2019-2020年高中物理 《气体 气体的状态和状态参量》教案 沪科版选修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 气体 气体的状态和状态参量教案 沪科版选修3-3一、教学目标1在物理知识方面要求:(1)知道气体的温度、体积和压强是描述气体状态的状态参量;(2)理解气体的温度、体积和压强的物理意义;(3)知道气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的;(4)会用水银压强计测量密闭气体的压强;(5)会计算气体的压强。2通过研究描述气体状态的三个参量,明确本章的中心课题和研究方法,增强学生学习的目的性。二、重点、难点分析1气体的压强是重点,因为它是以后进一步学习气体实验定律和理想气体状态方程的基础。所以要让学生理解压强概念的物理意义,知道压强的单位,会计算气体的压强,会用水银压强计测定气体的压强。2正确确定密闭气体的压强是难点,特别是U形管中气体的压强。受重力压力压强这样的推理逻辑的影响,学生在理解气体压强产生时会感到困惑。三、教具1演示气体压强的大小水银气压计(U形管的底部用乳胶管连接,B管为可活动的)。2气体压强的模拟实验气体分子运动模拟实验器。四、主要教学过程(一)引入新课在研究机械运动时,物体的位置、速度确定了,物体的运动状态就确定了。当研究对象转换为气体时,描述气体的状态,显然不能再用位置、速度这样的物理量了。那么应该用什么物理量来描述气体的状态呢?举例:凹陷的乒乓球被热水一浇,恢复原状;充好气的气球,放在暖气片上会爆裂;自行车内胎在夏天时容易爆胎;气体被压缩;压缩气体突然膨胀;通过学生举出的众多实例,分析得出:对于一定质量的某种气体,描述其状态的物理量有温度、体积和压强。(二)教学过程设计1温度(1)对温度物理意义的认识宏观:温度表示物体的冷热程度。微观:温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度;温度是物体分子平均动能的标志。(2)温度与温标温标即温度的数值表示法。摄氏温标摄氏温度t热力学温标热力学温度T2气体的体积(1)气体体积是指气体分子充满的空间,即容器的容积。(2)这个容积不是气体分子本身的体积之和,气体分子之间是有空隙的。(3)气体的体积用字母V表示。(4)国际单位制单位m3、dm3、cm31L=10-3m3=1dm33气体的压强(1)用水银压强计测容器中气体的压强请同学们讨论一下:若实验显示的是图甲所示的情况,那么容器中的气体压强比外界大气压是大还是小?写出数学表达式。若实验显示的是图乙所示的情况,那么容器中的气体压强比外界大气压是大还是小?写出数学表达式。这里用p0表示大气压强,p表示容器中气体的压强,h表示两个水银面的高度差,ph表示高度为h的水银柱产生的压强,引导学生写出数学表达式:图甲 p=p0+ph图乙 p=p0-ph(2)气体的压强是怎样产生的?举例1 用一小把针刺手心,随着针刺频率的增加,手心的感觉会有什么变化?举例2 气体分子运动模拟实验器,定性模拟大量气体分子频繁地碰撞器壁产生持续的均匀压力,形成对器壁的压强。举例3 大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上,对伞面产生一个持续的压力。在对上述举例讨论、观察后,引导学生归纳出气体压强的产生原因:大量气体分子对器壁的频繁碰撞,形成了对器壁的压强。(3)什么因素决定一定质量的气体压强的大小?(引导学生进行分析、归纳)分子的密度(单位体积内的分子数)分子密度越大,在单位时间内器壁的单位面积上受到的分子撞击次数就越多,产生的压强也就越大。而气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定。分子的平均速率分子运动越剧烈,平均速率越大,那么在单位时间内器壁单位面积上受到分子撞击的次数越多,而且每次撞击的作用也越大,气体的压强也就越大。而气体分子的平均速率是由气体的温度反映的。结论:对于一定质量的气体,体积和温度是决定气体压强的因素。(4)大气压强是怎样产生的?实验和理论证明:大气层中的气体,其单位体积内的分子数是随高度而递减的;大气层中不同高度的气体,分子密度不同和温度不同,产生的大气压强也就不同;分子的频繁碰撞大气压强产生的原因。举例 一只空杯子,在杯口轻轻地盖上一张小纸片,说明你将会看到的现象并说明其原因。4气体的状态与状态的变化(1)对于一定质量的气体,如果温度、体积和压强都不变,就说气体处于一定的状态中。(2)如果三个量都变了,或其中两个量变了,就说气体的状态变了。(3)三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。5研究方法(1)通过实验;(2)先研究一定质量的气体温度保持不变时,压强和体积的关系;体积保持不变时压强与温度的关系;(3)在上述研究的基础上,归纳出三个量都发生变化时遵循的规律。(三)课堂小结1气体的温度、体积和压强是描述气体状态的状态参量;2气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的;3一定质量的气体的压强是由气体的体积和温度决定的;4用实验的方法和归纳法研究三个状态参量变化时的互相关联。五、说明1教材中提到“对一定质量的气体来说,如果温度、体积和压强这三个量都不改变,我们就说气体处于一定的状态中”。这个“状态”指的是热动平衡态。当一定质量的气体处在外界条件不变的情况下,表征它的宏观状态的物理量,如温度、体积、压强等,保持不变,可被测定,气体就处于热动平衡态。2若没有“气体分子运动模拟实验器”,可改用托盘天平来演示(具体操作请参考甲种本第二册教参 p79)。3若学生基础较差,请选配有关压强计算的示范例题。
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