探究5伽尔顿板显示的规律

1、探究 5 伽尔顿板显示的规律探究平台实验目标验证大量偶然事件在整体上表现出来的统计规律。实验原理1 .对于一定种类的大量分子来说， 一定温度时， 处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的，呈现出一定的统计规律性，这种规律是一种统计规律。2 .在一定条件下,若某事件必然出现,这个事件叫做必然事件;若某事件不可能出现,这个事件叫做不可能事件.若在一定条件下某事件可能出现,也可能不出现,这个事件叫做随机事件。3 . 由分子动理论可知 , 气体分子都在永不停息地做无规则运动 , 分子之间发生着频繁地碰撞因此每一个分子的运动状态是不确定的 , 研究某一个分子的运动是没有意义的 . 虽然每一个分子运

2、动速率是不确定的 , 但物质的分子数目是非常巨大的 , 因此大量气体分子的速率存在着一定的统计规律。 气体分子都在做永不停息的运动， 对于单个分子某时刻的速率大小是偶然的 , 但大多数分子在常温下的速率都达到数百米每秒, 温度升高 , 气体分子的热运动越剧烈大多数分子的速率要增大。4 . 气体分子速率的分布： 温度较高时， 速率较大的分子所占的比例增大， 速率较小的分子所占的比例减小，至于哪个分子在什么时刻具有多大的速率，这完全是偶然的。实验器材木板、小球、铁钉、隔板、漏斗。实验过程实验步骤：1. 自制伽耳顿板（ 1）在一块平板上部钉入一排排等距的铁钉。（ 2）将木板竖直放置。（ 3）木板的下

3、部用隔板分割成许多等宽的竖直狭槽，然后用透明板封盖，在顶端中部装一漏斗形入口。2. 如图 5-1 ，取一小球，从伽耳顿板顶部漏斗形入口投入，观察小球落入过程中的现象和落入的结果。3. 重复几次步骤2。4. 从伽耳顿板顶部漏斗形入口投入大量的小球，观察这些小球下落后的分布。5. 重复几次步骤4 。6. 用数量不同的小球反复做该实验。注意事项：1. 不能根据一次实验现象就得出实验结论。2. 制作伽耳顿板时竖直狭槽要等宽。实验结论1. 伽尔顿板实验说明什么问题？2. 小球落入狭槽内的分布有确定规律吗？是什么规律？实验拓展1 .你觉得本演示成功的关键在什么地方？2 .实验：模拟伽耳顿板实验1.5mm.

4、。有机玻璃制作的封闭式结构的伽耳顿板。腔内分为贮存室、钉阵和狭槽三部分。 粒子贮存室 位于腔的上部；钉阵位于腔的中部，由铁钉组成；钉阵下方有狭槽。粒子直径约为 实验步骤：1 .打开活门，将仪器倒置，待粒子全部流入贮存室后，按住活门，再将仪器正置于水 平桌面上。2 .打开并迅速按住活门，尽量使单个或少量粒子下落，可演示个别事件的偶然性。3 .启开活门，大量粒子下落可演示大量粒子按狭槽的分布，从而显示大量偶然事件所服从 的统计规律。4 .将仪器放置在投影仪上，可放大观察。用彩笔在面板上将演示结果描绘出来，重复以上 三项操作，可演示涨落现象。实验现象：在伽尔顿板上有销钉点阵， 在点阵下方设置接受隔槽

5、， 每个隔槽接受落球数量于一定水平位 置有关。隔槽接受落球数量反映落球按水平方向速度概率密度分布。塑料球集中在粗存储室里，由下方小孔落下，形成不对称分布落在下方隔离槽内，当塑料球全部落下后，便形成对应温度速率分布曲线。 实验结论：伽耳顿板主要演示大量偶然事件的统计规律和涨落现象。单个小球落入哪个槽中是随机的，大量小球的分布却呈现出规律性。某一槽中小球的数量反映了小球落入其中的概率;与分子运动速率作类比，对应于处在某速率区间的分子数 实验作业1 .图5-2是某班学生硬币实验的统计结果的直方图，投掷中不同枚数硬币同时正面朝上的出 现次数不同。从图中可以发现，2枚硬币朝上的次数比例最多，约占抛币总数

6、的 ,全部朝上和全部朝下的次数最少，各约占总数的 。次01234正面朝上的硬币枚数图5-22 .在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是()。A.每个气体分子速率都相等B.每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少C.每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的D.每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多3 .如图5-3所示是氧气分子在不同温度(0 C和100 C)下的速率分布，由图可得信息()。t=100T图5-3A.同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C

7、.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小4 .关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是（）。A.气体分子间距较大，分子作用力很小可以忽略 B,气体分子间距很大，分子间没有任何相互作用 C.大量分子的运动是自由的、无规则的D.大量分子的运动是有规则的、没有无度的自由5 .如图5-4所示，在一块竖直木板上部土匀钉上许多铁钉，木板下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，装置前有玻璃遮挡，从入口处投入一小钢珠，小钢珠下落过程中，多次与铁钉碰撞落入 某一狭槽中,重复实3几次，发现小钢珠落入哪一个槽完全是 的.当大量小钢珠从 入口缓缓倒入，发现落入中央狭槽的钢

8、珠多 ，落入两边狭槽的钢球少。这说明，单个小钢球落入哪个狭槽是的，少量钢珠在狭槽内分布情况也是 的，但大量钢珠在狭槽的分布能表现出一定的统计规律,即“”。图5-46.1859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。图5-5中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 。（填选项前的字 母）图5-5考题回放1. （2013江苏模拟）关于气体的说法中，正确的是 （）。A.由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等B.气体的温度升高时，所

9、有的气体分子的速率都增大C. 一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大D.气体的分子数越多，气体的压强就越大2. （2013?盐城二模）如图5-6描绘一定质量的氧气分子分别在0c和100 c两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是（）。3. （2012安徽模拟）根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表 格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。按速率大小划分区间（m/s）各速率区间的分子数占分子总数的百分率0C100 c100以下1.40.71002008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.6500

10、60015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.07.6900以上0.93.9根据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是（）。A.不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数B.温度变化，表现出“中间多两头少”的分布规律要改变C.某一温度下，速率在某一数值附近的分子数多，离开这个数值越远，分子数越少D.温度增加时，速率小的分子数减少了扩展空间数据的随机性在实际问题中，数据的随机性通常是无法避免的。它的来源大致有两个方面： 一是由 偶然性”带来的。这类问题往往是研究的对象数量很大，不可能或者没有必要对它们全部加以 考察，只能抽取一部分来加以研究；尽管从抽取方式来说应力求能较全面反映全部对象的信 息，但由于只是抽取其中的一部分，就难免有偶然性。另一方面则是由不确定性”带来的。例如在产品生产中即使同样的材料、设备、工艺流程，所生产的产品