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1新人教版選修3-3

PAGE1-第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義新課標(biāo)要求學(xué)問與技能過程與方法情感、看法和價值觀1．知道氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)。2．能用氣體分子動理論說明氣體壓強(qiáng)的微觀意義，并能知道氣體的壓強(qiáng)、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。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)生的微觀想象實力和邏輯推理實力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法。通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的分析，對學(xué)生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維方法教材分析與方法教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法教學(xué)用具氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)和氣體壓強(qiáng)的微觀意義氣體壓強(qiáng)的微觀意義講授法、閱讀法、電教法計算機(jī)限制的大屏幕顯示儀、學(xué)生自備4枚硬幣、投影儀、投影片趣味引入老師活動學(xué)生活動1.觀看一則笑話，初步建立隨機(jī)事務(wù)的概念。2.氣體分子的運(yùn)動是怎樣的？氣體所遵循的宏觀規(guī)律和氣體的微觀結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？本節(jié)我們就探討氣體分子微觀模型，用氣體分子動理論說明氣體的試驗定律。學(xué)問探究過程一、投擲硬幣試驗學(xué)生試驗：統(tǒng)計項目統(tǒng)計對象總共投幣次數(shù)4枚硬幣中正面朝上的硬幣枚數(shù)01234我的試驗數(shù)據(jù)10我所在小組的數(shù)據(jù)我所在大組的數(shù)據(jù)全班的數(shù)據(jù)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。二、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)1.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其他力作用，每個分子都可以在空間自由移動，肯定質(zhì)量的氣體的分子可以充溢整個容器空間。2.分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞使得氣體分子的運(yùn)動狀態(tài)不斷變更，其中任何一個分子運(yùn)動方向和速率大小都是不斷變更的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運(yùn)動。3.從總體上看氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運(yùn)動的分子數(shù)是均等的。4.視頻演示分子無規(guī)則熱運(yùn)動的模擬動畫。三、氣體溫度的微觀意義分子的各速率區(qū)間的分子數(shù)分子的各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比速率28–2圖2.引導(dǎo)學(xué)生視察兩條速率分布圖線的異同點(diǎn)，小組探討歸納總結(jié)。3.提問小組代表，老師點(diǎn)評，形成最終結(jié)論。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。4.志向氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動能成正比，即T=a式中a是比例常數(shù)。此式說明，溫度是分子平均動能的標(biāo)記。四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1.模擬情景：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。2.學(xué)生猜想引起氣體壓強(qiáng)的緣由。3.總結(jié)結(jié)論：從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)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(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。四、對氣體試驗定律的微觀說明1.用氣體分子動理論說明玻意耳定律：肯定質(zhì)量（m）的志向氣體，其分子總數(shù)（N）是一個定值，當(dāng)溫度（T）保持不變時，則分子的平均速率（v）也保持不變，當(dāng)其體積（V）增大幾倍時，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）變?yōu)樵瓉淼膸追种?，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。書面符號簡易表述方式：總結(jié)：基本思維方法是：依據(jù)描述氣體狀態(tài)的宏觀物理量（m、p、V、T）與表示氣體分子運(yùn)動狀態(tài)的微觀物理量（N、n、v）間的相關(guān)關(guān)系，從氣體試驗定律成立的條件所述的宏觀物理量（如m肯定和T不變）推出相關(guān)不變的微觀物理量（如N肯定和v不變），再依據(jù)宏觀自變量（如V）的變更推出有關(guān)的微觀量（如n）的變更，再依據(jù)推出的有關(guān)微觀量（如v和n）的變與不變的狀況推出宏觀因變量（如p）的變更狀況，結(jié)論是否與試驗定律的結(jié)論相吻合。若吻合則試驗定律得到了微觀說明。2.學(xué)生嘗試用分子動力論說明查理定律：肯定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是肯定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當(dāng)溫度（T）上升時，其分子運(yùn)動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強(qiáng)（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時，氣體壓強(qiáng)（p）也減小。這與查理定律的結(jié)論一樣。用符號簡易表示為：3.學(xué)生嘗試用氣體分子動理論說明蓋·呂薩克定律：肯定質(zhì)量（m）的志向氣體的總分子數(shù)（N）是肯定的，要保持壓強(qiáng)（p）不變，當(dāng)溫度（T）上升時，全體分子運(yùn)動的平均速率v會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）肯定要減?。ǚ駝t壓強(qiáng)不行能不變），因此氣體體積（V）肯定增大；反之當(dāng)溫度降低時，同理可推出氣體體積肯定減小。這與蓋·呂薩克定律的結(jié)論是一樣的。用符號簡易表示為：課后實力提升訓(xùn)練1．氣體比固體、液體簡單被壓縮，是因為（）A．氣體分子之間有很大的空隙B．氣體分子之間有相互作用的引力C．氣體分子的體積比固體、液體的分子小D．氣體分子比固體、液體的分子有彈性2．密封在容器中的氣體的壓強(qiáng)（）A．是由氣體受到重力所產(chǎn)生的B．是由氣體分子間的相互作用力（吸引和排斥）產(chǎn)生的C．是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁所產(chǎn)生的D．當(dāng)容器自由下落時將減小為零3．肯定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變的條件下,體積增大.則氣體分子的平均動能()A.增大B.削減C.不變D.條件不足,無法推斷4．關(guān)于志向氣體的下列說法中正確的是()A．溫度上升,氣體分子的平均動能增大B．溫度相同時,各種氣體分子的平均速率都相同C．溫度相同時,各種氣體分子的平均平動動能相同D．溫度上升時,氣體分子的平均動量減小課后練習(xí)5．從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)是氣體中大量分子對器壁的而形成的，它確定于氣體分子的猛烈程度與內(nèi)的氣體分子數(shù).6．肯定質(zhì)量的志向氣體，經(jīng)驗等溫壓縮時，氣體壓強(qiáng)增大，從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)來分析，這是因為：（1），（2）。7．給自行車胎打氣，使其達(dá)到所須要的壓強(qiáng)，問在夏天和冬天，打入胎內(nèi)的空氣的質(zhì)量是否相同?為什么?8．假如一個容器內(nèi)空氣非常淡薄，以至于每立方米體積中只有幾萬或幾十萬個氣體分子，則器壁受到氣體的壓強(qiáng)（）A．將很小，且時大時小部勻稱B．將很小，但仍舊是勻稱的C．將很大，且時大時小部勻稱D．將很大，但仍舊是勻稱的9．如圖所示，兩個完全相同的圓柱形容器，甲中裝滿水，然后加上密封蓋；乙中封閉了肯定質(zhì)量的氣體，問：（1）兩容器內(nèi)側(cè)壁上受到的壓強(qiáng)大小有什么因素確定？（2）若讓兩個容器