高中物理選修3－3第八章《氣體的等溫變化》

1、新人教版高中物理選修33第八章氣體的等溫變化精品教案課題§8.1 氣體的等溫變化課型新授課課時1教學(xué)目的1、知識與技能：（1）理解一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系；（2）會通過實驗的手段研究問題，探究物理規(guī)律，學(xué)習(xí)用電子表格與圖像對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，體驗科學(xué)探究過程；（3）理解氣體等溫變化的 p-V 圖象的物理意義；（5）會用玻意耳定律計算有關(guān)的問題。2、過程與方法：通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力和從實驗得出物理規(guī)律的能力。3、情感、態(tài)度與價值觀：通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與評估，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與實事求是的科學(xué)精神。重難點教學(xué)重點：通過實驗使學(xué)生知道并掌握

2、一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，理解 p-V 圖象的物理意義，知道玻意耳定律的適用條件。教學(xué)難點：學(xué)生對探究實驗的設(shè)計是本節(jié)的難點。教學(xué)方法實驗觀察法、講述法、分析推理法。教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動教 學(xué) 活 動 過 程（一）引入新課思考:在炎熱的夏天，給自行車打氣,如果打得太足,會出現(xiàn)什么情況？ 為什么（物理角度）？生活中還有哪些類似的實例？問題1:描述氣體的物理參量有哪些？思考：有一個壓癟了的乒乓球沒有破，同學(xué)們有什么辦法讓它恢復(fù)原判嗎？能說明這樣做的道理嗎？（二）新課教學(xué)一、探究氣體等溫變化的規(guī)律猜想：等溫變化：氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等溫變化。同

3、學(xué)們認(rèn)為一定質(zhì)量的氣體等溫變化時，壓強(qiáng)與體積之間存在什么關(guān)系？思考：為什么不猜和體積的平方成反比呢？請同學(xué)們設(shè)計一個實驗，驗證一下自己的猜想。思考兩個問題：1、怎樣保證氣體的質(zhì)量是一定的？2、怎樣保證氣體的溫度是一定的？學(xué)生活動進(jìn)行實驗，采集數(shù)據(jù)記錄在下表。壓強(qiáng)單位：KPa；體積單體：mL 環(huán)境溫度：室溫 順序12345體積68101214壓強(qiáng)1/V數(shù)據(jù)分析：用計算機(jī)繪出PV圖像思考:上述圖像能體現(xiàn)出在溫度不變的情況下體積和壓強(qiáng)之間是什么關(guān)系么？能確定嗎？思考：能有什么辦法確定嗎？提示聯(lián)系牛頓第二定律中加速度和質(zhì)量之間關(guān)系的確定思考：從圖象可以看出是一條直線，如果是正比，應(yīng)該通過原點。它們之間

4、不是正比關(guān)系，還是可能存在實驗誤差？提示:理論分析，當(dāng)V非常大時1/V等于零。氣體為近似真空，壓強(qiáng)應(yīng)當(dāng)為零，所以直線不過原點應(yīng)當(dāng)是實驗誤差。思考：誤差的來源是什么？那么如何能減小誤差呢？（3）實驗結(jié)論：實驗數(shù)據(jù)表明：一定質(zhì)量的氣體的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。二、玻意耳定律（1）定律內(nèi)容表述之一一定質(zhì)量的氣體的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。數(shù)學(xué)表達(dá)式，設(shè)初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為p1；末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2。有：p1 V1 = p2 V2（2）定律內(nèi)容表述之二一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積的乘積是不變的。數(shù)學(xué)表達(dá)式，pV=恒量例

5、1：一定質(zhì)量氣體的體積是20L時，壓強(qiáng)為1×105Pa。當(dāng)氣體的體積減小到16L時，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。解：初態(tài)  p1=1×105Pa V1=20L T1=T末態(tài)  p2=？Pa V2=16L T2=T由玻意耳定律  p1V1=p2V2 得：三、氣體等溫變化的P-V圖像思考:我們在探究一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)跟體積關(guān)系的實驗中，為了檢驗這兩個物理量之間是否存在線性關(guān)系，可以建立P-1/V的坐標(biāo)系。然而，為了直觀地描述壓強(qiáng)P跟體積V的關(guān)系，通常還是用P-V坐標(biāo)系。等溫變化圖象1、特點:(1)等溫線是雙曲線的一支。(2)溫度越高,其等溫線離

6、原點越遠(yuǎn).思考:一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？2、圖象意義(1)物理意義:反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系(2)點意義:每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)例2、如圖83所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是：（ ）vpoT1T2圖83A、 從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其壓強(qiáng)與體積成反比B、 一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的C、 有圖可知T1T2D、 有圖可知T1T2例3、汽車輪胎的容積是2.5×102m3，輪胎原有1atm的空氣。向輪胎內(nèi)打氣，直至壓強(qiáng)增加到8atm為

7、止。應(yīng)向輪胎里打進(jìn)1atm的多少體積的空氣。（溫度不變）小結(jié)：探究實驗的一般思路玻意耳定律氣體等溫變化的 p-V 圖象的物理意義思考并聯(lián)系生活:（5分鐘）回答問題1并思考怎樣解決生活中的問題.聯(lián)系生活中的事跡猜想:一定質(zhì)量的氣體等溫變化時，壓強(qiáng)與體積之間存在什么關(guān)系?并設(shè)計實驗證實自己的猜想(5分鐘)思考:怎樣保證氣體的質(zhì)量和溫度不變? (5分鐘)學(xué)生進(jìn)行實驗采集數(shù)據(jù)并完成表格(10分鐘)利用計算機(jī)處理采集到的數(shù)據(jù),并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析(5分鐘)進(jìn)一步對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得到確切的關(guān)系(5分鐘)對于圖像不過原點的原因,同時思考改進(jìn)措施(4分鐘)得出實驗結(jié)論理解更為準(zhǔn)確的描述玻意耳定律(4分鐘)利用學(xué)習(xí)的氣體等溫變化的規(guī)律解決例題1,同時總結(jié)解題基本思路.(6分鐘