人教版(新教材)高中物理選擇性必修3教學(xué)設(shè)計(jì)1：第2課時(shí) 理想氣體、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋教案

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1第2課時(shí)理想氣體、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋教學(xué)目標(biāo)：1．了解理想氣體的模型，并知道實(shí)際氣體在什么情況下可以看成理想氣體。2．能夠從氣體定律推出理想氣體的狀態(tài)方程。3．掌握理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容和表達(dá)式，并能應(yīng)用解決實(shí)際問題。4.能用氣體分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律。教學(xué)重、難點(diǎn)：1．理想氣體狀態(tài)方程的推導(dǎo)；2.用氣體分子動(dòng)理論來解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律。教學(xué)過程：（一）鞏固復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)1．玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。PV=C2．查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成正比。P=CT或P3．蓋—呂薩克定律，一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。V=CT或V設(shè)疑：描述一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)參量有三個(gè)：P、V、T，我們之前學(xué)習(xí)的氣體定律，都是當(dāng)一個(gè)參量不變時(shí)，另外兩個(gè)參量的關(guān)系。那如果三個(gè)參量都變化的情況下，這三者之間又滿足什么樣的關(guān)系了？大家可以猜想一下？(二)新課教學(xué)1.對理想氣體的理解.（1）理想氣體是一種科學(xué)的抽象，是理想化的物理模型，把嚴(yán)格遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體稱為理想氣體.（2）理想氣體的分子模型：①分子本身的大小和它們之間的距離相比較可忽略不計(jì).②分子間的距離很大，因此除碰撞外，分子間的相互作用力忽略不計(jì)，分子勢能看作零，理想氣體的內(nèi)能就等于所有分子動(dòng)能的總和.③分子之間的碰撞看成彈性碰撞.（3）實(shí)際氣體在常溫常壓下可近似看成理想氣體.注：中學(xué)階段所涉及的氣體（除特別說明外）都看成理想氣體.2.理想氣體的狀態(tài)方程（1）推導(dǎo)過程首先由學(xué)生畫出上節(jié)中的p-V圖象，如圖所示.由圖可知，A→B為等溫過程，根據(jù)玻意耳定律可得pAVA=pBVB①從B→C為等容過程，根據(jù)查量定律可得：②又TB=TA，VB=VC，聯(lián)立①②可得（2）上式表明，一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)1變化到另一個(gè)狀態(tài)2時(shí)，盡管其p、V、T都可能變化，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變.也就是說或（C為恒量）上面兩式都叫做一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程.（3）氣體實(shí)驗(yàn)定律可看作一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程，①當(dāng)m、T不變時(shí)，則為p1V1=p2V2——玻意耳定律.②當(dāng)m、V不變時(shí)，則為——查理定律.③當(dāng)m、p不變時(shí)，則為——蓋·呂薩克定律.3.氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋（1）教師引導(dǎo)、示范，以解釋玻意耳定律為例教會(huì)學(xué)生用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)定律的基本思維方法和簡易符號(hào)表述形式。范例：用氣體分子動(dòng)理論解釋玻意耳定律。一定質(zhì)量（m）的理想氣體，其分子總數(shù)（N）是一個(gè)定值，當(dāng)溫度（T）保持不變時(shí)，則分子的平均速率（v）也保持不變，當(dāng)其體積（V）增大幾倍時(shí)，則單位體積的分子數(shù)（n）變?yōu)樵瓉淼膸追种?，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。書面符號(hào)簡易表述方式：TT不變v不變m一定N一定V↑（或↓）p↓（或↑）n↓（或↑）（2）讓學(xué)生體驗(yàn)上述思維方法：每個(gè)人都獨(dú)立地用書面詳細(xì)文字?jǐn)⑹龊陀梅?hào)簡易表述的方法來對查理定律進(jìn)行微觀解釋，然后由平時(shí)物理成績較好的學(xué)生口述，與下面正確〖答案〗核對。書面或口頭敘述為：一定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時(shí)，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當(dāng)溫度（T）升高時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率（v）也增大，則氣體壓強(qiáng)（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時(shí)，氣體壓強(qiáng)（p）也減小。這與查理定律的結(jié)論一致。用符號(hào)簡易表示為：m一定m一定N一定p↓（或↑）n不變v↑（或↓）T↑（或↓）V不變（3）讓學(xué)生再次練習(xí)，用氣體分子動(dòng)理論解釋蓋·呂薩克定律。再用更短的時(shí)間讓學(xué)生練習(xí)詳細(xì)表述和符號(hào)表示，然后讓物理成績?yōu)橹械鹊幕蜉^差的學(xué)生口述自己練習(xí)，與下面標(biāo)準(zhǔn)〖答案〗核對。一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，要保持壓強(qiáng)（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時(shí)，全體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率v會(huì)增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減?。ǚ駝t壓強(qiáng)不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當(dāng)溫度降低時(shí)，同理可推出氣體體積一定減小。這與蓋·呂薩克定律的結(jié)論是一致的。用符號(hào)簡易表示為：VV↑（或↓）n↓（或↑）N一定m一定p不變v↑（或↓）T↑（或↓）活學(xué)巧用1.關(guān)于理想氣體，下列說法中哪些是正確的（）A.嚴(yán)格遵守氣體三定律的氣體稱為理想氣體B.理想氣體客觀上是不存在的，它只是實(shí)際氣體在一定程度上的近似C.低溫（和室溫比較）和低壓（和大氣壓比較）條件下的實(shí)際氣體都可以看成理想氣體D.和質(zhì)點(diǎn)的概念一樣，理想氣體是一種理想化的模型〖答案〗:A、B、D2.如圖所示，一個(gè)密閉的汽缸，被活塞分成體積相等的左、右兩室，汽缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等.現(xiàn)利用右室中電熱絲對為室加熱一段時(shí)間，達(dá)到平衡后，左室的體積變?yōu)樵瓉淼?，氣體的溫度T1=300K，求右室氣體的溫度.〖解析〗根據(jù)題意對汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)行分析:左室的氣體：加熱前p0、V0、T0加熱后p1、、T1右室的氣體；加熱前，p0、V0、T0加熱后p1、、T2根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：=恒量左室氣體右室氣體所以所以T2=500K〖答案〗:500K3.房間的容積為20m3，在溫度為7℃、大氣壓強(qiáng)為9.8×104Pa時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量是25kg.當(dāng)溫度升高到27℃，大氣壓強(qiáng)變?yōu)?.0×10〖解析〗:室內(nèi)氣體的溫度、壓強(qiáng)均發(fā)生了變化，原氣體的體積不一定再是20m3，可能增大有氣體跑出，可能減小有氣體流入，因此仍以原25kg氣體為研究對象，通過計(jì)算才能確定氣體初態(tài)：p1=9.8×104Pa，V1=20m3，