高中物理 《气体 气体的状态和状态参量》教案 沪科版选修3-3VIP

用心 爱心 专心1 气体气体 气体的状态和状态参量气体的状态和状态参量 教案教案 一 教学目标 1 在物理知识方面要求 1 知道气体的温度 体积和压强是描述气体状态的状态参量 2 理解气体的温度 体积和压强的物理意义 3 知道气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 4 会用水银压强计测量密闭气体的压强 5 会计算气体的压强 2 通过研究描述气体状态的三个参量 明确本章的中心课题和研究方法 增强学生学习的目的性 二 重点 难点分析 1 气体的压强是重点 因为它是以后进一步学习气体实验定律和理想气体状态方程的基础 所以要让学 生理解压强概念的物理意义 知道压强的单位 会计算气体的压强 会用水银压强计测定气体的压强 2 正确确定密闭气体的压强是难点 特别是 U 形管中气体的压强 受重力 压力 压强这样的推理逻辑 的影响 学生在理解气体压强产生时会感到困惑 三 教具 1 演示气体压强的大小 水银气压计 U 形管的底部用乳胶管连接 B 管为可活动的 2 气体压强的模拟实验 气体分子运动模拟实验器 四 主要教学过程 一 引入新课 在研究机械运动时 物体的位置 速度确定了 物体的运动状态就确定了 当研究对象转换为气体时 描 述气体的状态 显然不能再用位置 速度这样的物理量了 那么应该用什么物理量来描述气体的状态呢 举例 凹陷的乒乓球被热水一浇 恢复原状 充好气的气球 放在暖气片上会爆裂 自行车内胎在夏天时容易爆胎 气体被压缩 压缩气体突然膨胀 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 二 教学过程设计 1 温度 1 对温度物理意义的认识 宏观 温度表示物体的冷热程度 微观 温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度 温度是物体分子平均动能的标志 2 温度与温标 温标即温度的数值表示法 摄氏温标 摄氏温度 t 热力学温标 热力学温度 T 2 气体的体积 1 气体体积是指气体分子充满的空间 即容器的容积 用心 爱心 专心2 2 这个容积不是气体分子本身的体积之和 气体分子之间是有空隙的 3 气体的体积用字母 V 表示 4 国际单位制单位 m3 dm3 cm3 1L 10 3m3 1dm3 3 气体的压强 1 用水银压强计测容器中气体的压强请同学们讨论一下 若实验显示的是图甲所示的情况 那么容器 中的气体压强比外界大气压是大还是小 写出数学表达式 若实验显示的是图乙所示的情况 那么容器中的气 体压强比外界大气压是大还是小 写出数学表达式 这里用 p0 表示大气压强 p 表示容器中气体的压强 h 表示两个水银面的高度差 ph 表示高度为 h 的水 银柱产生的压强 引导学生写出数学表达式 图甲 p p0 ph 图乙 p p0 ph 2 气体的压强是怎样产生的 举例 1 用一小把针刺手心 随着针刺频率的增加 手心的感觉会有什么变化 举例 2 气体分子运动模拟实验器 定性模拟大量气体分子频繁地碰撞器壁产生持续的均匀压力 形成对 器壁的压强 举例 3 大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上 对伞面产生一个持续的压力 在对上述举例讨论 观察后 引导学生归纳出气体压强的产生原因 大量气体分子对器壁的频繁碰撞 形成了对器壁的压强 3 什么因素决定一定质量的气体压强的大小 引导学生进行分析 归纳 用心 爱心 专心3 分子的密度 单位体积内的分子数 分子密度越大 在单位时间内器壁的单位面积上受到的分子撞 击次数就越多 产生的压强也就越大 而气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定 分子的平均速率 分子运动越剧烈 平均速率越大 那么在单位时间内器壁单位面积上受到分子撞击 的次数越多 而且每次撞击的作用也越大 气体的压强也就越大 而气体分子的平均速率是由气体的温度反映的 结论 对于一定质量的气体 体积和温度是决定气体压强的因素 4 大气压强是怎样产生的 实验和理论证明 大气层中的气体 其单位体积内的分子数是随高度而递减的 大气层中不同高度的气体 分子密度不同和温度不同 产生的大气压强也就不同 分子的频繁碰撞 大气压强产生的原因 举例 一只空杯子 在杯口轻轻地盖上一张小纸片 说明你将会看到的现象并说明其原因 4 气体的状态与状态的变化 1 对于一定质量的气体 如果温度 体积和压强都不变 就说气体处于一定的状态中 2 如果三个量都变了 或其中两个量变了 就说气体的状态变了 3 三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生 5 研究方法 1 通过实验 2 先研究一定质量的气体温度保持不变时 压强和体积的关系 体积保持不变时压强与温度的关系 3 在上述研究的基础上 归纳出三个量都发生变化时遵循的规律 三 课堂小结 1 气体的温度 体积和压强是描述气体状态的状态参量 2 气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的 3 一定质量的气体的压强是由气体的体积和温度决定的 4 用实验的方法和归纳法研究三个状态参量变化时的互相关联 五 说明 1 教材中提到 对一定质量的气体来说 如果温度 体积和压强这三个量都不改变 我们就说气体处于 一定的状态中 这个 状态 指的是热动平衡态 当一定质量的气体处在外界条件不变的情况下 表征它的 宏观