高中物理-气体的等温变化教学设计

教案题课选择性必修三第二章第二节：气体的等温变化课型新课时 2教学目标1.知道气体的等温变化。

2.在实验设计和数据处理过程中，体验科学探究过程，培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。

3.了解玻意尔定律，能用气体等温变化规律求解简单的实际问题。

学习重点等温变化实验、玻意尔定律学习难点定性分析与定量探究相结合教学过程教学环节（含备注）教学内容引入新课新课一.引入新课氢气球上升过程，体积如何变化？为什么？二.进行新课（一）探究气体等温变化的规律1．气体的三个状态参量：压强p、体积V、温度T。

2．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强随体积变化的过程。

3．实验：探究气体等温变化的规律(1)实验思路针对气体的研究，可以先选定一个热力学系统，比如一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与体积的关系。

(2)实验器材铁架台、注射器、压力表、刻度尺等。

实验装置如图所示。

(3)物理量的测量①空气柱的体积V空气柱的长度L可以通过刻度尺读取，空气柱的长度L与横截面积S的乘积就讨论练习与讲课后作业是它的体积V。

②空气柱的压强p空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。

③多次测量把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。

(4)数据分析一定质量气体等温变化的压强p与体积V的关系，可以用p­V图像来呈现。

用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，如图甲、乙所示。

由于它描述的是温度不变时气体压强与体积的关系，因此称它为等温线。

(5)注意事项①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化。

②实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。

③实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。

④在这个实验中，由于气体体积与气柱长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积。

人教版高中物理选修3-3§8.1《气体的等温变化》教学设计一、教学目标1．知识与技能：（1）理解一定质量的气体在温度不变情况下压强与体积的关系；（2）理解玻意耳定律的内容、表达式及等温图像；（3）能运用玻意耳定律分析和求解一定质量的气体在等温变化过程中压强和体积的关系问题。

2．过程与方法：（1）能运用实验得到一定质量的气体等温变化过程中压强和体积的关系，理解四种不同坐标下的等温图线及其物理意义．（2）学习通过实验的手段研究问题探索物理规律，理解控制变量法在物理学研究中的重要意义。

3．情感、态度与价值观：（1）通过探究性实验的观察，培养学生发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣。

（2）学会用物理知识解释实际生活现象，解决生活问题。

二、重难点重点：一定质量的理想气体在温度不变的条件下，压强和体积的关系．难点：让学生养成分析气体变化过程、确定初始条件的习惯及等温线中的信息。

三、学情分析学生只在初中阶段学习过大气压强的相关知识，进入高中物理学习以来只在选修3-3涉及压强知识，所以学生对于理解气体的三个参量：压强、体积和温度之间的关系有一定的难度，因此教学过程中教师的语音引导和分析很重要，因此从生活实际场景出发引出问题，引导学生思考探索的教学设计很必要，让学生在生活化实验中体会物理知识的产生和应用的魅力。

四、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入（5分钟）抛出生活场景引导提问：夏天自行车打气不易太满，容易爆胎压瘪的塑料瓶如何快速有效复原思考提问实验讨论思考交流从生活场景启迪学生思考，学生的代入感较强，实验操作让学生体会到学习的乐趣，步步诱导引出气体的三个参量等知识储备新课教学（25分钟）课堂“特殊”吹气球比赛气球手动爆破一、气体的等温变化（定性分析）一定质量的气体在温度不变的情况下，体积增大时压强减小，体积减小时，压强增大，即引出气体的等温变化这一概念。

二、气体的等温变化（定量分析）——实验探究教师进行实验介绍：研究对象是什么？被封闭的空气柱。

8.1 气体的等温变化教学目标：1.理解一定质量的气体在温度不变下压强与体积的关系；2.会通过实验的手段研究问题探索物理规律；3.通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度；4.能利用波意耳定律处理有关问题。

重点：会用波意耳定律解决实际问题。

难点：如何设计等温变化的实验。

教法：讲授法、讨论法、实验法教学过程：一、引入：① 吹气球比赛：准备两个空矿泉水瓶，两瓶内装有气球，气球口和矿泉水瓶口重合并固定，瓶A 事先扎了小孔，瓶B 完好无损。

师：现在请两个同学来进行一场吹气球比赛，看看谁能把气球吹得更大。

活动进行……问：请参加比赛的同学说说看，在瓶子力吹气球时有什么不同的感觉呢？——关键词：吃力困难问：请同学分析一下，为什么B 瓶中气球比A 瓶中的更难以吹鼓起来呢？——A 瓶漏气、B 瓶中气球漏气师：可以利用身边资源进行验证一下，看看你的猜测是不是正确的。

——引导学生将A、B 两瓶盖上盖子后压入水中，A 瓶进了水，B 瓶没有进水。

说明A 瓶漏气。

——向全体同学展示两瓶的验证结果，明确A 瓶漏气，故A 瓶内气球更容易吹起来。

总结性问题：现在请同学们根据已有的知识解释一下，为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢?——引导学生回答: 密闭瓶子中本身装有有一定量气体，当瓶中气球胀大时，瓶中气体被压缩，瓶中气体压强变大，使得吹大的气球更加困难。

而漏气的瓶中的气体由于和外界连通，气压始终等于外界大气压，故吹起气球就和平时无异。

总结性问题2：这个比赛告诉我们，对于质量一定的气体，其压强跟什么因素有关呢？——体积展示变形的乒乓球。

师：这里有一颗被踩扁的乒乓球，大家能想想办法将它复原吗？——将球泡在热水中，复原后像全体学生展示。

问：哪位同学能给我们解释一下热水能使乒乓球复原的原因呢？——球内气体受热膨胀，将乒乓球体撑开。

让一位同学上台展示让乒乓球原状的方法（提前备好热水）——不能，受热膨胀，球内气体就从缝隙中溢出来，无法撑开乒乓球体。

8.1气体的等温变化
一、学习目标
1、通过演示实验得到一定质量的气体等温滨化过程中压强和体积的关系；
2、理解不同坐标下等温图像及其物理意义；
3、理解控制变量法在屋里学研究中的重要意义；
4、理解波义耳定律的内容、表达式及等温图像；
5、能运用波义耳定律分析一定质量的气体在等温变化过程中压强和体积的关系问题；
二、重难点
重点：学习气体的波义耳定律
难点：会运用波义耳定律分析一定质量的气体在等温变化过程中压强和体积的关系问题。

第八章8.1、气体的等温变化玻意耳定律教学目标1．在物理知识方面要求：（1）知道什么是等温变化；（2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。

（3）理解气体等温变化的p-V 图象的物理意义；（4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；（5）会用玻意耳定律计算有关的问题。

2．通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。

3．渗透物理学研究方法的教育：当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某个或某几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。

重点、难点分析：1．重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。

2．学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。

在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。

教具：1．定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块。

2．较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器。

教学过程（一）引入新课对照牛顿第二定律的研究过程先m一定，a∝F；再F一定，a∝，现在我们利用这种控制条件的研究方法，研究气体状态参量之间的关系。

（二）教学过程设计一．一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系实验前，请同学们思考以下问题：①怎样保证气体的质量是一定的？②怎样保证气体的温度是一定的？（密封好；缓慢移活塞，筒不与手接触。

）二．较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系（1）介绍实验装置①研究哪部分气体？② A管中气体体积怎样表示？（l·S）③阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0）④欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0+h）。

物理组气体的等温变化一、教学目标1.知道得出玻意耳定律的实验装置（演示实验和学生实验）和实验过程。

2.了解得出玻意耳定律的实验装置，以及是怎样经过实验得出这个定律的。

.3.理解什么是等温变化，掌握玻意耳定律内容和公式表达。

4.能用玻意耳定律解决有关的问题。

二、重难点分析1.重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。

2.学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。

在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。

三、教学过程1、课题引入举例：凹陷的乒乓球被热水一浇，恢复原状；通过学生举出的众多实例，分析得出：对于一定质量的某种气体，描述其状态的物理量有温度、体积和压强，定性说明一定质量的气体，压强与体积的关系。

2、实验设计一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。

我们如何确定三个量之间的关系呢？引导学生应用控制变量法来探究这三个量之间的关系。

我们来研究：当温度（T ）保持不变时，体积（V ）和压强（p ）之间的关系。

<1>实验方案的设计我们用课本中给我们提供的设计方案，应用气压计和注射器来探究温度不变时，气体的体积和压强的关系。

在实验之前给学生提出以下问题让学生思考：我们的研究对象是什么?怎样保证气体质量不变?怎样保证实验过程温度不变?实验需要测量的物理量?<2>数据的处理<3>根据数据得出图像<4>得出结论一定质量的气体在温度不变的情况下，压强和体积成反比3、玻意耳定律一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积V 成反比。

公式表述：pV= C4、解题步骤（1）明确研究对象；（2）分析过程特点，判断为等温过程；（3）列出初、末状态的p、V 值；（4）根据p1V1=p2V2 列式求解；5、课堂例题解析例一：一定质量气体的体积是20L 时，压强为1×105Pa。

气体的等温变化一、教学目标（1）理解玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。

能用实验，图像，数学表达式得到玻意耳定律，体会实验探究过程，培养学生协作能力。

（2）会用玻意耳定律进行简单计算，解释实验现象。

二、教学重点和难点重点：实验过程和数据处理难点：玻意耳定律条件的理解，玻意耳定律简单的应用三. 教学过程1.生活实例1、试分析水桶变形的原因是什么？生活实例2：试分析三个生活中常见的实例并阐述其中的物理学原理？（提出研究课题）2.猜想与假设：探究实验：通过小实验体会质量一定的的气体，温度不变时压强和体积之间的关系？3.学生实验方案一：（1）在实验案例中，我们研究的是哪一部分气体?（2）怎样保证这部分气体的质量是一定的？(3)实验中为了保持气体的温度不变，我们应该注意什么问题?(4)实验中我们如何测量出所研究气体的体积V 和压强p？学生实验方案二：注射器、压强传感器、数据采集器、连接管、计算机等 .4.数据采集P（*105）L（cm）/V 1/L / 1/V6.验证猜想，得到结论：7.玻意耳定律（1）内容：（2）公式：（3）图像及物理意义：（4）适用条件：【学以致用一】用玻意耳定律解释前面实验水柱喷出的原因？【学以致用二】一个体积为V的沼气泡自池塘底部浮起，如图所示．若水深h=4m，沼气泡从池底上升到水面时，它的体积将变为原来的多少倍？（设水底和水面温度相同，大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103 Kg/m3，g取10m/s2）思考与讨论：同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？小结：学到的物理知识和掌握的物理方法学情分析学生学习气体的定律已经初步掌握了控制变量法的应用条件，会用数学方法处理物理实验数据的思想，初步掌握了求解固体压强和气体压强的方法，上课中通过生活现象和物理知识相结合引起学生的兴趣，通过学生的合作探究，团结协作的精神体会物理实验的魅力，同时会用知识解释生做中的物理现象。

第 1 页 气体的等温变化 重/难点

重点：通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。

难点：正确确定密闭气体的压强。 重/难点分析 重点分析：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。玻意耳定律可以用p-V图线表示。玻意耳定律是实验定律，不论什么气体，只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件，都近似地符合这个定律。

难点分析：学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的困惑，这是难点。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。

突破策略 1.定性说明一定质量的气体，压强与体积的关系 橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块，组装如图。

实验前，请同学们思考以下问题： 第 2 页

① 怎样保证气体的质量是一定的？ ② 怎样保证气体的温度是一定的？ （答：密封好；答：缓慢移活塞，筒不与手接触。） 2.较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系 （1）介绍实验装置 观察实验装置，并回答： ① 研究哪部分气体？ ② A管中气体体积怎样表示？（l·S） ③ 阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（op）

④ 欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（opph）。

⑤ 欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（opph－）。

⑥ 实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？（缓慢） 第 3 页

（2）实验数据采集 压强单位：mmHg；体积表示：倍率法 环境温度：室温 大气压强：op= mmHg

① A管中气体体积减小时（基准体积为V） 顺 序 1 2 3 4 5

第八章8.1、氣體的等溫變化玻意耳定律教學目標1．在物理知識方面要求：（1）知道什麼是等溫變化；（2）知道玻意耳定律是實驗定律；掌握玻意耳定律的內容和公式；知道定律的適用條件。

（3）理解氣體等溫變化的p-V 圖像的物理意義；（4）知道用分子動理論對玻意耳定律的定性解釋；（5）會用玻意耳定律計算有關的問題。

2．通過對演示實驗的研究，培養學生的觀察、分析能力和從實驗得出物理規律的能力。

3．滲透物理學研究方法的教育：當需要研究兩個以上物理量間的關係時，先保持某個或某幾個物理量不變，從最簡單的情況開始研究，得出某些規律，然後再進一步研究所涉及的各個物理量間的關係。

重點、難點分析：1．重點是通過實驗使學生知道並掌握一定品質的氣體在等溫變化時壓強與體積的關係，理解p-V 圖像的物理意義，知道玻意耳定律的適用條件。

2．學生往往由於“狀態”和“過程”分不清，造成抓不住頭緒，不同過程間混淆不清的毛病，這是難點。

在目前這個階段，有相當多學生尚不能正確確定密閉氣體的壓強。

教具：1．定性演示一定品質的氣體在溫度保持不變時壓強與體積的關係橡皮膜（或氣球皮）、直徑為5cm左右兩端開口的透明塑膠筒（長約25cm左右）、與筒徑匹配的自製活塞、20cm×6cm薄木板一塊。

2．較精確地演示一定品質的氣體在溫度保持不變時壓強與體積的關係實驗儀器。

教學過程（一）引入新課對照牛頓第二定律的研究過程先m一定，a∝F；再F一定，a∝，現在我們利用這種控制條件的研究方法，研究氣體狀態參量之間的關係。

（二）教學過程設計一．一定品質的氣體保持溫度不變，壓強與體積的關係實驗前，請同學們思考以下問題：①怎樣保證氣體的品質是一定的？②怎樣保證氣體的溫度是一定的？（密封好；緩慢移活塞，筒不與手接觸。

）二．較精確的研究一定品質的氣體溫度保持不變，壓強與體積的關係（1）介紹實驗裝置①研究哪部分氣體？②A管中氣體體積怎樣表示？（l·S）③閥門a打開時，A管中氣體壓強多大？閥門a閉合時A管中氣體壓強多大？（p0）④欲使A管中氣體體積減小，壓強增大，B管應怎樣操作？寫出A管中氣體壓強的運算式（p=p0+h）。

高中物理-气体的等温变化教学设计教学主题§8.1气体的等温变化一、教材分析本节课的教学重点是启发和引导学生做好探究实验，让学生亲自动手操作、观察并记录数据、通过交流汇总，从而有说服力地归纳出气体的等温变化规律－玻意耳定律，并且还可以为气体的等容、等压变化的教学打下坚实的基础。

因此，熟练且准确地操作实验就是本节课的关键。

二、学生分析本节课的教学难点是用积极有效的手段吸引学生的注意力，让学生自主学习、合作探究，增加学生的参与程度，激发学生热爱科学的情感。

三、教学目标1．知识与技能：(1)知道描述气体的状态参量是温度、体积、压强；理解气体的等温变化规律－玻意耳定律。

(2)培养学生的分析推理能力、归纳概括能力、理论联系实际应用物理知识解决生产生活中的实际问题能力。

2．过程与方法：(1)以生活实践为基础，通过观察思考、猜想假设、设计实验检验、归纳总结得出气体的等温变化规律－玻意耳定律，体验科学探究的过程。

(2)渗透物理学研究方法的教育。

采用控制变量的方法对气体的温度、体积、压强三个物理量进行研究；运用列表法、图象法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

3．情感态度与价值观培养学生善于观察、勤于思考、勇于探求真理的精神；培养学生主动与他人合作、团结协作的团队精神。

四、教学环境□简易多媒体教学环境□交互式多媒体教学环境□网络多媒体环境教学环境□移动学习□其他五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字根据本节课的教学目标和教学重点，为让学生能切实的体会和理解气体等温变化的特点，单凭演示实验，学生很难体会到气体等温变化的特点。

在学生初步了解后，引导学生设计探究思路，提出了明确的思考方向后，由学生设计实验方案，完成实验操作，并运用已有的知识认真分析，最后归纳总结，得出气体等温变化的性质。