律，進(jìn)一步加深對“統(tǒng)計規(guī)律”的理解，從中領(lǐng)會到自然與社會的奇異與和諧，增加對科學(xué)的新奇心與求知欲，體驗探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅。這本節(jié)課在多媒體、試驗、板書的運用上，相互補充，克服了單一媒體運用的呆板的課堂教學(xué)形式，對整合課堂教學(xué)資源，起到了肯定的作用?；脽羝故镜母鞣N生動、活潑、好玩的圖片，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)問的欲望和主動性。二、教材分析“氣體熱現(xiàn)象的微觀意義”編排在一般中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)試驗教科書（人們教化出版社）物理選修3-3第八章第4節(jié)，相對于老教材內(nèi)容上有所加深。學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)看法中對本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的要求是：基本要求：1．知道氣體分子運動的特點2．知道分子沿各方向運動的機(jī)會均等，分子速率按肯定規(guī)律分布，這種規(guī)律是一種統(tǒng)計規(guī)律。發(fā)展要求：1．能用氣體分子動理論說明三個氣體試驗定律2．通過氣體分子速率按統(tǒng)計規(guī)律分布的教學(xué)，使學(xué)生相識探討氣體的物理方法，受到科學(xué)方法訓(xùn)練。三、學(xué)情分析第八章前三節(jié)是通過物理試驗來探討氣體的性質(zhì)，從試驗中歸納得到氣體試驗定律，進(jìn)一步概括得到志向氣體狀態(tài)方程，為了更深化相識氣體的性質(zhì)，我們提出問題：為什么氣體狀態(tài)改變遵從試驗定律，這就要求我們從微觀角度即從氣體分子動理論的角度來相識氣體試驗定律，中學(xué)學(xué)生相識事物的特點是：從詳細(xì)的形象思維起先向抽象邏輯思維過渡，但思維還經(jīng)常與感性閱歷干脆相聯(lián)系，仍需詳細(xì)形象的圖片和動畫來支持，所以教學(xué)時打算了一些感性的素材。四、教學(xué)目標(biāo)1．學(xué)問與技能1）知道氣體分子運動的特點。2）能用氣體分子動理論說明氣體壓強的微觀意義，并能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。3）能用氣體分子動理論說明三個氣體試驗定律。2．過程與方法通過讓學(xué)生用氣體分子動理論說明有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象，培育學(xué)生的微觀想像實力和邏輯推理實力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法。3．情感、看法與價值觀通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析，對學(xué)生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的思維方法。五、教學(xué)重點難點1．氣體分子運動的特點。2．氣體壓強的微觀意義。3．氣體試驗定律的微觀說明。六、教學(xué)策略與手段學(xué)生自學(xué)質(zhì)疑、小組探討、試驗法，老師點評釋疑七、教學(xué)用具：硬幣若干（學(xué)生自備）、教學(xué)課件、電子秤滾珠試驗演示視頻等八、學(xué)案設(shè)計8.4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案班級姓名1、你能說說統(tǒng)計規(guī)律相關(guān)學(xué)問嗎？2、氣體分子運動規(guī)律（1）個別分子運動的特點是什么樣的？（2）大量的分子運動的特點是什么樣的？（3）在不同溫度條件下大量的分子運動遵循什么共同規(guī)律？（3）你能詳細(xì)一下說明封閉氣體壓強產(chǎn)生緣由嗎？（4）你近一步給同學(xué)們從微觀角度說明氣體三大試驗定律好嗎？（5）自學(xué)過程中你的疑問是什么？九、教案設(shè)計（一）復(fù)習(xí)回顧提問：分子動理論的基本內(nèi)容是什么？（二）進(jìn)行新課老師：通過對分子動理論的學(xué)習(xí)，我們知道，由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子單獨來看，運動是不規(guī)則的，帶有偶然性的，但從總體上看，大量分子的運動是否遵守肯定的規(guī)律？前面講的氣體的體積、壓強以及氣體的試驗定律能否從微觀的角度來說明呢？引入課題。1．投擲硬幣試驗老師：從總體上看，大量分子的運動遵守肯定的規(guī)律，這種規(guī)律叫做統(tǒng)計規(guī)律。我們來做一下課本26頁的“投擲硬幣試驗”，并完成表格投影出試驗方案，課件截屏如下：老師：投擲硬幣的試驗，如何收集數(shù)據(jù)？依據(jù)一個班分4個大組，每個大組分3個小組，每個小組由3-4名學(xué)生組成，這樣只要做3次，就可以把試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計出來，每人投擲10次，就能統(tǒng)計出幾百份試驗數(shù)據(jù)的結(jié)果。數(shù)據(jù)可以用計算機(jī)來統(tǒng)計。（試驗表明：個別事物的出現(xiàn)具有偶然的因素，但大量事物出現(xiàn)的機(jī)會，卻遵從肯定的統(tǒng)計規(guī)律。）（引導(dǎo)學(xué)生視察教材26頁圖8.4－1，體會這種統(tǒng)計規(guī)律。）老師：請大家列舉生活中你所視察到的符合統(tǒng)計規(guī)律的現(xiàn)象。2．氣體分子運動的特點通過對上述的演示試驗與例子的分析，有利于幫助學(xué)生理解分子氣體運動的特點，引導(dǎo)學(xué)生看課本27頁“氣體分子運動的特點”，小組探討：氣體分子運動的特點有哪些？師生共同總結(jié)氣體分子運動的特點是：氣體間的距離較大，分子間的相互作用力非常微弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力而做勻速直線運動，因此氣體能充溢整個容器空間。老師：盡管大量分子做無規(guī)則的運動，速率有大有小。但分子的速率卻按肯定的規(guī)律分布。表8.4-1是氧氣分子在0℃和100℃兩種不同狀況下的速率分布狀況。圖8.4-2是依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制的圖像。結(jié)合圖像請同學(xué)們總結(jié)規(guī)律（可以事先把Excel程序打算好，課堂上依據(jù)教材給出的數(shù)據(jù)輸入，干脆得到圖像，這樣更貼近學(xué)生）學(xué)生總結(jié)：大量氣體分子的速率是按肯定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度上升時，平均速率會增大。定量的分析可以得出：志向氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動能成正比。老師：知道了氣體分子運動的這些特點和規(guī)律，我們就可以來說明氣體壓強的產(chǎn)生和氣體試驗定律了。3．氣體壓強的微觀意義【視頻演示】雨滴撞擊傘面【試驗演示】滾珠撞擊電子秤試驗試驗步驟:1．在距離電子秤肯定的高度,將裝有小鋼球的試管以與水平方向肯定的夾角θ傾斜,使鋼球連續(xù)地倒在稱盤上，視察讀數(shù)改變２．在同一高度,將試管與水平方向的夾角θ增大,則在相同時間內(nèi)倒出更多的鋼球在秤盤上，視察讀數(shù)的改變（分子密集程度）３．保持上述步驟中的夾角θ不變,將試管放到更高的位置,使鋼球落秤盤上時的平均動能增大，視察讀數(shù)的改變（分子的平均動能）觀看滾珠撞擊電子秤的視頻演示，增加學(xué)生的感性相識。得出結(jié)論：從微觀的角度看，氣體的壓強是大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生的。類比：雨滴打在傘面上使傘面受到?jīng)_擊力，雨滴動能越大，雨滴越密集，產(chǎn)生的壓力就越大。從微觀角度來看，氣體壓強的大小與兩個因素有關(guān)，一是氣體分子的平均動能，二是分子的密集程度。前者確定溫度，后者確定體積。所以：氣體壓強與溫度和體積有關(guān)。（通過引導(dǎo)學(xué)生分析解決實際問題，加強學(xué)生對試驗定律的理解和應(yīng)用實力。培育學(xué)生運用定律求解問題的思路和方法）4．對氣體試驗定律的微觀說明分子動理論可以好的說明氣體的試驗定律。引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前面所學(xué)，結(jié)合本節(jié)課所學(xué)從微觀角度說明各個氣體試驗定律。學(xué)生總結(jié)：1）玻意耳定律的微觀說明(等溫改變)肯定質(zhì)量的某種志向氣體，保持氣體溫度不變時，分子的平均動能不變，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強就增大。2）查理定律的微觀說明(等容改變)肯定質(zhì)量的某種志向氣體，保持氣體體積不變時，分子的密集程度不變，溫度上升時，分子的平均動能增加，壓強就增大。3）蓋-呂薩克定律的微觀說明肯定質(zhì)量的某種志向氣體，溫度上升時，分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變。十、課堂總結(jié)1．通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了熱現(xiàn)象與大量分子熱運動的統(tǒng)計規(guī)律有關(guān)，通過硬幣試驗說明白大量事物出現(xiàn)的機(jī)會是遵從統(tǒng)計規(guī)律的，然后依據(jù)試驗呈現(xiàn)的結(jié)果，理解氣體分子運動的特點。2．學(xué)習(xí)統(tǒng)計規(guī)律后，我們學(xué)會了用氣體分子動理論的觀點來說明氣體三個試驗定律的方法。十一、課堂練習(xí)肯定質(zhì)量的氣體，假如保持氣體的體積