高中物理 8.4气体热现象的微观意义详解

山东省昌乐一中2015级

高二物理翻转课堂课时学案

班级 小组 姓名 使用时间 年 月 日 编号

第 1 页 课

题 8.4气体热现象的微观解释 编制人 刘斌

审核人 杨博昌

目标导学 学 习 目 标

1.知道气体分子运动的特点 ；了解气体压强的微观意义 。

2.掌握气体实验定律的微观解释 。

重点

难点 了解和认识气体热现象的微观意义，能应用气体热现象的微观解释进行解题。

问题记录 自 学 质 疑 学 案

请同学们将预习中的疑难问题写出来。

一、 气体分子运动的特点

1.运动的自由性：气体分子间的距离比较大，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力而做 运动，可以在空间自由移动，所以气体没有一定的体积和形状。

2.运动的无序性：分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着 运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都 。

3.运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率；分子速率分布图线呈 的规律。

4. 气体分子的热运动与温度的关系

(1) 越高, 分子的热运动越剧烈。

(2) 是分子平均动能的标志。

二、气体压强的微观意义

1、气体的压强是 而产生的。气体压强等于大量气体分子作用在器壁 。

2、影响气体压强的两个因素： ， 。从两个因素中可见一定质量的气体的压强与 ， 两个参量有关。

第四节 气体热现象的微观意义

教学目标：

（一）知识与技能

1、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。

2、能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。

（二）过程与方法

通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。

（三）情感态度价值观

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。

教学重点：

用气体分子动理论来解释气体实验定律。

教学难点：

气体压强的微观意义。

教学方法：

讲授法、阅读法、电教法

教学用具：

计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。电子秤滚珠实验演示视频。投影仪、投影片

教学过程：

（一）引入新课

教师：（复习提问）分子动理论的基本内容是什么？

待学生回答后，指出课题：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。

（二）新课教学

1、体验统计规律

阅读教材，知道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。

2、气体分子运动的特点

（1）阅读教材：你能找到气体分子运动有哪些特点？同学之间相互交流，然后总结。

（2）点拨：气体分子运动特点是：

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都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，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。

- 1 - 2014高中物理 8.4《气体热现象的微观解释》教学设计 新人教版选修3-3

教学目标

1．在物理知识方面的要求：

（1）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。

（2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。

2．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。

3．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。

重点、难点分析

1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是重点，它是本节课的核心内容。

2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。

教学过程

引入新课

先设问：气体分子运动的特点有哪些？

答案：特点是：

（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都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，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）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。

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律。

教学过程

一．关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：

精 品 试 卷

1 第八章 第4节 气体热现象的微观意义

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)

1．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( D )

解析：各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值，A、B错；气体分子速率的分布规律呈现“中间多，两头少”的趋势，速率为0的分子几乎不存在，故C错、D对。

2．(山东省菏泽市2017～2018学年高二下学期期中)关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是( B )

A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等

B．大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多，两头少”的规律分布

C．气体压强的大小跟气体的质量和气体的种类有关

D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零

解析：虽然分子的运动杂乱无章，在某一时刻，与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同，不能说一定相同，故A错误；大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，故B正确；气体压强跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，故C错误；当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁产生压力，故压强不为零，故D错误。

3．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( B )

A．空气分子密集程度增大

B．空气分子的平均动能增大

C．空气分子的速率都增大

D．空气质量增大

解析：温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变 ，可见单位体积内的分子数一定减小， 故A项、D项错误、B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误。