玻意耳定律的探究性实验设计

《玻意耳定律应用》教学设计

一、设计思想

从近几年高考试卷不难看出，在理综合考试的模式下物理学科在选修部分的模式基本上确定，考一个6分的选择题和一个9分的计算题，而这个计算题基本上以气体的实验定律为主，出现几率最大的是玻意耳定律的应用，这部分的命题特点是一般不会是直接应用定律，气体的等温变化适用的条件，气体状态的选择，状态参量的确定，多个研究对性以及一个研究就对象的多个变化问题是这个知识点的命题重点和热点，尤其是气体状态的确定和状态参量的求解时难点。因此本节课从拆分高考真题人手，引导学生学习拆分多研究对象和多过程的等温变化问题。

二、教材分析

本节课选自人教版普通高中物理选修3-3第八章《气体》。《玻意耳定律的应用》这节课是在《气体等温变化实验》之后加的一节专题性质的习题课。是前一节课的应用，也对后面学习《理想气体状态方程》做好铺垫。本节课是选修的内容，从现在的高考试题来看，考生要必选一个模块作答，而这一模块的选取会对考生的成绩产生很大的影响，尤其是计算题的9分，而等温变化又是选修3-3这一部分的常考内容，是热点也是重点。

三、学情分析

本节课的教学对象是高二普通班的学生，他们经过了一年半的高中训练，掌握了一定的学习方法，对自己有比较清晰的认识，有学习热情，这部分知识又和前面的知识联系不大，因此他们有学好的愿望，也有学好的可能，但是他门的分析能力还有待加强，也不太愿意动笔。

四、教学目标

（一）知识与技能

1.掌握判断等温变化的方法

2.学会选择气体的状态并确定状态参量

3.会应用玻意耳定律求解未知参量

（二）过程与方法

通过思考、讨论、阅读，学会审题，明确等温变化的使用条件，尝试拆分高考真题

（三）情感态度价值观

培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。引导学生养成面对问题要冷静不要畏难的习惯

五、重点难点

重点：气体进行等温变化过程的判断，状态参量的确定

《玻意耳定律》 导学案

一、学习目标

1、 理解玻意耳定律的内容和表达式。

2、 能够运用玻意耳定律解决相关的物理问题。

3、 了解玻意耳定律的实验探究过程，培养实验探究能力和科学思维。

二、学习重点

1、 玻意耳定律的内容和表达式。

2、 运用玻意耳定律进行计算和分析。

三、学习难点

1、 对玻意耳定律适用条件的理解。

2、 运用玻意耳定律解决变质量问题。

四、知识回顾

1、 压强的定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强，公式为 ＼（p ＝ ＼frac{F}｛S}＼） 。

2、 理想气体的概念：在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体叫做理想气体。 五、新课导入

在日常生活中，我们经常会接触到气体的相关现象。比如，给轮胎打气时，随着气体的增多，轮胎内的压强会增大；而当轮胎漏气时，压强会减小。那么，气体的压强和体积之间到底存在着怎样的定量关系呢？这就是我们今天要学习的玻意耳定律。

六、玻意耳定律的内容

一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强 ＼（p\） 与体积

＼（V\） 成反比，即 ＼（pV ＝ 常量\） 。

七、玻意耳定律的表达式

＼（p_{1}V_{1} ＝ p_{2}V_{2}＼） ，其中 ＼（p_{1}＼） 、 ＼（V_{1}＼） 分别表示气体在初始状态下的压强和体积， ＼（p_{2}＼） 、 ＼（V_{2}＼） 分别表示气体在末状态下的压强和体积。

八、玻意耳定律的适用条件

1、 一定质量的气体。

2、 温度保持不变。

九、玻意耳定律的实验探究

（一）实验器材

注射器、压强传感器、数据采集器、计算机等。

（二）实验步骤 1、 将注射器与压强传感器连接好，确保装置不漏气。

2、 水平放置注射器，在注射器内封闭一定质量的气体。

3、 缓慢推动注射器的活塞，改变气体的体积，同时通过压强传感器和数据采集器记录不同体积下气体的压强。

4、 分析实验数据，得出压强与体积的关系。

《玻意耳定律》 导学案

一、学习目标

1、 理解玻意耳定律的内容和表达式。

2、 能够运用玻意耳定律解决相关的物理问题。

3、 了解玻意耳定律的实验探究过程，培养实验探究能力和科学思维。

二、学习重难点

1、 重点

（1）玻意耳定律的内容和表达式。

（2）运用玻意耳定律解决实际问题。

2、 难点

（1）对玻意耳定律成立条件的理解。

（2）气体压强和体积变化关系的分析。

三、知识回顾

1、 气体的状态参量有哪些？

气体的状态参量包括压强（p）、体积（V）和温度（T）。

2、 压强的单位有哪些？它们之间如何换算？ 压强的单位有帕斯卡（Pa）、标准大气压（atm）、毫米汞柱（mmHg）等。1 atm ＝ 1013×10^5 Pa，1 mmHg ＝ 13332 Pa。

四、新课导入

在日常生活中，我们经常会遇到与气体有关的现象。比如，给自行车轮胎打气时，随着气体的增多，轮胎内的压强会增大；而当轮胎漏气时，气体减少，压强会减小。那么，气体的压强和体积之间到底存在着怎样的定量关系呢？这就是我们今天要学习的玻意耳定律。

五、玻意耳定律的内容

英国科学家玻意耳通过实验研究发现：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强 p 与体积 V 成反比。

数学表达式为：pV ＝ 常量 或者 p₁V₁ ＝ p₂V₂

这里需要注意的是，“一定质量”和“温度不变”这两个条件是玻意耳定律成立的前提。

六、玻意耳定律的实验探究

1、 实验装置

如图所示，我们使用一个带有活塞的密闭容器，容器内装有一定质量的气体。通过改变活塞的位置来改变气体的体积，同时测量不同体积下气体的压强。

2、 实验步骤 （1）将容器内的气体调整到某一初始状态，记录此时的压强 p₁ 和体积 V₁。

（2）缓慢推动活塞，减小气体的体积，记录每次体积 V₂、V₃、…，以及相应的压强 p₂、p₃、…。

（3）反向缓慢拉动活塞，增大气体的体积，再次记录不同体积下的压强。

玻意耳定律 教学方案设计

授课人：陈浩翔

一、 教学任务分析

玻意耳定律是热学部分的重点内容，它是在“气体状态参量”的基础上，用实验研究一定质量的气体在温度保持不变时，压强随体积的变化规律。 本节内容在气体性质的教学内容中起着承上启下的作用，它不仅在研究方法上为后面研究气体的等容、等压变化作下铺垫，而且也为得出理想气体状态方程奠定了知识基础。本节内容的学习有利于培养学生通过观察和实验来研究物理问题的思想和方法，同时也可以开拓学生的眼界，初步培养学生探索科学的能力。

有关压强的概念、液体的压强、连通器等物理概念、物理模型

通过挤压针筒的实验导入新课，接着引导学生联系所学知识，采用控制变量法进行实验，得到定性的结果。为了更进一步研究问题，教师引导学生结合DISLab系统进行定量实验，分析实验数据和p-V、P-1/V图线，并启发学生思考实验中存在误差的原因。在得出玻意耳定律之后，分析导入实验的原理，解决一开始提出的问题。最后介绍玻意耳定律在生活中的有关应用，培养学生分析和解决问题的能力以及学习物理的兴趣。

通过观察实验，激发学习兴趣，培养善于观察和思考的习惯。

二、教学目标：

1、知识与技能：

（1）能确认等温变化过程。

（2）掌握玻意耳定律的内容、适用条件，能画出等温过程的曲线。

（3）能应用玻意耳定律解决简单问题。

2、过程与方法：

（1）通过观察实验验证玻意耳定律，体验科学探究的过程。

（2）通过实验数据和图像的分析，掌握研究物理问题的思想和方法。

3、情感态度与价值观：

（1）通过观察实验，激发学习兴趣，培养善于观察和思考的习惯。

三、教学重点和难点： 重点：由实验推导出玻意耳定律气体的等温变化并解决相关问题

难点：一定质量的气体状态变化过程和初末状态P、V的确定。

四、教学资源

1、器材：教科书、电脑、Dislab系统、注射器、压强传感器、有小孔的塑料瓶等

2、课件：PPT

3、录像：