2024-2025學(xué)年高中物理第三章氣體1氣體實(shí)驗(yàn)定律教案3教科版選修3-3

PAGE5-氣體試驗(yàn)定律教學(xué)目標(biāo)1.知道描述肯定質(zhì)量氣體的三個(gè)狀態(tài)參量。2.能識(shí)別肯定質(zhì)量氣體的等溫、等容和等壓改變過(guò)程。3.經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)探究過(guò)程，得出氣體試驗(yàn)定律，能表述氣體試驗(yàn)定律。體驗(yàn)試驗(yàn)探究過(guò)程，領(lǐng)會(huì)試驗(yàn)探究的價(jià)值。4．能用氣體試驗(yàn)定律說(shuō)明有關(guān)現(xiàn)象，并能進(jìn)行簡(jiǎn)潔的計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：氣體試驗(yàn)定律難點(diǎn)：氣體試驗(yàn)定律的理解與應(yīng)用設(shè)計(jì)思想本節(jié)從探討氣體的狀態(tài)描述動(dòng)身，提出了肯定質(zhì)量氣體的狀態(tài)可由體積、溫度、壓強(qiáng)三個(gè)參量來(lái)描述。通過(guò)試驗(yàn)探討了氣體狀態(tài)改變的三種等值改變過(guò)程，并得出了氣體試驗(yàn)三定律，同時(shí)也使學(xué)生進(jìn)一步相識(shí)到試驗(yàn)探究在物理學(xué)探討中的重要作用。三個(gè)狀態(tài)量中壓強(qiáng)的計(jì)算與分析更為重要，可適當(dāng)補(bǔ)充一些靜止的密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算問(wèn)題。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重在運(yùn)用，通過(guò)一些實(shí)例加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)問(wèn)解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力。教學(xué)資源《氣體試驗(yàn)定律》多媒體課件注射器測(cè)力計(jì)鐵架臺(tái)視頻錄像教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】問(wèn)題：為什么氣泡在水中上升時(shí)體積會(huì)變大？帶著這個(gè)問(wèn)題我們來(lái)學(xué)習(xí)氣體試驗(yàn)定律，來(lái)探討氣體參量之間的關(guān)系?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動(dòng)一：相識(shí)氣體狀態(tài)參量問(wèn)題1：可以用哪些物理量來(lái)描述氣體的狀態(tài)？肯定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)須要用體積、溫度和壓強(qiáng)等物理量來(lái)共同描述，這些物理量就叫做氣體的狀態(tài)參量。問(wèn)題2：溫度在宏觀和微觀上分別是如何定義的？從宏觀上看溫度是表示氣體冷熱程度的物理量，從微觀上看是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)記。在熱學(xué)中，用得較多的是熱力學(xué)溫度，亦稱肯定溫度，它是國(guó)際單位制中7個(gè)基本單位之一，用符號(hào)T表示，單位是開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱開(kāi)，符號(hào)是K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度之間的數(shù)量關(guān)系是：?jiǎn)栴}3：氣體的體積由什么確定？氣體的體積是指氣體占有空間的大小，由貯放它的容器確定，在國(guó)際單位制中，體積的單位是立方米，符號(hào)是m3。體積的單位還有升、毫升等。問(wèn)題4：壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)，一般封閉氣體的壓強(qiáng)如何計(jì)算呢？（讓學(xué)生探討，學(xué)生在初中學(xué)問(wèn)的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)會(huì)計(jì)算一些簡(jiǎn)潔的狀況，這里要著重從對(duì)封閉氣體的液柱或活塞進(jìn)行受力分析的角度教會(huì)學(xué)生計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)。）A學(xué)習(xí)活動(dòng)二：氣體壓強(qiáng)的計(jì)算A如何計(jì)算液泡內(nèi)密封氣體的壓強(qiáng)？1、明確探討對(duì)象2、受力分析3、列式求解（pS=p0S+mg）例題1：如圖所示兩個(gè)氣缸的質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m，左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下．兩個(gè)氣缸內(nèi)分別封閉有肯定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為P0，不計(jì)活塞和氣缸壁間的摩擦，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？AAB參考答案：（過(guò)渡：知道了壓強(qiáng)如何計(jì)算之后，從微觀和宏觀上分析壓強(qiáng)的影響因素會(huì)發(fā)覺(jué)，壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)，物理學(xué)探討多個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，常常采納限制變量法，氣體的三個(gè)狀態(tài)參量之間的關(guān)系可采納這一方法來(lái)探討，下面我們分別限制溫度、體積、壓強(qiáng)不變來(lái)探討另兩個(gè)物理量的關(guān)系。）學(xué)習(xí)活動(dòng)三：探究玻意耳定律問(wèn)題：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時(shí)其溫度保持不變，這種改變叫等溫改變。在等溫改變時(shí)，氣體壓強(qiáng)的改變與體積的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？試驗(yàn)探究：（在老師指導(dǎo)下學(xué)生相識(shí)試驗(yàn)并幫助記錄數(shù)據(jù)，在老師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納試驗(yàn)規(guī)律。）序號(hào)12345體積/L壓強(qiáng)/105Pa結(jié)論：肯定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的狀況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比，這個(gè)結(jié)論叫玻意耳定律，即作出p-V圖像（雙曲線）（肯定要讓學(xué)生明確試驗(yàn)成立的前提是氣體的質(zhì)量肯定，所以試驗(yàn)中容器的密閉性肯定要好；另外，等溫過(guò)程的試驗(yàn)肯定要緩慢拉動(dòng)活塞。）（學(xué)生解答課堂引入中氣泡體積變大的問(wèn)題。）探究查理定律問(wèn)題：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時(shí)其體積保持不變，這種改變叫等容改變。在等容改變時(shí)，氣體壓強(qiáng)的改變與溫度的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？觀看試驗(yàn)視頻：（學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納試驗(yàn)規(guī)律。）序號(hào)12345溫度/K壓強(qiáng)/105Pa肯定質(zhì)量的某種氣體，在體積保持不變的狀況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，這個(gè)結(jié)論叫查理定律，即作出p-T圖像（過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線）（氣體的等容改變比較簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)，但試驗(yàn)時(shí)要留意讀數(shù)時(shí)水溫盡量要穩(wěn)定，要留意壓強(qiáng)數(shù)據(jù)與水溫?cái)?shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)。）（學(xué)生解答課堂引入中車胎爆炸的問(wèn)題。）了解蓋·呂薩克定律猜想：肯定質(zhì)量的氣體，假如在狀態(tài)改變時(shí)其壓強(qiáng)保持不變，這種改變叫等壓改變。在等壓改變時(shí)，氣體體積的改變與溫度的改變遵循怎樣的規(guī)律呢？（由于試驗(yàn)中等壓改變較難實(shí)現(xiàn)，試驗(yàn)誤差較大，一般對(duì)于等壓改變可讓學(xué)生猜想或干脆給出結(jié)論。）肯定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)保持不變的狀況下，體積與熱力學(xué)溫度T成正比，這個(gè)結(jié)論叫做蓋·呂薩克定律，即作出V-T圖像（過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線）氣體試驗(yàn)定律的應(yīng)用例題2：一貯氣筒內(nèi)裝有25L、1.0×105Pa的空氣，現(xiàn)想使筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)增至4.0×105Pa，且保持溫度不變，那么應(yīng)向筒內(nèi)再打入L、1.0×105Pa的相同溫度的氣體。（答案：V=75L）運(yùn)用氣體試驗(yàn)定律解答題的步驟：(1)明確探討對(duì)象：質(zhì)量肯定的某種氣體(2)明確探討過(guò)程，確定初態(tài)和末態(tài)(3)用試驗(yàn)定律列方程（留意溫度的單位只能用熱力學(xué)溫度，壓強(qiáng)和體積的單位不肯定要用國(guó)際單位，但方程兩邊應(yīng)統(tǒng)一）。(4)求解并檢查答案是否合理例題3：容積為2L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0×105Pa時(shí)，用塞子塞住，此時(shí)溫度為27℃，當(dāng)把它加熱到127℃時(shí)，塞子被打開(kāi)了，稍過(guò)一會(huì)兒，重新把蓋子塞好，停止加熱并使它漸漸降溫到27℃，求：（1）塞子打開(kāi)前的最大壓強(qiáng)（2）27℃時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)．（答案：）【課堂小結(jié)】問(wèn)題1：描述氣體的狀態(tài)參量有哪些？問(wèn)題2：如何計(jì)算氣體的壓強(qiáng)？問(wèn)題3：什么是氣體的玻意耳定律？問(wèn)題4：什么是氣體的查理定律？問(wèn)題5：什么是氣體的蓋·呂薩克定律？【板書(shū)設(shè)計(jì)】第三節(jié)氣體試驗(yàn)定律氣體的狀態(tài)參量描述氣體的狀態(tài)參量：