2024-2025學(xué)年高中物理第三章氣體1氣體實驗定律教案3教科版選修3-3

PAGE5-氣體試驗定律教學(xué)目標(biāo)1.知道描述肯定質(zhì)量氣體的三個狀態(tài)參量。2.能識別肯定質(zhì)量氣體的等溫、等容和等壓改變過程。3.經(jīng)驗試驗探究過程，得出氣體試驗定律，能表述氣體試驗定律。體驗試驗探究過程，領(lǐng)會試驗探究的價值。4．能用氣體試驗定律說明有關(guān)現(xiàn)象，并能進(jìn)行簡潔的計算。重點難點重點：氣體試驗定律難點：氣體試驗定律的理解與應(yīng)用設(shè)計思想本節(jié)從探討氣體的狀態(tài)描述動身，提出了肯定質(zhì)量氣體的狀態(tài)可由體積、溫度、壓強(qiáng)三個參量來描述。通過試驗探討了氣體狀態(tài)改變的三種等值改變過程，并得出了氣體試驗三定律，同時也使學(xué)生進(jìn)一步相識到試驗探究在物理學(xué)探討中的重要作用。三個狀態(tài)量中壓強(qiáng)的計算與分析更為重要，可適當(dāng)補(bǔ)充一些靜止的密閉氣體壓強(qiáng)的計算問題。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重在運(yùn)用，通過一些實例加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的意識，提高學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)問解決實際問題的實力。教學(xué)資源《氣體試驗定律》多媒體課件注射器測力計鐵架臺視頻錄像教學(xué)設(shè)計【課堂引入】問題：為什么氣泡在水中上升時體積會變大？帶著這個問題我們來學(xué)習(xí)氣體試驗定律，來探討氣體參量之間的關(guān)系?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動一：相識氣體狀態(tài)參量問題1：可以用哪些物理量來描述氣體的狀態(tài)？肯定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)須要用體積、溫度和壓強(qiáng)等物理量來共同描述，這些物理量就叫做氣體的狀態(tài)參量。問題2：溫度在宏觀和微觀上分別是如何定義的？從宏觀上看溫度是表示氣體冷熱程度的物理量，從微觀上看是氣體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)記。在熱學(xué)中，用得較多的是熱力學(xué)溫度，亦稱肯定溫度，它是國際單位制中7個基本單位之一，用符號T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號是K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度之間的數(shù)量關(guān)系是：問題3：氣體的體積由什么確定？氣體的體積是指氣體占有空間的大小，由貯放它的容器確定，在國際單位制中，體積的單位是立方米，符號是m3。體積的單位還有升、毫升等。問題4：壓強(qiáng)是大量氣體分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)，一般封閉氣體的壓強(qiáng)如何計算呢？（讓學(xué)生探討，學(xué)生在初中學(xué)問的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)會計算一些簡潔的狀況，這里要著重從對封閉氣體的液柱或活塞進(jìn)行受力分析的角度教會學(xué)生計算封閉氣體壓強(qiáng)。）A學(xué)習(xí)活動二：氣體壓強(qiáng)的計算A如何計算液泡內(nèi)密封氣體的壓強(qiáng)？1、明確探討對象2、受力分析3、列式求解（pS=p0S+mg）例題1：如圖所示兩個氣缸的質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下．兩個氣缸內(nèi)分別封閉有肯定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為P0，不計活塞和氣缸壁間的摩擦，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？AAB參考答案：（過渡：知道了壓強(qiáng)如何計算之后，從微觀和宏觀上分析壓強(qiáng)的影響因素會發(fā)覺，壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)，物理學(xué)探討多個物理量之間的關(guān)系時，常常采納限制變量法，氣體的三個狀態(tài)參量之間的關(guān)系可采納這一方法來探討，下面我們分別限制溫度、體積、壓強(qiáng)不變來探討另兩個物理量的關(guān)系。）學(xué)習(xí)活動三：探究玻意耳定律問題：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時其溫度保持不變，這種改變叫等溫改變。在等溫改變時，氣體壓強(qiáng)的改變與體積的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？試驗探究：（在老師指導(dǎo)下學(xué)生相識試驗并幫助記錄數(shù)據(jù)，在老師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納試驗規(guī)律。）序號12345體積/L壓強(qiáng)/105Pa結(jié)論：肯定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的狀況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比，這個結(jié)論叫玻意耳定律，即作出p-V圖像（雙曲線）（肯定要讓學(xué)生明確試驗成立的前提是氣體的質(zhì)量肯定，所以試驗中容器的密閉性肯定要好；另外，等溫過程的試驗肯定要緩慢拉動活塞。）（學(xué)生解答課堂引入中氣泡體積變大的問題。）探究查理定律問題：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時其體積保持不變，這種改變叫等容改變。在等容改變時，氣體壓強(qiáng)的改變與溫度的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？觀看試驗視頻：（學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納試驗規(guī)律。）序號12345溫度/K壓強(qiáng)/105Pa肯定質(zhì)量的某種氣體，在體積保持不變的狀況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，這個結(jié)論叫查理定律，即作出p-T圖像（過原點的傾斜直線）（氣體的等容改變比較簡潔實現(xiàn)，但試驗時要留意讀數(shù)時水溫盡量要穩(wěn)定，要留意壓強(qiáng)數(shù)據(jù)與水溫數(shù)據(jù)的對應(yīng)。）（學(xué)生解答課堂引入中車胎爆炸的問題。）了解蓋·呂薩克定律猜想：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時其壓強(qiáng)保持不變，這種改變叫等壓改變。在等壓改變時，氣體體積的改變與溫度的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？（由于試驗中等壓改變較難實現(xiàn)，試驗誤差較大，一般對于等壓改變可讓學(xué)生猜想或干脆給出結(jié)論。）肯定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)保持不變的狀況下，體積與熱力學(xué)溫度T成正比，這個結(jié)論叫做蓋·呂薩克定律，即作出V-T圖像（過原點的傾斜直線）氣體試驗定律的應(yīng)用例題2：一貯氣筒內(nèi)裝有25L、1.0×105Pa的空氣，現(xiàn)想使筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)增至4.0×105Pa，且保持溫度不變，那么應(yīng)向筒內(nèi)再打入L、1.0×105Pa的相同溫度的氣體。（答案：V=75L）運(yùn)用氣體試驗定律解答題的步驟：(1)明確探討對象：質(zhì)量肯定的某種氣體(2)明確探討過程，確定初態(tài)和末態(tài)(3)用試驗定律列方程（留意溫度的單位只能用熱力學(xué)溫度，壓強(qiáng)和體積的單位不肯定要用國際單位，但方程兩邊應(yīng)統(tǒng)一）。(4)求解并檢查答案是否合理例題3：容積為2L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0×105Pa時，用塞子塞住，此時溫度為27℃，當(dāng)把它加熱到127℃時，塞子被打開了，稍過一會兒，重新把蓋子塞好，停止加熱并使它漸漸降溫到27℃，求：（1）塞子打開前的最大壓強(qiáng)（2）27℃時剩余空氣的壓強(qiáng)．（答案：）【課堂小結(jié)】問題1：描述氣體的狀態(tài)參量有哪些？問題2：如何計算氣體的壓強(qiáng)？問題3：什么是氣體的玻意耳定律？問題4：什么是氣體的查理定律？問題5：什么是氣體的蓋·呂薩克定律？【板書設(shè)計】第三節(jié)氣體試驗定律氣體的狀態(tài)參量描述氣體的狀態(tài)參量：