2020-2021学年高中物理-第8章-气体-4-气体热现象的微观意义教案1-新人教版选修3-3.doc

2020-2021学年高中物理 第8章 气体 4 气体热现象的微观意义教案1 新人教版选修3-32020-2021学年高中物理 第8章 气体 4 气体热现象的微观意义教案1 新人教版选修3-3年级：姓名：- 7 -第4节 气体热现象的微观意义新课标要求知识与技能过程与方法情感、态度和价值观1知道气体分子运动的特点。2能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。3能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法教材分析与方法教学重点教学难点教学方法教学用具气体分子运动的特点和气体压强的微观意义气体压强的微观意义讲授法、阅读法、电教法计算机控制的大屏幕显示仪、学生自备4枚硬币、投影仪、投影片趣味引入教师活动学生活动1.观看一则笑话，初步建立随机事件的概念。2.气体分子的运动是怎样的？气体所遵循的宏观规律和气体的微观结构有何关系？本节我们就研究气体分子微观模型，用气体分子动理论解释气体的实验定律。知识探究过程一、投掷硬币实验学生实验：统计项目统计对象总共投币次数4枚硬币中正面朝上的硬币枚数01234我的实验数据10我所在小组的数据我所在大组的数据全班的数据实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。二、气体分子运动的特点1.气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受其他力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。2.分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞使得气体分子的运动状态不断改变，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。3.从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。4.视频演示分子无规则热运动的模拟动画。三、气体温度的微观意义分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比速率28 2图1.通过考试学生分数段往往集中在中间段引入气体分子速率分布图。2.引导学生观察两条速率分布图线的异同点，小组讨论归纳总结。3.提问小组代表，教师点评，形成最终结论。大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。4.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即T =a 式中a是比例常数。此式说明，温度是分子平均动能的标志。四、气体压强的微观意义1.模拟情景：雨滴打在伞面上使伞面受到冲击力，雨滴动能越大，雨滴越密集，产生的压力就越大。2.学生猜想引起气体压强的原因。3.总结结论：从微观角度来看，气体压强的大小与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度。前者决定温度，后者决定体积。所以：气体压强与温度和体积有关。四、对气体实验定律的微观解释1.用气体分子动理论解释玻意耳定律：一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。书面符号简易表述方式：总结：基本思维方法是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合。若吻合则实验定律得到了微观解释。2.学生尝试用分子动力论解释查理定律：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。这与查理定律的结论一致。用符号简易表示为：3.学生尝试用气体分子动理论解释盖吕萨克定律：一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。这与盖吕萨克定律的结论是一致的。用符号简易表示为：课后能力提升训练1气体比固体、液体容易被压缩，是因为 （ ）A气体分子之间有很大的空隙B气体分子之间有相互作用的引力C气体分子的体积比固体、液体的分子小D气体分子比固体、液体的分子有弹性2密封在容器中的气体的压强（ ）A是由气体受到重力所产生的B是由气体分子间的相互作用力（吸引和排斥）产生的C是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D当容器自由下落时将减小为零3一定质量的气体,在压强不变的条件下,体积增大.则气体分子的平均动能( )A.增大 B.减少C.不变 D.条件不足,无法判断4关于理想气体的下列说法中正确的是 ( )A温度升高,气体分子的平均动能增大B温度相同时,各种气体分子的平均速率都相同C温度相同时,各种气体分子的平均平动动能相同D温度升高时,气体分子的平均动量减小课后练习5从分子运动论的观点来看，气体的压强是气体中大量分子对器壁的 而形成的，它决定于气体分子 的剧烈程度与 内的气体分子数.6一定质量的理想气体，经历等温压缩时，气体压强增大，从分子运动论的观点来分析，这是因为：（1） ，（2） 。7给自行车胎打气，使其达到所需要的压强，问在夏天和冬天，打入胎内的空气的质量是否相同?为什么? 8如果一个容器内空气十分稀薄，以至于每立方米体积中只有几万或几十万个气体分子，则器壁受到气体的压强 （ ）A将很小，且时大时小部均匀B将很小，但仍然是均匀的C将很大，且时大时小部均匀D将很大，但仍然是均匀的9如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，甲中装满水，然后加上密封盖；乙中封闭了一定质量的气体，问：（1）两容器内侧壁上受到的压强大小有什么因素决定？（2）若让两个容器同时做自由落体运动，容器侧壁上受到的压强将怎样变化？10汽车长时间高速行驶，轮胎温度很高，这种情况下容易爆胎。试用气体分子动理论来解释这个现象。参考答案：1. A 2. C 3. A 4.AC 5. 撞击 热运动 单位体积内 6. 略 7. 略8. B 10. 略 11. 略