《第07节 气体实验定律(Ⅰ)》教学设计

粤教版：选修3-3第二章固体、液体和气体第七节气体实验定律（）教学设计【教学分析】1、课标分析：本节内容在《普通高中物理课程标准(实验)》中属选考内容，在高考中的考核要求为（Ⅱ），即对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。与课程标准中的“理解”和“应用”相当。2、教材分析：①教学目标：A、在物理知识方面要求：（1）知道什么是等温变化；（2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。（3）理解气体等温变化的p-V图象的物理意义；（4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；(5）掌握玻意耳定律在生活实际中的应用。B、通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。C、渗透物理学研究方法的教育，如控制变量法及实验处理数据、误差分析的方法等。D、重点、难点分析（1）重点是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。（2）难点：帮助学生理解气体状态方程中的“状态”与“过程”、研究对象及分析P、V、T的变化。②教具：课本P42中玻意耳定律演示仪、DISLab系统实验装置、乒乓球、气压式保温瓶③教学方法与手段：利用多媒体、数字化信息系统实验室（DISLab系统）等开展探究性的学习、问题式的教学、合作化的课堂。3、学生情况分析：本节课的教学对象是重点班的学生，学生的学习基础较好，学习积极性高，所以本节课的教学中教师要做好引导工作，通过“设问—思问—辨问—释问”的模式，为学生创造更大的思考空间，培养学生的发散思维和探究能力。另外，本节课在落实学生分组动手实验，利用电脑分析数据得出实验定律，还要加强学生对实验误差进行严谨科学地分析，培养学生的科学态度和实事求是的精神。教学流程教师引导学生为主导教师引导学生为主导猜想和假设定性实验观察设计实验分组定量实验探究进行实验与收集数据交流与分析实验数据、图象分析与认证师生合作分析实验误差得出玻意耳定律及应用通过用分子动理论对两条等温线的温度高低师生小结【教学设计】教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图创设问题情境，激发学生学习热情观看生活中汽车爆胎视频。提问：表面都有一处凹下的乒乓球怎么恢复原状，思考在此过程中什么物理量发生了变化。看压力热水瓶的出水过程。积极动脑思考、回答问题用生活情境引入新课，激发学生的学习兴趣。引入新课教师：生活中的许多现象都表明，气体的压强、体积极、温度三个状态参量之间存在着一定的关系。对于多变量的问题，情况往往比较复杂，此时可以把其他变量固定，只讨论其中一个变量的变化对问题的影响，这种方法是什么？这节课我们将应用实验的方法研究一种特殊情况：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时关系，我们这种变化叫做等温变化。思考回答：控制变量法让学生通过回忆，将学过的方法用到本节课的实验过程中。新课教学、引导学生做定性实验探究1、这里的另一只乒乓球表面也有一处凹下了，放入热水里，为什么不能恢复？请前排同学仔细看一下，为什么？特别强调一定质量的气体，既不能漏气，也不能充气。2、观察讲台上展示的课本P42的玻意耳定律演示仪，缓慢推动柱塞(T不变)，当气体V变化时，压力计显示的读数如何变化？让学生对气体P与V变化的关系有初步的判断，引导学生思考两者之间的定量关系是什么？3、通过引导学生观察演示仪有明显的漏气现象，因此需采用更加准确的科学探究。通过观察，积极动脑思考，对实验器材对比分析。学生提出猜想：P可能与V成反比或P与Vn成反比。1、启迪学生多动脑，再一次明确玻意耳定律成立的条件。2、让学生对气体P与V变化的关系有初步的判断，引导学生思考两者之间的定量关系是什么？3、通过分析实验器材自身存在的漏气问题易导致实验数据出现明显的误差，引导学生思考如何改进？引导学生自主学习、分组讨论、熟悉仪器及操作方法多媒体演示：定理实验探究：1、猜想与假设一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积变化之间有何关系？2、试验探究实验研究对象是什么？①如何控制气体的质量m、温度T保持不变？②如何改变压强P、体积V？③如何测量压强P、体积V？④如何处理实验数据。3、采用仪器介绍DISLab系统实验装置，其中压强传感器利用塑料管与被测气体相通。传感器中有一层对气压敏感的薄膜，薄膜上有4只电阻。介绍传压力感器的工作原理。看课本，思考问题，分组讨论，请学生回答。研究封闭在注射器里的空气。②缓缓地推动注射器，也不要用手握气筒。③推压活塞，直接从气筒上读出体积。④利用DISLab系统实验装置，通过电脑直接获取数据后用图象分析实验结果。发展自主学习的能力，启发学生善于思考。学生分组实验教师到不同组观察学生实验，进行适当引导，随时解决学生在实验中遇到的问题。进行实验与收集数据学生分组实验，根据小组实验方案、实验步骤，利用DISLab系统实验装置，获得实验数据。认识新器材，领略科技进步给物理教学带来的变化。教师引导学生分组合作讨论如何处理实验数据？处理数据的方法有哪些？②为什么采用作图法处理数据？③利用电脑作P-V图象。④分析P-V图象，此曲线是否代表P与V成反比？探究牛顿第二定律中研究a—m关系中时，我们通作a—1/m图象来得到a与m的反比关系，此时我们也可以作P-1/V图象？⑤实验图象中为什么有一小段横轴截距？是实验误差吗？⑥德国科学家开普勒在研究天体运动时，发现多次试验结果与老师第谷遗留下来的数据总是不符，相差8分的误差，这8分误差相当于秒针0.02秒瞬间转过的角度，于是他断定天体运动的轨道不是圆而是椭圆。⑥误差分系统误差与偶然误差。我们来分析一下由实验仪器造成的不可避免的系统误差。大家仔细实验装置，我们研究的对象是注射器内封存的一段空气柱，系统误差是由细管中的气体产生的V，（作图）因此V真V测。所以我们输入计算机的气体初始体积若为60ml,真实值可能是62ml。第一种修正的误差的方法：在计算机中输入气体体积为：V+V。第二种：作V-1/P图象，则横轴截距为V来判断是否为系统误差。作图法误差小且更直观。可以再做P-1/V图象，以判断P与V的关系。③物理是一门以实验为基础的学科，要以实事求是的科学态度认真仔细地分析实验，对于实验误差要避免想当然的解释。④由图象可知：在误差范围内P-1/V是经过原点的一条倾斜直线。①发展自主学习的能力，启发学生善于思考的能力。②培养学生合作、动手能力、利用处理实验数据的能力。实验图象展示教师：展示各小组实验数据处理图象。将各小组数据图象直接投影到白板上分享交流。分享与交流师生合作学习、讨论与交流①英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现，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，即P∝1/V。写成公式是PV=C，式中C是常数。或者P1V1=P2V2，其中P1、V1、P2、V2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。这个规律叫做玻意耳定律。②我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中，为检验这两个物理量之间是否存在线性关系，建立了P-1/V的坐标系。然而，为了直观地描述压强P与体积V的关系，通常还是用P-V坐标系。一定质量气体等温变化的P-V图象如图所示，图线的形状为双曲线，也称它为等温线。一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。（从气体压强的微观解释来判断哪条曲线代表的温度高？）从气体压强的微观解释来判断哪条曲线代表的温度高？巩固所学知识，达到学以致用。小结引导学生从知识和方法两方面对本节内容进行小结。传感器和计算机可以使许多物理实验作得更准确、更迅速，让我们把注意力集中于问题的科学研究。学生讨论总结。1、控制变量法。2、实验探究玻意耳定律。3、对玻意耳定律的理解。4、如何应用玻意耳定律解决实际问题。让学生抓住本节课的重点，更好地突破本节课的难点，形成较好的知识网络和体系。【板书设计】气体实验定律（）玻意耳定律：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。vpot1t2公式：P1Vvpot1t2P1/v0P1/v0T2T1成立条件：一定质量的气体，温度不变（温度不太低，压强不太大）【教学反思】1、