2024-2025學(xué)年高中物理第8章氣體1氣體的等溫變化教案新人教版選修3-3

PAGE1-氣體的等溫改變【教材分析】“氣體的等溫改變”是一般中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)試驗教科書·物理（選修3-3）（人民教化出版社，2007年版）第八章第一節(jié)內(nèi)容。在上一章中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子動理論，為本章的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。作為志向氣體三大試驗定律之首，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，駕馭其科學(xué)探究的方法，為學(xué)生學(xué)習(xí)“氣體的等容改變”及“氣體的等壓改變”作鋪墊。因此，這節(jié)課在教材中起到了承上啟下的重要作用。本節(jié)課的教學(xué)要求是“探究氣體等溫改變”，這是課程目標(biāo)中嘗試用科學(xué)探究的方法探討物理問題的一個詳細(xì)實施過程。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對探究式教學(xué)已有肯定的基礎(chǔ)，并了解科學(xué)探究的一般方法與探究程序。因此，在本節(jié)內(nèi)容實施教學(xué)的過程中，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行自主探究，激勵學(xué)生自己完成探究的每一個過程，如提出疑問、猜想與假設(shè)、試驗設(shè)計、試驗數(shù)據(jù)采集與處理、試驗結(jié)論的分析與評估。從而進(jìn)一步培育學(xué)生科學(xué)探究實力和創(chuàng)新精神?！緦W(xué)情分析】在學(xué)習(xí)這節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)對氣體有了感觀上的相識，并且通過分子動理論的學(xué)習(xí)，積累了肯定的理論基礎(chǔ)。但是分子動理論過于抽象，學(xué)生通過對力學(xué)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)習(xí)慣對看的見摸的著的宏觀物體進(jìn)行狀態(tài)和過程的分析，對于看不見摸不著的氣體，學(xué)生感性上可能相識不到位。氣體是選修3-3中的核心內(nèi)容。而本章志向氣體三大試驗，又是重中之重。因此，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，為學(xué)生本章后面學(xué)問的學(xué)習(xí)奠定扎實的基礎(chǔ)。另外，培育學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的愛好，可以為本章學(xué)習(xí)供應(yīng)飽滿激情的學(xué)習(xí)基調(diào)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】學(xué)問與技能1、理解肯定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的狀況下氣體壓強和體積的關(guān)系；2、會通過試驗的手段探討問題，探究物理規(guī)律，學(xué)習(xí)用電子表格與圖像對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，體會科學(xué)探究過程；3、理解氣體等溫改變p-V圖像的物理意義；4、會用玻意耳定律計算有關(guān)問題。過程與方法1、通過生活中的一些實例，激發(fā)學(xué)生愛好，啟發(fā)他們大膽猜想；2、通過視察和試驗探究氣體壓強和體積的關(guān)系。情感看法與價值觀1、讓學(xué)生獲得對科學(xué)的親近感和酷愛；2、培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)看法與實事求是的科學(xué)精神?！窘虒W(xué)重點】通過試驗使學(xué)生知道并駕馭肯定質(zhì)量的氣體在等溫改變時壓強與體積的關(guān)系，理解p-V圖像的意義，在試驗留意事項中強調(diào)玻意耳定律的適應(yīng)條件。【教學(xué)難點】學(xué)生對探究試驗的設(shè)計及試驗數(shù)據(jù)的處理?！窘虒W(xué)模式】對于學(xué)生來說，記住玻意耳定律并不困難，而運用玻意耳定律分析問題對于學(xué)生來說則是個難點。因此在這節(jié)課的教學(xué)中，我將主要采納“探究—發(fā)覺”模式進(jìn)行教學(xué)，即在教學(xué)中不斷指導(dǎo)學(xué)生通過視察發(fā)覺問題、解決問題，讓學(xué)生在解決問題的同時加深對所學(xué)學(xué)問的理解和進(jìn)一步的思索?！窘虒W(xué)用具】試驗器材：針筒，水槽，燒瓶（帶雙孔橡皮塞），玻璃管，藍(lán)色鋼筆水，DIS試驗系統(tǒng)（壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機等），壓力表，注射器；課件：PPT課件《氣體的等溫改變》（包括圖片，視頻）?！窘虒W(xué)過程】新課導(dǎo)入教學(xué)過程老師教學(xué)行為設(shè)計意圖學(xué)生學(xué)習(xí)行為教學(xué)媒體導(dǎo)入新課師：在燥熱的夏天，給自行車打氣應(yīng)留意什么？為什么（物理角度）？從學(xué)生平常生活中熟識的現(xiàn)象、經(jīng)驗入手，引起學(xué)生愛好，增加學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的親近感，激發(fā)其探究欲望。對老師創(chuàng)設(shè)情境主動思索，作出回答。生：不要給自行車打太多氣，防止爆胎。溫度上升，壓強增大，氣體分子數(shù)增多，體積膨脹。PPT圖片展示師：車手漢密爾頓奪冠慶祝時，搖動香檳瓶之后，香檳會噴涌而出，緣由是什么？生：在搖擺香檳瓶時候，瓶子中氣體的壓強、體積增大，最終使香檳噴涌而出。師：從剛剛舉的那兩個例子中，我們可以猜想，影響氣體的狀態(tài)參量有哪些？師：在探討多變量問題時，我們應(yīng)采納什么方法來探究每兩個量之間的關(guān)系？師：我們這節(jié)課，就在肯定質(zhì)量的氣體，溫度不變的狀況下，探究氣體壓強和體積的關(guān)系。生：氣體的多少，溫度，體積和壓強。生：限制變量法。新課教學(xué)教學(xué)過程老師教學(xué)行為設(shè)計意圖學(xué)生學(xué)習(xí)行為教學(xué)媒體啟發(fā)猜想師：牛頓說過，沒有大膽的猜想，就沒有宏大的發(fā)覺。下面同學(xué)們結(jié)合生活中一些切身體會，大膽猜想一下氣體壓強和體積之間存在什么樣的關(guān)系？對生活中常見的現(xiàn)象，激勵學(xué)生動腦思索，喚醒學(xué)生的原有相識。聯(lián)系生活中一些現(xiàn)象和自己的體會，主動思索，起來發(fā)言。設(shè)計試驗師：現(xiàn)在給你水槽，帶雙孔橡皮塞的燒杯，玻璃管，針筒，水，你能否設(shè)計試驗證明你的猜想？在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計試驗。兩個噴泉試驗。讓學(xué)生通過主動參加設(shè)計試驗，激發(fā)其愛好，通過視察試驗現(xiàn)象，更加深刻體會氣體壓強與體積定性關(guān)系，激發(fā)其對定量關(guān)系劇烈的探究欲望。留意力集中到教學(xué)活動中，主動思索，學(xué)習(xí)愛好和探究欲望得到激發(fā)。水槽，燒瓶（帶雙孔橡膠塞），玻璃管，針筒，滴有藍(lán)色鋼筆水的液體。啟發(fā)猜想師：通過同學(xué)們身邊的實例和剛剛的試驗，我們可以定性地知道，肯定質(zhì)量的氣體，溫度不變的狀況下，隨著氣體體積的減小，壓強增大，隨著氣體體積的增大，壓強減小。那氣體壓強和體積定量之間存在什么樣的關(guān)系呢？師：是不是簡潔的正比呢？我們接下來進(jìn)一步探究。先提出猜想，后試驗驗證，經(jīng)驗科學(xué)探究的整個過程。揣測會不會是正比關(guān)系，或者二次方，三次方關(guān)系。設(shè)計試驗定性探究簡潔介紹一下探討氣體等溫改變的試驗裝置。請同學(xué)們設(shè)計一個試驗。讓學(xué)生自己設(shè)計試驗，體會科學(xué)的探究方法。生：利用液體封閉氣體，可通過刻度尺測量氣體高度（體積），通過液面差計算氣體壓強生：利用活塞封閉氣體，可通過注射器的刻度讀出氣體高度（體積），通過所掛不同鉤碼計算每種狀況下氣體壓強創(chuàng)新試驗定量探究介紹氣體傳感器，學(xué)生分組利用Dislab定量測量壓強、體積師：思索兩個問題：怎么保證氣體的質(zhì)量是肯定的？怎么保證氣體的溫度是肯定的？通過自己總結(jié)試驗操作留意事項，加深對玻意耳定律條件的相識。生：氣密性好；緩慢移動活塞，筒不與手接觸數(shù)據(jù)處理巡察學(xué)生試驗操作及數(shù)據(jù)采集，從旁指導(dǎo)。第谷和開普勒的例子證明，物理不僅須要采集數(shù)據(jù)，更須要對數(shù)據(jù)的敏銳視察力合處理數(shù)據(jù)的實力。通過對p，V數(shù)據(jù)的處理，培育學(xué)生對數(shù)據(jù)的視察力和探討數(shù)據(jù)的方法。學(xué)生起先動手試驗，將采集的數(shù)據(jù)計入表中。分析數(shù)據(jù)，繪制p-V圖像。圖像分析師：曲線能確定體積和壓強的關(guān)系嗎？師：我們之前的學(xué)習(xí)中有沒有類似的狀況出現(xiàn)？師：我們當(dāng)時是如何處理的？師：那我們這邊應(yīng)當(dāng)如何證明p與V成反比？通過前后學(xué)問的管理，讓學(xué)生進(jìn)一步理解“化曲為直”的物理思想，體會圖像法探討物理規(guī)律的思想。生：似乎是反比，但不能確定。生：探究加速度和質(zhì)量關(guān)系的時候出現(xiàn)過。生：為證明a與m成反比，繪制a-1/m圖像。重新建立坐標(biāo)系，先求出1/V，描點繪出p-1/V圖像。師：可以看出是一條直線，假如是正比，應(yīng)當(dāng)通過原點。他們之間不是正比關(guān)系，還是存在試驗誤差？師：誤差的來源是什么？（注：若用DIS系統(tǒng)，此誤差較為明顯，注射器與傳感器相聯(lián)部分體積較大）師：那么如何減小誤差呢？誤差的產(chǎn)生式試驗中不行避開的，我們的學(xué)生得到的圖像不是我們想要的時，應(yīng)引導(dǎo)其正確的誤差分析，培育他們實事求是，主動思索的科學(xué)素養(yǎng)。生：理論分析，當(dāng)V特別大時1/V趨于0，氣體近似真空，壓強應(yīng)當(dāng)為零，所以直線不經(jīng)過原點當(dāng)時試驗誤差。生：注射器底部體積沒有考慮。生：應(yīng)用容積較大的注射器。得出結(jié)論師：試驗表明，肯定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的狀況下，壓迫p與體積V成正比。這就是英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過試驗得出的結(jié)論。玻意耳定律師：文字表述：肯定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的狀況下，壓強p與體積V成反比。數(shù)學(xué)表述：pV=C或例：肯定質(zhì)量的氣體，體積是20L，壓強為。當(dāng)氣體體積減小到16L時，壓強為多大？設(shè)此過程中氣體溫度保持不變。明確解題規(guī)范，檢驗學(xué)生對玻意耳定律的理解和公式的運用實力。自己運用所學(xué)學(xué)問解題，熟識公式。師：我們在探究肯定質(zhì)量氣體，在溫度不變狀況下，氣體壓強和體積關(guān)系試驗中，為了檢驗這兩個物理量之間的線性關(guān)系建立p-1/V坐標(biāo)系。然而，為了干脆地描述壓強p跟體積的關(guān)系，通常還是用p-V坐標(biāo)系。圖像表述：等溫線。特點：1.等溫線是雙曲線的一支。通過圖像的分析讓學(xué)生更加透徹地理解等溫線的內(nèi)涵。主動思索如何從沒有溫度坐標(biāo)軸圖像比較溫度的關(guān)系。師：同一氣體，不同溫度等溫線是不同的，你能推斷那條等溫線溫度高嗎？你是依據(jù)什么理由作出推斷的？圖像意義:1.物理意義：反映壓強隨體積的改變關(guān)系。2.點意義：每一組數(shù)據(jù)反映某一狀態(tài)。生：相同體積比壓強，相同壓強比體積?？偨Y(jié)歸納探究試驗的一般思路；玻意耳定律；氣體等溫改變的p-V圖像的物理意義?！景鍟O(shè)計】幻燈投影氣體的等溫改變一．條件：肯定質(zhì)量的氣體，溫度不變。二.1.定性：體積減小，壓強增大；體積增大，壓強減小。2.定量分析：（1）方法：限制變量法（2）結(jié)論：p∝1/V三.玻意耳定律1.文字表述：氣體的壓強和體積的倒數(shù)成正比2.數(shù)學(xué)表述：3.圖象表述：等溫線【評價與反思】本節(jié)課學(xué)問內(nèi)容較為簡潔，而探究過程是本節(jié)課的重點。