2024-2025学年高中物理第8章气体4气体热现象的微观意义教案新人教版选修3-3

PAGE1-气体热现象的微观意义一、设计思路随着新课程改革的深化，课堂教学从注意学问的传授转变为从学问与技能、过程与方法、情感看法与价值观三个方面培育学生。本设计紧密结合新教材，通过投掷硬币的实践活动使学生体会个别事物出现具有偶然性，但大量事物的出现的机会遵从统计规律，进一步加深对“统计规律”的理解，从中领会到自然与社会的奇异与和谐，增加对科学的新奇心与求知欲，体验探究自然规律的艰辛与喜悦。这本节课在多媒体、试验、板书的运用上，相互补充，克服了单一媒体运用的呆板的课堂教学形式，对整合课堂教学资源，起到了肯定的作用。幻灯片所展示的各种生动、活泼、好玩的图片，激发学生探究学问的欲望和主动性。二、教材分析“气体热现象的微观意义”编排在一般中学课程标准试验教科书（人们教化出版社）物理选修3-3第八章第4节，相对于老教材内容上有所加深。学科教学指导看法中对本节课教学内容的要求是：基本要求：1．知道气体分子运动的特点2．知道分子沿各方向运动的机会均等，分子速率按肯定规律分布，这种规律是一种统计规律。发展要求：1．能用气体分子动理论说明三个气体试验定律2．通过气体分子速率按统计规律分布的教学，使学生相识探讨气体的物理方法，受到科学方法训练。三、学情分析第八章前三节是通过物理试验来探讨气体的性质，从试验中归纳得到气体试验定律，进一步概括得到志向气体状态方程，为了更深化相识气体的性质，我们提出问题：为什么气体状态改变遵从试验定律，这就要求我们从微观角度即从气体分子动理论的角度来相识气体试验定律，中学学生相识事物的特点是：从详细的形象思维起先向抽象逻辑思维过渡，但思维还经常与感性阅历干脆相联系，仍需详细形象的图片和动画来支持，所以教学时打算了一些感性的素材。四、教学目标1．学问与技能1）知道气体分子运动的特点。2）能用气体分子动理论说明气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。3）能用气体分子动理论说明三个气体试验定律。2．过程与方法通过让学生用气体分子动理论说明有关的宏观物理现象，培育学生的微观想像实力和逻辑推理实力，并渗透“统计物理”的思维方法。3．情感、看法与价值观通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的思维方法。五、教学重点难点1．气体分子运动的特点。2．气体压强的微观意义。3．气体试验定律的微观说明。六、教学策略与手段学生自学质疑、小组探讨、试验法，老师点评释疑七、教学用具：硬币若干（学生自备）、教学课件、电子秤滚珠试验演示视频等八、学案设计8.4气体热现象的微观意义学案班级姓名1、你能说说统计规律相关学问吗？2、气体分子运动规律（1）个别分子运动的特点是什么样的？（2）大量的分子运动的特点是什么样的？（3）在不同温度条件下大量的分子运动遵循什么共同规律？（3）你能详细一下说明封闭气体压强产生缘由吗？（4）你近一步给同学们从微观角度说明气体三大试验定律好吗？（5）自学过程中你的疑问是什么？九、教案设计（一）复习回顾提问：分子动理论的基本内容是什么？（二）进行新课老师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动是否遵守肯定的规律？前面讲的气体的体积、压强以及气体的试验定律能否从微观的角度来说明呢？引入课题。1．投掷硬币试验老师：从总体上看，大量分子的运动遵守肯定的规律，这种规律叫做统计规律。我们来做一下课本26页的“投掷硬币试验”，并完成表格投影出试验方案，课件截屏如下：老师：投掷硬币的试验，如何收集数据？依据一个班分4个大组，每个大组分3个小组，每个小组由3-4名学生组成，这样只要做3次，就可以把试验数据统计出来，每人投掷10次，就能统计出几百份试验数据的结果。数据可以用计算机来统计。（试验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从肯定的统计规律。）（引导学生视察教材26页图8.4－1，体会这种统计规律。）老师：请大家列举生活中你所视察到的符合统计规律的现象。2．气体分子运动的特点通过对上述的演示试验与例子的分析，有利于帮助学生理解分子气体运动的特点，引导学生看课本27页“气体分子运动的特点”，小组探讨：气体分子运动的特点有哪些？师生共同总结气体分子运动的特点是：气体间的距离较大，分子间的相互作用力非常微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动，因此气体能充溢整个容器空间。老师：尽管大量分子做无规则的运动，速率有大有小。但分子的速率却按肯定的规律分布。表8.4-1是氧气分子在0℃和100℃两种不同状况下的速率分布状况。图8.4-2是依据表格中的数据绘制的图像。结合图像请同学们总结规律（可以事先把Excel程序打算好，课堂上依据教材给出的数据输入，干脆得到图像，这样更贴近学生）学生总结：大量气体分子的速率是按肯定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度上升时，平均速率会增大。定量的分析可以得出：志向气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比。老师：知道了气体分子运动的这些特点和规律，我们就可以来说明气体压强的产生和气体试验定律了。3．气体压强的微观意义【视频演示】雨滴撞击伞面【试验演示】滚珠撞击电子秤试验试验步骤:1．在距离电子秤肯定的高度,将装有小钢球的试管以与水平方向肯定的夹角θ倾斜,使钢球连续地倒在称盘上，视察读数改变２．在同一高度,将试管与水平方向的夹角θ增大,则在相同时间内倒出更多的钢球在秤盘上，视察读数的改变（分子密集程度）３．保持上述步骤中的夹角θ不变,将试管放到更高的位置,使钢球落秤盘上时的平均动能增大，视察读数的改变（分子的平均动能）观看滚珠撞击电子秤的视频演示，增加学生的感性相识。得出结论：从微观的角度看，气体的压强是大量气体分子频繁撞击器壁而产生的。类比：雨滴打在伞面上使伞面受到冲击力，雨滴动能越大，雨滴越密集，产生的压力就越大。从微观角度来看，气体压强的大小与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度。前者确定温度，后者确定体积。所以：气体压强与温度和体积有关。（通过引导学生分析解决实际问题，加强学生对试验定律的理解和应用实力。培育学生运用定律求解问题的思路和方法）4．对气体试验定律的微观说明分子动理论可以好的说明气体的试验定律。引导学生联系前面所学，结合本节课所学从微观角度说明各个气体试验定律。学生总结：1）玻意耳定律的微观说明(等温改变)肯定质量的某种志向气体，保持气体温度不变时，分子的平均动能不变，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。2）查理定律的微观说明(等容改变)肯定质量的某种志向气体，保持气体体积不变时，分子的密集程度不变，温度上升时，分子的平均动能增加，压强就增大。3）盖-吕萨克定律的微观说明肯定质量的某种志向气体，温度上升时，分子的平均动能增大。只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变。十、课堂总结1．通过本节课的学习，我们知道了热现象与大量分子热运动的统计规律有关，通过硬币试验说明白大量事物出现的机会是遵从统计规律的，然后依据试验呈现的结果，理解气体分子运动的特点。2．学习统计规律后，我们学会了用气体分子动理论的观点来说明气体三个试验定律的方法。十一、课堂练习肯定质量的气体，假如保持气体的体积