2019-2020年高中物理 《氣體分子動理論》教案 魯科版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 《氣體分子動理論》教案 魯科版選修3-3 教學目標 知識目標 1、知道氣體分子運動的特點. 2、知道分子沿各個方向運動的機會均等,分子速率按一定規(guī)律分布,這種規(guī)律是一種統(tǒng)計規(guī)律. 3、知道氣體壓強的微觀解釋以及氣體實驗定律的微觀解釋. 能力目標 通過用微觀解釋宏觀,提出統(tǒng)計規(guī)律,滲透統(tǒng)計觀點,以提高學生分析、綜合、歸納能力. 情感目標 通過對氣體分子定律以及氣體實驗定律的微觀解釋,尤其是統(tǒng)計規(guī)律的滲透,讓學生體會其在科學研究中的作用.培養(yǎng)學生樹立科學的探究精神. 教學建議 用微觀的方法解釋宏觀現(xiàn)象,對學生來說,這是第一次接觸,應從實際出發(fā),通過模擬和舉例來幫助學生理解統(tǒng)計規(guī)律的意義.理解氣體壓強的產(chǎn)生并解釋氣體的實驗定律是本節(jié)的重要內(nèi)容,也是提高學生分析、綜合、歸納能力的有效途徑. 教學設計示例 (一)教學總體設計 1、教師應借助物理規(guī)律和課件展示,準確講解,注意啟發(fā)點撥,以學生自己討論歸納. 2、學生應積極思考、認真觀察、參與討論、總結(jié)規(guī)律、解釋現(xiàn)象. 教師通過動畫模擬引入微觀對宏觀的解釋、滲透統(tǒng)計思維,指導學生觀察動畫、分析特點,總結(jié)統(tǒng)計規(guī)律,解釋有關(guān)現(xiàn)象. (二)重點難點疑點及解決辦法 1、重點:氣體壓強的產(chǎn)生和氣體實驗定律的微觀解釋. 2、難點:用統(tǒng)計的方法分析氣體分子運動的特點. 3、疑點 ?。?)氣體分子運動與固體、液體分子運動有什么區(qū)別. ?。?)氣體的壓強是怎樣產(chǎn)生的?它的大小由什么因素決定. 4、解決辦法 用小球模擬分子碰撞器壁,聯(lián)系實際,從實例出發(fā)理解氣體壓強的產(chǎn)生機理,并分析影響氣體壓強的因素. (三)教學過程 1、氣體分子運動特點(條件允許,可以播放動畫進行模擬演示) 在教師引導下得出結(jié)論: ①氣體分子間距較大 ?、跉怏w分子充滿整個容器空間 ?、蹥怏w分子運動頻繁碰撞 ④氣體分子向各個方向運動的機會均等 分析氣體分子運動特點及聯(lián)系實驗得出: ?、贇怏w分子間距大,作用力?。烧J為沒有),所以氣體沒有一定的形態(tài)和體積(由容器決定). ?、诜肿友馗鱾€方向運動的機會均等. ③速率分布是中間大兩頭小的規(guī)律.其速率分布與分子數(shù)的關(guān)系如圖所示. 2、氣體壓強的微觀解釋 大量氣體分子對器壁頻繁碰撞,就對器壁產(chǎn)生一個持續(xù)的均勻的壓強.器壁單位面積上受到的壓力,就是氣體的壓強. 例如:雨滴撞擊雨傘的例子. 再比如:用一小把針刺手心,當針刺的頻率很高時,手心的感覺就不是痛一下,而是成為一種連續(xù)的均勻的痛感了. 氣體的壓強與氣體的密度和氣體分子的平均功能有關(guān).經(jīng)過實驗和理論計算得出: 為氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù),E為氣體分子的平均動能. 3、對氣體實驗定律的微觀解釋 ?。?)玻意耳定律 (2)查理定律 (3)蓋呂薩克定律 4、總結(jié)、擴展 (1)氣體分子運動有什么特點? ?。?)氣體的壓強是怎樣產(chǎn)生的?它的大小由什么因素決定? (3)怎樣從微觀的方法解釋氣體三實驗定律? 5、板書設計 五、氣體分子動理論 1、氣體分子運動特點 ?、? ② ?、? 2、對氣體壓強的微觀解釋 3、對氣體實驗定律的微觀解釋 教學設計示例參考 氣體實驗定律的微觀解釋 一、教學目標 1、知識目標: ?。?)能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義,并能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系. ?。?)能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律. 2、能力目標:通過讓學生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學生的微觀想象能力和邏輯推理能力,并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法. 3、情感目標:通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析,對學生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學思維方法. 二、重點、難點分析 1、用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是本節(jié)課的重點,它是本節(jié)課的核心內(nèi)容. 2、氣體壓強的微觀意義是本節(jié)課的難點,因為它需要學生對微觀粒子復雜的運動狀態(tài)有豐富的想象力. 三、教具 計算機控制的大屏幕顯示儀;自制的顯示氣體壓強微觀解釋的計算機軟件. 四、主要教學過程 (一)引入新課 先設問:氣體分子運動的特點有哪些? 答案:特點是:(1)氣體間的距離較大,分子間的相互作用力十分微弱,可以認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用,每個分子都可以在空間自由移動,一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間.(2)分子間的碰撞頻繁,這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞.氣體通過這種碰撞可傳遞能量,其中任何一個分子運動方向和速率大小都是不斷變化的,這就是雜亂無章的氣體分子熱運動.(3)從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等,因此對大量分子而言,在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的.(4)大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布,呈“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律,且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān),溫度升高時,平均速率會增大. 今天我們就是要從氣體分子運動的這些特點和規(guī)律來解釋氣體實驗定律. (二)教學過程設計 1、關(guān)于氣體壓強微觀解釋的教學 首先通過設問和討論建立反映氣體宏觀物理狀態(tài)的溫度(T)、體積(V)與反映氣體分子運動的微觀狀態(tài)物理量間的聯(lián)系: 溫度是分子熱運動平均動能的標志,對確定的氣體而言,溫度與分子運動的平均速率有關(guān),溫度越高,反映氣體分子熱運動的平均速率( )越大. 體積影響到分子密度(即單位體積內(nèi)的分子數(shù)),對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言,分子總數(shù)N是一定的,當體積為V時,單位體積內(nèi)的分子數(shù) 與體積V成反比,即體積越大時,反映氣體分子的密度n越?。? 然后再設問:氣體壓強大小反映了氣體分子運動的哪些特征呢? 這應從氣體對容器器壁壓強產(chǎn)生的機制來分析. 先讓學生看用計算機模擬氣體分子運動撞擊器壁產(chǎn)生壓強的機制: 首先用計算機軟件在大屏幕上顯示出如圖1所示的圖形: 向同學介紹:如圖所示是一個一端用活塞(此時表示活塞部分的線條閃爍3~5次)封閉的氣缸,活塞用一彈簧與一固定物相連,活塞與氣缸壁摩擦不計,當氣缸內(nèi)為真空時,彈簧長為原長.如果在氣缸內(nèi)密封了一定質(zhì)量的理想氣體.由于在任一時刻氣體分子向各方向上運動的分子數(shù)相等,為簡化問題,我們僅討論向活塞方向運動的分子.大屏幕上顯示圖2,即圖中顯示的僅為總分子數(shù)的 ,(圖中顯示的“分子”暫呈靜態(tài))先看其中一個(圖2中涂黑的“分子”閃爍2~3次)分子與活塞碰撞情況,(圖2中涂黑的“分子”與活塞碰撞且以原速率反彈回來,活塞也隨之顫抖一下,這樣反復演示3~5次)再看大量分子運動時與活塞的碰撞情況: 大屏幕上顯示“分子”都向活塞方向運動,對活塞連續(xù)不斷地碰撞,碰后的“分子”反彈回來,有的返回途中與別的“分子”相撞后改變方向,有的與活塞對面器壁相碰改變方向,但都只顯示垂直于活塞表面的運動狀態(tài),而活塞被擠后有一個小的位移,且相對穩(wěn)定,如圖3所示的一個動態(tài)畫面.時間上要顯示15~30秒定格一次,再動態(tài)顯示15~30秒,再定格.- 配套講稿:
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- 氣體分子動理論 2019-2020年高中物理 氣體分子動理論教案 魯科版選修3-3 2019 2020 年高 物理 氣體 分子 理論 教案 魯科版 選修
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