高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 气体分子运动的统计规律精品教案设计

《气体分子运动的统计规律》教学设计

 教学目标：

1. 知道分子运动速率分布的统计规律——气体分子沿各方向运动的机会均等，气体分子速率呈现“中间多、两头少”；
2. 知道分子运动速率分布图像的物理意义；
3. 能正确理解什么是统计规律，并理解分子热运动统计规律的意义，能正确描述气体分子热运动随温度变化而变化的情况。

教学重点：

1. 气体分子运动的特点
2. 气体分子速率分布的统计规律

教学难点：

气体分子速率分布的统计规律

教学方法：

演示实验，讨论与交流、练习、讲授。

课时安排：1课时

复习引入：

分子动理论的基本内容是什么？

物质是由大量无规则运动的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。

统计规律是大量随机事件整体表现出的规律，它表现了这些事件整体的必然联系。

新课教学：

一、分子沿各个方向运动的概率相等

【观察与思考】伽尔顿板实验：

（1）投入一个（或几个）小球，观察小球落在狭槽内的分布情况；

（2）在连续投入大量的小球，按小球在狭槽内的分布情况，画一条连续的曲线，观察曲线形状。

说明：（1）单个小球落入哪到狭槽内是随机的；

（2）投入大量小球，狭槽内小球分布的情况是一定的。

【讨论与交流】在日常生活中，还有哪些实例表现出这种统计规律？

情境：空气分子在容器中的运动情况。

气体分子运动的特点是：

1．气体间的距离较大，分子间相互作用力十分微弱，除了相互碰撞或者与容器碰撞，气体分子不收李的作用，在空间自由运动，所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。

2．大量气体分子都在做无规则热运动，分子间不断发生碰撞，频繁的碰撞使得每个分子的速度大小和方向频繁地改变，在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有，从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。

二、分子速率按一定的统计规律分布

情境：下面的表格记录了某次实验氧气分子分别在0 ℃和100 ℃时速率分布的情况。

【思考问题】请根据表格中的数据，分析实验结果，能得出什么样的结论？

例题：观察表1-3-1和图1-3-2，思考并回答下列问题。

（1）由图1-3-2可以发现，氧气分子的速率分布具有什么特点？

（2）由表1-3-1可得如图1-3-3所示的0 ℃氧气分子的速率分布直方图，实验时速率区间取得越窄，图中整个直方图锯齿边界就越接近一条光滑曲线。该曲线有何意义？曲线与横坐标所围的面积代表什么意义？能否求得该面积的值？

【思考问题】（1）当温度升高时，所有气体分子的速率都会增大吗？

（2）温度升高时，气体分子的平均速率会怎样变化？

练习1：体积都是1 L的两个容器，装着质量相 等的氧气，其中一个容器内的温度是0 ℃，另一个容器的温度是100 ℃。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？

练习2：分子运动的特点是（ ABC  ）

A．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动

B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动

C．分子沿各个方向运动的机会均等

D．分子的速率分布毫无规律

练习:3：对于气体分子的运动，下列说法正确的是（  BD  ）

A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等

B．一定温度下某理想气体的分子速  率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少

C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况

D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少

课堂小结：

1、在一定温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布；

2、温度升高，气体分子的平均速率增大。

课后作业：

1、课后练习第3题、第4题

2.完成练习册