新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第一章分子動(dòng)理論1.3分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律課件新人教版選擇性必修第三冊(cè)

第一章分子動(dòng)理論學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合實(shí)例分析,了解什么是統(tǒng)計(jì)規(guī)律、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),會(huì)應(yīng)用分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決相關(guān)問題,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力.2.通過問題情境探究,理解分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像的特點(diǎn)及分布規(guī)律,構(gòu)建分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像模型,會(huì)依據(jù)圖像分析解決相關(guān)問題,培養(yǎng)模型建構(gòu)能力.3.通過生活實(shí)例探究,理解氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因及決定因素,會(huì)從微觀角度解釋與氣體壓強(qiáng)相關(guān)的生活問題,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力.3

分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律知識(shí)點(diǎn)一

氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1.把4枚硬幣投擲10次并記錄1枚、2枚、3枚、4枚硬幣正面朝上的次數(shù).比較個(gè)人、小組、全班的數(shù)據(jù),你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?

2.氣體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),從哪個(gè)角度才能探尋它的規(guī)律?答案:從微觀角度看,物體的熱現(xiàn)象是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)決定的,盡管個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)有它的不確定性,但大量分子的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.3.必然事件、不可能事件、隨機(jī)事件和統(tǒng)計(jì)規(guī)律.(1)在一定條件下,若某事件

,這個(gè)事件叫作必然事件.(2)若某事件

,這個(gè)事件叫作不可能事件.(3)若在一定條件下某事件可能

,也可能

,這個(gè)事件叫作隨機(jī)事件.(4)大量

的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的

,這種規(guī)律就叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律.必然出現(xiàn)不可能出現(xiàn)出現(xiàn)不出現(xiàn)隨機(jī)事件規(guī)律性知識(shí)點(diǎn)二分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的分布圖像如圖所示,由圖可知在一定

下,不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng),氣體分子的速率都呈“

”的分布.當(dāng)溫度

時(shí),“

.

”的分布規(guī)律不變,分布曲線的峰值向

的一方移動(dòng).溫度中間多、兩頭少升高中間多、兩頭少速率大1.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因:氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁持續(xù)的碰撞產(chǎn)生的,器壁

上受到的壓力,就是氣體的壓強(qiáng).2.從微觀角度來看,氣體壓強(qiáng)的決定因素:一個(gè)是氣體分子的

,另一個(gè)是分子的

.知識(shí)點(diǎn)三氣體壓強(qiáng)的微觀解釋單位面積平均速率數(shù)密度3.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),如果保持氣體體積不變,那么當(dāng)溫度升高時(shí)汽缸內(nèi)的壓強(qiáng)如何變化?從微觀角度分析其原因.答案:當(dāng)溫度升高時(shí),壓強(qiáng)增大.由于氣體的質(zhì)量和體積不變,氣體分子的數(shù)密度不變,而溫度升高,分子的平均速率增大,單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就越大.小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.氣體能夠充滿它所能到達(dá)的空間是由于分子間的作用力很弱,可以忽略不計(jì).()2.大多數(shù)氣體分子的速率處于中間值,少數(shù)分子的速率較大或較小.()3.溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,是指溫度升高時(shí),所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大了.()4.氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的.()5.氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子的重力產(chǎn)生的.()√√×√×探究一氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)問題情境下圖為氣體分子運(yùn)動(dòng)的示意圖.氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍.分子的大小相對(duì)分子間的空隙來說很小,所以,可以把氣體分子視為質(zhì)點(diǎn).因氣體分子間距離較大,故分子間的作用力很弱.1.氣體為什么能充滿整個(gè)空間?答案:由于氣體分子間距離比較大,分子間的作用力很弱,通常認(rèn)為,氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng),氣體充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間.2.為什么氣體分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章?向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子有什么特點(diǎn)?答案:分子之間頻繁地碰撞使每個(gè)分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變,造成氣體分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章.在某一時(shí)刻,向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有,而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等.過程建構(gòu)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).(1)運(yùn)動(dòng)的自由性:通常認(rèn)為,氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng),因而氣體會(huì)充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間.(2)運(yùn)動(dòng)的無序性:分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章,在某一時(shí)刻,向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有,而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等.(3)運(yùn)動(dòng)的高速性:常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒.【典例1】(多選)關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),下列說法正確的是(

)A.由于氣體分子間距離較大,氣體很容易被壓縮B.氣體之所以能充滿整個(gè)空間,是因?yàn)闅怏w分子間的相互作用力十分微弱,氣體分子可以在空間自由運(yùn)動(dòng)C.由于氣體分子間的距離較大,氣體分子間根本不存在相互作用D.氣體分子間除相互碰撞外,幾乎無相互作用解析:氣體分子間距離較大,氣體分子間的相互作用力很微弱,所以氣體很容易被壓縮,氣體分子能自由運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A、B均正確.氣體分子間除相互碰撞外,幾乎無相互作用,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:ABD探究二分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像問題情境下表是氧氣分子在0℃和100℃兩種不同情況下的速率分布情況.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制的圖像如圖所示.各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃100℃100以下1.40.7100~2008.15.4200~30017.011.9300~40021.417.4400~50020.418.6500~60015.116.7600~7009.212.9700~8004.57.9800~9002.04.6900以上0.93.9答案:大量氧氣分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律.當(dāng)溫度升高時(shí),“中間多”的這一“高峰”向速率大的一方移動(dòng).1.大量氧氣分子速率分布規(guī)律怎樣?溫度升高時(shí)又怎樣變化?2.怎樣理解溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈?溫度升高每個(gè)分子的速率都增大嗎?答案:溫度升高時(shí),“中間多、兩頭少”的規(guī)律不變,但中間速率區(qū)域向速率大的方向偏移,即速率大的分子數(shù)目增多,速率小的分子數(shù)目減少,分子的平均速率增大,分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈.溫度升高時(shí),不是每個(gè)分子的速率都增大,大部分分子的速率增大,但也有少數(shù)分子的速率減小,分子的平均速率增大.過程建構(gòu)對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的理解.(1)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律.(2)溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈.【典例2】(多選)氧氣在0℃和100℃兩種不同溫度下,各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子的速率間的關(guān)系如圖所示.由圖可知下列說法正確的是 (

)A.100℃的氧氣,速率大的分子所占比例較大B.具有最大比例的速率區(qū)間,0℃時(shí)對(duì)應(yīng)的速率大C.溫度越高,分子的平均速率越大D.在0℃時(shí),也有一部分分子的速率比較大,說明氣體內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域答案:

AC解析:溫度升高時(shí),速率大的氧氣分子數(shù)增加,氧氣分子的平均速率增大,100℃的氧氣,速率大的分子所占比例較大,由圖像可知,0℃時(shí)的最大百分比比100℃時(shí)的大,但對(duì)應(yīng)的分子速率小于100℃時(shí)的,選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.溫度是分子平均速率的標(biāo)志,與個(gè)別分子的速率大小無關(guān),氣體內(nèi)部溫度相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.氣體分子速率分布規(guī)律探究三氣體壓強(qiáng)的微觀解釋問題情境(一)從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看,氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)源于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們飛到器壁時(shí),就會(huì)跟器壁發(fā)生碰撞(可視為彈性碰撞),就是這個(gè)撞擊對(duì)器壁產(chǎn)生了作用力,從而產(chǎn)生了壓強(qiáng)(如圖甲).圖乙為一個(gè)氣體分子與器壁發(fā)生正碰前后動(dòng)量的變化.甲乙(二)模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理：把一顆豆粒拿到臺(tái)秤上方約20cm的位置,放手后使它落在秤盤上,觀察秤的指針的擺動(dòng)情況;再從相同高度把100顆或者更多的豆粒均勻連續(xù)地倒在秤盤上,觀察指針的擺動(dòng)情況,如圖所示.1.試用學(xué)過的知識(shí)分析情景材料(一)中分子對(duì)器壁的作用力.

2.結(jié)合用豆粒模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理的實(shí)驗(yàn)，分析器壁受到的氣體分子作用力是連續(xù)的和均勻的.答案:對(duì)于單個(gè)分子來說,這種撞擊是間斷的、不均勻的,但是對(duì)于大量分子總的作用來說,就表現(xiàn)為連續(xù)的和均勻的了.器壁單位面積上受到的壓力,就是氣體的壓強(qiáng).3.從微觀角度分析影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素.答案:氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果.一方面,某容器中氣體分子的平均速率越大,單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就越大;另一方面,若容器中氣體分子的數(shù)密度大,在單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多,平均作用力也會(huì)較大.過程建構(gòu)1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生:從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看,氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力.2.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素.(1)微觀因素.①氣體分子的平均速率:氣體分子的平均速率越大,在單位時(shí)間內(nèi)單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就越大,氣體壓強(qiáng)就越大.②氣體分子的數(shù)密度:氣體分子的數(shù)密度大,在單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多,平均作用力也會(huì)較大,氣體壓強(qiáng)就越大.(2)宏觀因素.①溫度:其他條件相同,溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大.②體積:其他條件相同,體積越小,氣體的壓強(qiáng)越大.【典例3】(多選)下列說法正確的是 (

)A.密閉容器中氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到的重力產(chǎn)生的B.密閉容器中氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的C.密閉容器中氣體的壓強(qiáng)只取決于氣體分子數(shù)量的多少D.密閉容器中氣體的壓強(qiáng)取決于氣體分子的平均速率和氣體分子的數(shù)密度解析:氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.氣體壓強(qiáng)的大小取決于氣體分子的平均速率和分子的數(shù)密度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:BD氣體壓強(qiáng)的分析方法及注意問題課堂評(píng)價(jià)1.(多選)在研究熱現(xiàn)象時(shí),我們可以采用統(tǒng)計(jì)方法,這是因?yàn)?(

)A.每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率隨溫度的變化是有規(guī)律的B.個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)不具有規(guī)律性C.在一定溫度下,大量分子的速率分布是確定的D.在一定溫度下,大量分子的速率分布隨時(shí)間而變化解析:在研究熱現(xiàn)象時(shí),單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)具有無規(guī)則的特征,大量的分子滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律,故選項(xiàng)B、C正確.答案:BC2.關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng),下列說法正確的是(

)A.由重力產(chǎn)生B.由分子間的相互作用力產(chǎn)生C.由大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生D.在失重的情況下,密閉容器內(nèi)的氣體對(duì)器壁沒有壓強(qiáng)解析:密閉容器中的氣體壓強(qiáng)是由氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的,大小由氣體的溫度和分子的數(shù)密度決定.失重時(shí),氣體分子對(duì)密閉容器的器壁仍然有壓強(qiáng),選項(xiàng)C正確.答案:C3.如圖所示,兩個(gè)完全相同的容積恒定的圓柱形密閉容器,甲中裝滿水,乙中充滿空氣,若不計(jì)溫度變化對(duì)水的密度的影響,則下列說法正確的是 (

)A.兩容器中器壁受到的壓強(qiáng)都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的B.兩容器中器壁受到的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC=pDD.當(dāng)溫度升高時(shí),pA、pB變大,pC、pD也變大甲乙答案:C解析:甲容器受到壓強(qiáng)的原因是液體受到重力的作用,且具有流動(dòng)性,而乙容器受到壓強(qiáng)的原因是分子撞擊器壁,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρgh,hA>hB,所以pA>pB,而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等,與位置無關(guān),所以pC=pD,選項(xiàng)C正確.溫度升高時(shí),pA、pB不變,而pC、pD增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的說法正確的是(

)A.氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率與溫度有關(guān)B.當(dāng)溫度升高時(shí),氣體分子的速率分布不再是“中間多、兩頭少”C.氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率可由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求得D.氣體分子的平均速度隨溫度升高而增大答案:A解析:氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān),溫度升高時(shí),氣體分子的平均速率變大,但仍遵從“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.分子的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則,而且牛頓運(yùn)動(dòng)定律是宏觀定律,不能用它來求微觀分子的運(yùn)動(dòng)速率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.大量分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率相