高中物理-气体的等温变化教学设计学情分析教材分析课后反思

5/5《气体的等温变化》教学设计【教学目标】1、理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系。2、会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析，体验科学探究过程。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与实事求是的科学精神。4、在实验探究过程中，培养学生相互协作的精神。【教学重点】让学生经历一次探索未知规律的过程，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。【教学难点】学生实验方案的设计；数据处理。【教学方法】实验探究【教学用具】气压传感器，自制可固定注射器，数据采集器，气球，空矿泉水瓶，底部钻孔的水瓶，注射器，乒乓球【课时安排】1课时（45分钟）【教学过程】一、课前准备：安放好器材，打开电脑并利用极域电子教室软件与分组实验的电脑建立连接。二、引入新课：1、观看热气球视频：燃烧器喷出熊熊烈焰，巨大的热气球缓缓膨胀，可以带领人们到空中旅行，早在16世纪人们就开始利用热气球进行探险之旅，时至今日，热气球早已为人们的休闲娱乐服务，如果有朝一日，同学们也可以乘坐热气球翱翔于天空，想必也会对它的工作原理很感兴趣吧。2、师问：室内打足气的轮胎放到烈日下暴晒，可能会有什么后果出现呢？出现这个后果的原因是什么参量发生变化了呢？学生：可能会爆胎，因为轮胎内的气体温度升高，进而引起轮胎内压强变大，有可能超过轮胎的限度，引起爆胎。师问：怎样使凹陷的乒乓球恢复原状呢？又是什么参量变化了呢？学生：可以放进热水里，温度变高，引起压强变大，进而恢复原状总结：由此知道，对于气体来说，压强、体积、温度与质量之间存在着一定的关系。高中阶段通常就用压强、体积、温度描述气体的状态，叫做气体的三个状态参量。对于一定质量的气体当它的三个状态参量都不变时，我们就说气体处于某一确定的状态；当一个状态参量发生变化时，就会引起其他状态参量发生变化，我们就说气体发生了状态变化。这一章我们的主要任务就是研究气体状态变化的规律。出示课题：

第八章

气体师问：同时研究三个及三个以上物理量的关系，稍显复杂，不妨先研究其中两个物理量之间的关系，我们要用什么方法呢？请举例说明。生：控制变量法比如要研究压强与体积之间的关系，需要保持质量和温度不变，再如要研究气体压强与温度之间的关系，需要保持质量和体积不变。师：我们这节课首先研究气体的压强和体积的变化关系。我们把温度和质量不变时气体的压强随体积的变化关系叫做等温变化。出示本节课题：

气体的等温变化三、开始新课（一）实验探究:学生体验压强与体积的关系得出定性结论1、学生体验压强与体积的关系得出定性结论小组体验：每桌同学用一只注射器体验：一个同学用手指头封闭一定质量的气体，缓慢压缩气体，体积减小时手指有什么感觉，说明什么呢？要求学生体验并说出自己的感觉和结论（即压缩气体，体积减小，压强增大）演示实验：空矿泉水瓶，轻轻放上瓶盖，瓶内气体无法将瓶盖弹出，拧紧瓶口，用力旋转瓶身，压缩体积，轻轻将瓶口旋松，砰地一声，瓶内气体将瓶盖弹出。两个大矿泉水瓶，瓶内塞入气球，气球反扣于瓶口，找两位同学用力吹气球，一个很容易吹大，另一个很难吹大，仔细观察，很容易吹大的瓶底切除，很难吹大的水瓶完好。分析原因：两个实验都证明被封闭的气体压缩体积，压强变大2、猜想师问：通过刚才的实验，我们得到了一个定性的结论，一定质量的气体体积减小时，压强会变大，但是在变大与变小之间有没有更严格的数学关系呢？如果有，应该怎么验证呢？学生：要通过实验采集数据，采集不同体积下，对应的压强数值，从数据上来分析压强与体积是否有更严格的数学关系。3、实验验证（1）实验设计：要求学生进行实验设计:一定质量的气体在温度不变情况下，不断改变体积，测量对应体积下的压强数值。（2）问题1：本实验的研究对象是什么？如何取一定质量的气体？实验条件是什么？如何实现这一条件?学生讨论回答：研究对象是一定质量的气体，用活塞封闭一定质量的气体在注射器内以获取，实验条件是气体质量不变，气体温度不变；实验时应该用力插紧，推活塞改变体积和压强；不用手握注射器，稳定后再读数。问题2：

数据收集：本实验中应该要收集哪些数据?

用什么方法测量？学生：要收集气体的不同压强和体积，用压强传感器可以测量压强，注射器上面的读数可以得到体积。（3）实验过程：分组实验，采集数据问题3：数据处理：怎样处理上述数据才能得到等温条件下压强与体积之间的正确关系呢？（学生讨论并回答）学生：常用数据处理办法有计算法，图象法等。老师：能不能说得更具体一点呢？学生：就是先把V和P乘起来，看看各组的乘积是否相等（或者近似相等），从而得到结论；图像法就是以V为横坐标，P为纵坐标，在用描点作图法，把得到的数据作到坐标系中，再连线，看图像的特点，从而得到两者的定量关系。问题4：若P—V图象为双曲线的一支，则能说明P与V成反比。但能否确定我们做出就一定是是双曲线的一支呢？我们怎样进一步P和V之间的关系呢？学生：我们就作一条P—1/V图象看看吧学生：计算机拟合：在计算机上做P—1/V图象。老师：通过极域电子教室软件，把每一个小组的图像显示在投影上，我们看到一定质量的气体，在温度不变的情况下，P—1/V图象是一条（几乎）过原点的直线，表明压强与体积成反比。3、实验结论：在误差允许的范围内，一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积成反比。早在17世纪，英国科学家玻意耳通过更严谨的实验研究得出了这个结论，被称为玻意耳定律。（二）、玻意耳定律1、

内容：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下压强P与体积V成反比。2、

公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V23、

等温变化的图象：双曲线的一支——等温线（三）、玻意耳定律的应用之定性解释：小实验：装水的瓶子下有小洞，当盖子打开时水会喷出，然后合上盖子则水就不会持续地流出了。学生解释：盖子打开时，小孔上方的压强始终大于外面的压强，所以水会喷出，当盖子盖上时，水的上方被封闭了一定质量的气体，当有水流出后，瓶中空气的体积变大，根据波意耳定律可知压强变小，当孔上方压强减小到与于外部大气压相等时，水就流不出去了。巩固练习：1、甲乙两容器内的气体压强均为P0,两容器的体积之比为2：1，乙容器右端有活塞相连，缓慢将活塞推至左端，将乙容器内的气体全部压缩至甲容器，则此时甲容器内的气体压强P变为（）（压缩过程气体温度不变）1、解析初状态：压强P0体积3V0末状态：压强P体积2V0根据玻意耳定律：P0×3V0=P×2V0解得：P=1.5P0出示规范解题步骤，让学生修改完善自己的解题过程。2、一个足球的容积是2.5L，用气筒给这个足球打一次气，把体积为125ml、压强与大气压强相同的气体打进球内。（设打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同，并且打气后足球体积几乎不变）求：打一次气后，足球内的气体压强是多少？答案：1.05P0课堂小结：师问：1、通过这节课的学习，在知识和物理研究方法上我们学到了什么?2、在探究物理规律的过程中我们经历了怎样的科学探究的过程?学生总结：1、研究多变量问题时用控制变量法，理解了等温变化规律2、实验探究方法：先猜想——通过简单的小实验验证猜想——进一步猜想更深刻的规律——再科学实验验证——得到结论布置作业：完成课本20页的第1、2题（对所学知识进一步巩固）【板书设计】学情分析学生在初中时就已经有了固体、液体和气体的概念，生活中也有热胀冷缩的概念，但对于气体的三个状态参量之间有什么样的关系是不清楚的。新课程理念要求我们，课堂应该以学生为主体，强调学生的自主学习、合作学习，着重培养学生的创新思维能力和实证精神。这节课首先通过做简单的演示实验，让学生明白气体的质量、温度、体积和压强这几个物理量之间存在着密切的联系；然后与学生一道讨论实验方案，确定实验要点，接着师生一道实验操作，数据的处理，得出实验结论并深入讨论，最后简单应用等温变化规律解决实际问题。效果分析本节课很好的实现了课程目标。1、通过小组合作学习，学生不仅通过实验总结出了玻意耳定律，还能加以运用，当堂检测掌握效果，达成目标好。2、引导学生自主学习，并设计实验进行探究，培养学生分析、观察和操作实验的能力；让学生自己总结、归纳出玻意耳定律，培养学生概括问题的能力；通过实例分析，培养学生应用知识解决实际问题能力。3、通过实验探究，激发学生学习自然科学的兴趣，培养学生实事求是的科学态度和追求真理的精神。教材分析教学内容本节教材是人教版高中物理选择性必修第三册第二章的内容，是本章的重点内容之一，运用实验的方法得出玻意耳定律的内容和数学表达方式，并给出了玻意耳定律的图像表示法。教材的地位：玻意耳定律是学生学习的第一个气体实验定律，第一次分析气体状态参量的定量变化，对学生进一步学习查理定律和理想气体状态方程都有重要作用。同时也能培养学生通过观察来研究物体连研究物理问题的思想方法。教材的特点：教材突出了得出玻意耳定律的实验过程，思路和方法，用理想化模型替代实际研究的对象。并对有关过程做出一定的简化和假设，抓住了事物的主要矛盾，忽略了次要矛盾是教材的作用。本节教材的内容及其安排，既能培养学生从具体事物入手的分析方法，更能提高学生综合运用知识来分析和解决问题的能力，并给学生提供了学习物理知识的一种重要的思维方法。教学重点：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。

教学难点：学生对探究实验的设计是本节的难点。本节课时安排建议：2课时评测练习1一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的4倍，则压强变为原来的多少倍（）A8B4C0.25D0.52一定质量的理想气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小了2atm时，体积变为4L，则该气体原来的体积为：（）A、4/3LB、2LC、8/3LD、8LvpvpoT1T2图8—2从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的由图可知T1＞T2由图可知T1＜T24内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa，体积为2.0×10-3m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。求汽缸内气体的压强？5一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125ml、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气之前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？《气体的等温变化》课后反思针对本节课我的教学设计，以及实际教学过程中出现的问题，特反思如下：1、《气体的等温变化》是高中物理热学部分的重点内容，教学一般分为两课时，本课时为新授课，故侧重于方法、侧重于过程、侧重于对规律及微观本质的正确理解。2、物理是一门实验科学，本节课有很好的实验方法教育素材，故在实验操作及数据分析的过程中渗透了一定量的科学实验方法，如：控制变量、直觉猜想及验证等。3、教学中期望通过问题情景的设置、实验方法的应用和研究过程的剖析，使学生了解科学研究的过程、积累对物理方法和物理规律的美感、增强实验数据处理的能力，以便正确理解玻意尔定律，并为后续内容的学习打下坚实的基础。4、本课时实验探索教学设计中，较充分的发挥了多媒体电脑的作用。实验数据分析过程的重复性劳动和计算完全由电脑完成，使学生有充裕的时间投入实验研究的方法和思路中。并且采用极域电子教室软件，能及时的把每个实验小组的屏幕展示在投影上，分享给所有学生，使信息最高效最及时的得到利用。5、本节课引入新课的环节比较新颖，能够很好地激发学生学习的兴趣。课堂上让学生从自身体验开始，充分参与科学探究的全过程，演示实验比较成功，现象明显，分析到位。学生分组实验效果好，操作熟练，数据处理准确，能够很好的通过数据分析得出实验结论。熟悉科学探究未知世界的一般流程，并坚持渗透实事求是和精益求精的科学精神。6、教学中应用数学方法处理物理数据，从而得出简洁的物理学规律的过程，让学生多练习多体验，以使学生真正掌握，并且多给时间让学生从图像中找出规律，以提高学生认识图像和应用图像分析问题的能力。7、教学中学生参与小实验及视频材料能很好地吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，以提高教学的时效性。8、物理来源于社会生活实践，反之也能解释自然界及生活和生产中的相关现象，有效杜绝物理和生活脱节的现象发生，也有利于学生正确物理观的形成。9、这堂课的不足之处：（1）老师有些紧张，在语言表达上有些生涩，过度性的语言说的不够圆润。应该继续锤炼语言。（2）在屏幕上展评规范解题过程时，没有展示学生的做题卷面，发现学生问题方面体现的不够，有些遗憾。多积累经验，以期改进。课标分析1．课堂上让学生从自身体验开始，充分参与科学探究的全过程，熟悉科学探究未知世界的一般流程，并坚