資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
版本科目年級課時教學設計
課題
第3節分子運動速率分布規律
單元
1
學科
物理
年級
選修3
學習目標
物理觀念：知道氣體分子運動的特點。科學思維：能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義。科學探究：通過讓學生用氣體分子動理論解釋有關的宏觀物理現象，培養學生的微觀想象能力和邏輯思維。科學態度與責任：通過對宏觀物理現象與微觀粒子運動規律的分析，對學生滲透“透過現象看本質”的哲學思維方法。
重點
氣體分子運動的特點和氣體壓強的微觀意義
難點
氣體壓強的微觀意義
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
擲幣實驗實驗：每個人都把4枚硬幣握在手中,在桌面上隨意投擲10次,記錄每次投擲是正面朝上的硬幣數,統計共10次投擲中有0,1,2,3,4枚硬幣正面朝上的次數各是多少,將結果填在以下表格中
利用硬幣完成實驗。并統計個人和小組結果，課代表統計全班同學的結果。
吸引學生注意力，讓學生參與課題，活躍課堂氣氛。
講授新課
一、統計規律1、在一定條件下，若某事件必然出現，這個事件叫做必然事件。2、若某件事不可能出現，這個事件叫做不可能事件。3、若在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現，這個事件叫做隨機事件。個別隨機事件的出現具有偶然性，大量隨機事件的整體會表現出一定的規律性這種規律就是統計規律。微觀：單個分子的運動是無規則的。宏觀：四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數是不一定的。微觀：大量氣體分子的運動存在一定的規律。宏觀：若投擲很多次后,正面朝上的硬幣數是存在某種規律性。二.氣體分子運動的特點思考1：為什么氣體的體積等于容器的容積?思考2：在任一時刻,向各個方向運動的氣體分子數有什么特點?（1）氣體間的距離較大，分子間相互作用力十分微弱，可認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用而做勻速直線運動，所以一定質量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。（2）氣體分子的運動雜亂無章，在某一時刻向著任何一個方向運動的分子都有，從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。三.分子運動速率分布圖像盡管大量分子做無規則運動，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規律分布。思考3：根據分子運動速度速率分布圖像總結氣體分子運動的特點。（1）氧氣分子的速率分布特點：
“中間多、兩頭少”。（2）溫度升高時，速率大的分子數增加，
速率小的分子數減少。（3）通過定量的分析可以得出：理想氣體的熱力學溫度與分子的平均動能成正比，即：T=aEk，a為比例系數。這表明溫度是分子平均動能的標志。課堂練習：1、對于氣體分子的運動，下列說法正確的是(　　)A、一定溫度下某理想氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁但同一時刻，每個分子的速率都相等B、一定溫度下某理想氣體的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子數目相對較少C、一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運動可能會出現某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D、一定溫度下某理想氣體，當溫度升高時，其中某10個分子的平均動能可能減少解析：分子的速率分布特點：
“中間多、兩頭少”；溫度升高時，速率大的分子數增加，
速率小的分子數減少。答案：BD四、氣體壓強的微觀意義知道了氣體分子運動的這些特點和規律，我們就可以來解釋氣體壓強的產生和氣體實驗定律了。1、氣體壓強的產生原因（微觀解釋）：氣體的壓強來自大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產生持續、均勻的壓力，從而產生壓強。（觀看演示視頻）2、氣體壓強的微觀意義：大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力（動畫演示）3、總結：影響氣體壓強的兩個因素:微觀角度上：（1）分子的平均動能；（2）分子密集程度。宏觀角度上：（1）溫度；（2）體積。氣體的壓強與溫度、體積都有關系。4、氣體壓強與大氣壓強的區別與聯系氣體壓強：①因密閉容器內的氣體分子的密集程度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生。②大小由氣體分子的密集程度和溫度決定，與地球的引力無關。③氣體對上下左右器壁的壓強大小都是相等的。大氣壓強：①由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產生的壓強.如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強。②地面大氣壓強的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值。③大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現對放入其中的物體產生壓強。聯系：兩種壓強最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而產生的。課堂練習：2、對于一定質量的理想氣體，下列四個敘述中正確的是(　　)A．當分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B．當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C．當分子間的平均距離變大時，壓強必變小D．當分子間的平均距離變大時，壓強必變大解析：影響氣體壓強的兩個因素:微觀角度上：（1）分子的平均動能；（2）分子密集程度。宏觀角度上：（1）溫度；（2）體積。答案：B拓展提高1、下列說法正確的是(　　)A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力C.氣體分子熱運動的平均速率減小,氣體的壓強一定減小D.單位體積的氣體分子數增加,氣體的壓強一定增大解析：氣體壓強為氣體分子對器壁單位面積的撞擊力,故A正確,B錯誤;氣體壓強的大小與氣體分子的平均速率和氣體分子密集程度有關,故C、D錯誤。答案：A2、(多選)對于氣體分子的運動,下列說法正確的是(　　)A.一定溫度下氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁,但同一時刻,每個分子的速率都相等B.一定溫度下氣體的分子速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子數目相對較少C.一定溫度下氣體的分子做雜亂無章的運動,可能會出現某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D.當溫度升高時,氣體中某10個分子的平均速率可能減小解析：大量分子的運動遵從統計規律,速率大和速率小的分子數目相對較少,向各個方向運動的分子數目相等。溫度升高時,大量分子平均速率增大,但個別或少量(如10個)分子的平均速率有可能減小。答案：BD3、(多選)如圖所示是氧氣分子在不同溫度下的速率分布規律圖,橫坐標表示分子速率v,縱坐標表示速率v對應的分子數百分率,圖線1、2對應的溫度分別為t1、t2,由圖可知(　　)A.溫度t1低于溫度t2B.圖線中的峰值對應的橫坐標數值為氧氣分子平均速率C.溫度升高,每一個氧氣分子的速率都增大D.溫度升高,氧氣分子中速率小于400
m/s的分子所占的比例減小解析：(1)在一定溫度下,所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。(2)并不是所有分子的速率都隨溫度升高而增大。答案：AD4、關于氣體分子的運動情況,下列說法中正確的是(　　)A.某一時刻具有任意速率的分子數目是相等的B.某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的。C.某一溫度下,大多數氣體分子的速率不會發生變化。D.分子的速率分布毫無規律。解析具有某一速率的分子數目并不是相等的,呈“中間多、兩頭少”的統計規律分布。由于分子之間頻繁地碰撞,分子隨時都會改變自己的運動狀況,因此在某一時刻,一個分子速度的大小和方向完全是偶然的。某一溫度下,每個分子的速率仍然是隨時可能變化的,故C項錯誤。答案：B
理解什么是必然事件、不可能事件、偶然事件。體會什么叫統計規律。采用類比的方法，將宏觀事件和微觀事件類比，更好的理解微觀現象。閱讀教材，討論問題并回答。總結氣體分子運動的特點。完成課堂練習。觀看視頻。觀看動畫。類比氣體壓強和大氣壓強。完成課堂練習。完成本節課拓展提高。
對理解氣體分子的統計規律加強知識儲備，便于學生下一步學習氣體分子的運動特點。讓學生學會運動類比方法來學習新的物理知識。提高學生的自主學習能力。給學生總結分子運動特點，幫助學生更好的理解和記憶。強化關于氣體分子運動特點的理解和記憶。通過觀看視頻，讓學生更直觀的理解大量氣體分子頻繁的撞擊容器壁，會對器比產生持續均勻的壓力。通過壓強的定義式，理解產生壓強的原因。深化理解影響氣體壓強的因素。加強對新知識的練習。提高學生對新知識的理解程度。
課堂小結
一、氣體分子運動的特點1.氣體分子可以充滿任何容器2.從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。二、分子運動速率分布“中間多、兩頭少”三、氣體壓強的微觀解釋1.氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產生的。2.影響氣體壓強的兩個因素：氣體分子的密集程度——體積氣體分子的平均動能——溫度
學生總結本節課學習的內容。
課堂小結由學生完成，能幫助學生形成知識框架，更好的理解和應用知識。
板書
一、氣體分子運動的特點二、分子運動速率分布“中間多、兩頭少”三、氣體壓強的微觀解釋分子平均動能——溫度分子密集程度——體積
梳理知識結構。
展示本節課知識框架，幫助學生記憶。
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精品試卷·第
2
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分子運動速率分布規律
人教版高中物理
選擇性必修3
新知導入
實驗：每個人都把4枚硬幣握在手中,在桌面上隨意投擲10次,記錄每次投擲是正面朝上的硬幣數,統計共10次投擲中有0,1,2,3,4枚硬幣正面朝上的次數各是多少,將結果填在以下表格中
擲幣實驗
新知講解
1、在一定條件下，若某事件必然出現，這個事件
叫做必然事件
2、若某件事不可能出現，這個事件叫做
不可能事件
3、若在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現，
這個事件叫做隨機事件
一、統計規律
新知講解
1、個別隨機事件的出現具有偶然性
2、大量隨機事件的整體會表現出一定的規律性
這種規律就是統計規律
新知講解
單個分子的運動是無規則的。
四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數是不一定的
若投擲很多次后,正面朝上的硬幣數是存在某種規律性
大量氣體分子的運動存在一定的規律。
類比
(微觀
宏觀)
(微觀
宏觀)
類比
新知講解
1.為什么氣體的體積等于容器的容積?
2.在任一時刻,向各個方向運動的氣體分子數有什么特點?
閱讀教材,思考下列問題:
新知講解
二.氣體分子運動的特點
（1）氣體間的距離較大，分子間相互作用力十分微弱，可認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用而做勻速直線運動，所以一定質量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。
（2）氣體分子的運動雜亂無章，在某一時刻向著任何一個方向運動的分子都有，從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。
新知講解
三.分子運動速率分布圖像
盡管大量分子做無規則運動，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規律分布.
新知講解
1.氧氣分子的速率分布特點：
“中間多、兩頭少”
2.溫度升高時，速率大的分子數增加，
速率小的分子數減少
這表明溫度是分子平均動能的標志
a為比例常數
總結
3.通過定量的分析可以得出：理想氣體的熱力學溫度與分子的平均動能成正比，即：
課堂練習
1、對于氣體分子的運動，下列說法正確的是(　　)
A、一定溫度下某理想氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁但同一時刻，每個分子的速率都相等
B、一定溫度下某理想氣體的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子數目相對較少
C、一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運動可能會出現某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況
D、一定溫度下某理想氣體，當溫度升高時，其中某10個分子的平均動能可能減少
BD
1.分子的速率分布特點：
“中間多、兩頭少”
2.溫度升高時，速率大的分子數增加，
速率小的分子數減少
新知講解
1、氣體壓強的產生原因（微觀解釋）：
四、氣體壓強的微觀意義
氣體的壓強來自大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產生持續、均勻的壓力，從而產生壓強
新知講解
2、氣體壓強的微觀意義：大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力
新知講解
1.分子的平均動能
3、影響氣體壓強的兩個因素:
微觀角度
從宏觀上如何改變？
溫度
體積
宏觀角度
2.分子密集程度
從宏觀上如何改變？
氣體的壓強與溫度、體積都有關系
新知講解
4、氣體壓強與大氣壓強的區別與聯系
?
氣體壓強
大氣壓強
區別
①因密閉容器內的氣體分子的密集程度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生
②大小由氣體分子的密集程度和溫度決定，與地球的引力無關
③氣體對上下左右器壁的壓強大小都是相等的
①由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產生的壓強.如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強
②地面大氣壓強的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值
③大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現對放入其中的物體產生壓強
聯系
兩種壓強最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而產生的
課堂練習
2、對于一定質量的理想氣體，下列四個敘述中正確的是(　　)
A．當分子熱運動變劇烈時，壓強必變大
B．當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變
C．當分子間的平均距離變大時，壓強必變小
D．當分子間的平均距離變大時，壓強必變大
影響氣體壓強的兩個因素
氣體分子的平均動能
氣體分子的密集程度
B
拓展提高
1、下列說法正確的是(　　)
A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力
B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力
C.氣體分子熱運動的平均速率減小,氣體的壓強一定減小
D.單位體積的氣體分子數增加,氣體的壓強一定增大
解析：氣體壓強為氣體分子對器壁單位面積的撞擊力,故A正確,B錯誤;
氣體壓強的大小與氣體分子的平均速率和氣體分子密集程度有關,故C、D錯誤。
A
拓展提高
2、(多選)對于氣體分子的運動,下列說法正確的是(　　
)
A.一定溫度下氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁,但同一時刻,每個分子的速率都相等
B.一定溫度下氣體的分子速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子數目相對較少
C.一定溫度下氣體的分子做雜亂無章的運動,可能會出現某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況
D.當溫度升高時,氣體中某10個分子的平均速率可能減小
大量分子的運動遵從統計規律,速率大和速率小的分子數目相對較少,向各個方向運動的分子數目相等。
溫度升高時,大量分子平均速率增大,但個別或少量(如10個)分子的平均速率有可能減小。
BD
拓展提高
3、(多選)如圖所示是氧氣分子在不同溫度下的速率分布規律圖,橫坐標表示分子速率v,縱坐標表示速率v對應的分子數百分率,圖線1、2對應的溫度分別為t1、t2,由圖可知(　　
)
A.溫度t1低于溫度t2
B.圖線中的峰值對應的橫坐標數值為氧氣分子平均速率
C.溫度升高,每一個氧氣分子的速率都增大
D.溫度升高,氧氣分子中速率小于400
m/s的分子所占的比例減小
(1)在一定溫度下,所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。
(2)并不是所有分子的速率都隨溫度升高而增大。
AD
拓展提高
4、關于氣體分子的運動情況,下列說法中正確的是(　　)
A.某一時刻具有任意速率的分子數目是相等的
B.某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的
C.某一溫度下,大多數氣體分子的速率不會發生變化
D.分子的速率分布毫無規律
解析具有某一速率的分子數目并不是相等的,呈“中間多、兩頭少”的統計規律分布。
由于分子之間頻繁地碰撞,分子隨時都會改變自己的運動狀況,因此在某一時刻,一個分子速度的大小和方向完全是偶然的。
某一溫度下,每個分子的速率仍然是隨時可能變化的,故C項錯誤。
B
課堂總結
一、氣體分子運動的特點
1.氣體分子可以充滿任何容器
2.從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。
“中間多、兩頭少”
二、分子運動速率分布
1.氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產生的。
2.影響氣體壓強的兩個因素：
——溫度
——體積
三、氣體壓強的微觀解釋
氣體分子的平均動能
氣體分子的密集程度
板書設計
一、氣體分子運動的特點
二、分子運動速率分布
三、氣體壓強的微觀解釋
分子運動速率分布規律
1.氣體分子可以充滿任何容器
2.各個方向運動的分子數是均等的。
“中間多、兩頭少”
——溫度
——體積
氣體分子的平均動能
氣體分子的密集程度
作業布置
課后練習和同步練習
謝謝
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