2022年2021-高中物理8.3《理想氣體的狀態(tài)方程》教案新人教版選修3-3

1、2019-2020 年高中物理 8.3 理想氣體的狀態(tài)方程教案新人教版選修 3-3教學(xué)目標(biāo)1在物理知識(shí)方面的要求：（1）初步理解“理想氣體”的概念。（ 2）掌握運(yùn)用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡單問題。（ 3）熟記蓋呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確用它來解答氣體等壓變化的有關(guān)問題。2通過推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)蓋呂薩克定律的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。3通過用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蓋呂薩克定律的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，并對學(xué)生進(jìn)行“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一的標(biāo)

2、準(zhǔn)”的教育。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)，因?yàn)樗粌H是本節(jié)課的核心內(nèi)容，還是中學(xué)階段解答氣體問題所遵循的最重要的規(guī)律之一。2對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)檫@一概念對中學(xué)生來講十分抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現(xiàn)象對“理想氣體”給出初步概念定義，只有到后兩節(jié)從微觀的氣體分子動(dòng)理論方面才能對“理想氣體”給予進(jìn)一步的論述。另外在推導(dǎo)氣體狀態(tài)方程的過程中用狀態(tài)參量來表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學(xué)生理解上也有一定難度。教學(xué)過程引入新課玻意耳定律是一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積變化所遵循的規(guī)律，而查理定律是一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度變化時(shí)所遵循的規(guī)

3、律，即這兩個(gè)定律都是一定質(zhì)量的氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度三個(gè)狀態(tài)參量中都有一個(gè)參量不變，而另外兩個(gè)參量變化所遵循的規(guī)律，若三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)遵循什么樣的規(guī)律呢？教學(xué)過程設(shè)計(jì)一關(guān)于“理想氣體”概念的教學(xué)設(shè)問：（ 1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它們是物理理論推導(dǎo)出來的還是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出來的？答案是：由實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出的。（2）這兩個(gè)定律是在什么條件下通過實(shí)驗(yàn)得到的？老師引導(dǎo)學(xué)生知道是在溫度不太低（與常溫比較）和壓強(qiáng)不太大（與大氣壓強(qiáng)相比）的條件得出的。講解：在初中學(xué)過使常溫常壓下呈氣態(tài)的物質(zhì)（如氧氣、氫氣等）液化的方法是降低溫度和增大壓強(qiáng)。這就是說，當(dāng)溫度足夠低或壓強(qiáng)足夠大時(shí)，

4、任何氣體都被液化了，當(dāng)然也不遵循反映氣體狀態(tài)變化的玻意耳定律和查理定律了。而且實(shí)驗(yàn)事實(shí)也證明：在較低溫度或較大壓強(qiáng)下，氣體即使未被液化，它們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也與玻意耳定律或查理定律計(jì)算出的數(shù)據(jù)有較大的誤差。p ( 1.013105pa) pv值( 1.013105pal) h2n2o2空氣精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -出示表格（ 1）：（ 1

5、）所示是在溫度為0，壓強(qiáng)為1.013 105pa的條件下取1l 幾種常見實(shí)際氣體保持溫度不變時(shí)，在不同壓強(qiáng)下用實(shí)驗(yàn)測出的pv乘積值。從表中可看出在壓強(qiáng)為1.013 105pa至 1.013 107pa之間時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與玻意耳定律計(jì)算值，近似相等，當(dāng)壓強(qiáng)為1.013 108pa時(shí)，玻意耳定律就完全不適用了。這說明實(shí)際氣體只有在一定溫度和一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的實(shí)際氣體適用的溫度范圍和壓強(qiáng)范圍也是各不相同的。為了研究方便，我們假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循玻意耳定律和查理定律。我們把這樣的氣體叫做“理想氣體 ”。二推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程對

6、于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p、v、t 來描述，這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀態(tài)。根據(jù)這一思想，我們假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p1，v1，t1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，v2， t2），這中間的變化過程可以是各種各樣的，現(xiàn)假設(shè)有兩種過程：第一種：從（p1，v1，t1）先等溫并使其體積變?yōu)関2，壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（ pc，v2，t1）再等容并使其溫度變?yōu)閠2，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)?/p>

7、p2，則末狀態(tài)（ p2，v2， t2）。第二種：從（p1；v1，t1）先等容并使其溫度變?yōu)閠2，則壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（ pc，v1，t2），再等溫并使其體積變?yōu)関2，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（ p2，v2，t2）。結(jié)論： 一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。三推導(dǎo)并驗(yàn)證蓋呂薩克定律（法國）設(shè)問：（ 1）若上述理想氣體狀態(tài)方程中，p1=p2，方程形式變化成怎樣的形式？（ 2）p1=p2本身說明氣體狀態(tài)變化有什么特點(diǎn)？答案：說明等效地看作氣體做等壓變化。（即壓強(qiáng)保持不變的變化）由此可得出結(jié)論：當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量的理想氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比

8、。演示實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，此實(shí)驗(yàn)保持壓強(qiáng)不變，只是利用改變燒杯中的水溫來確定三個(gè)溫度狀態(tài)t1、t2、t3，這可從溫度計(jì)上讀出，再分別換算成熱力學(xué)溫度t1、1 1.000 1.000 1.000 1.000 100 1.0690 0.9941 0.9265 0.9730 200 1.1380 1.0483 0.9140 1.0100 500 1.3565 1.3900 1.1560 1.3400 1000 1.7200 2.0685 1.7355 1.9920 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 8 頁 - - - - -

9、- - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -t2、t3，再利用氣體實(shí)驗(yàn)器上的刻度值作為達(dá)熱平衡時(shí)，被封閉氣體的體積值，分別為v1、 v2、v3，填入下表：出示投影幻燈片（3）：t1t2t3t1t2t3v1v2v3這幾個(gè)值會(huì)近似相等，從而證明了蓋呂薩克定律。課堂練習(xí)例題一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在 27，外界大氣壓為758 毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738 毫米汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂80 毫米，當(dāng)溫度降至-3 時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743 毫米汞柱， 求此時(shí)的實(shí)際大

10、氣壓值為多少毫米汞柱？解：分別寫出兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量：p1=758-738=20mmhg v1=80smm3 （s是管的橫截面積）。t1=273+27=300 k p2=p-743mmhg v2=（ 738+80）s-743s=75smm3t2=273+（-3）=270k 解得 p=762.2 mmhg 2019-2020 年高中物理 9.2 液體學(xué)案新人教版選修3-3學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)與技能：（1）知道液體具有一定的體積，不易被壓縮，沒有固定形狀，具有流動(dòng)性，掌握液體的微觀結(jié)構(gòu)。（2）知道液體表面有收縮的趨勢，會(huì)分析表面層的分子微觀結(jié)構(gòu)，理解液體表面存在張力，會(huì)對相關(guān)現(xiàn)象做出解釋。（3）知道浸潤

11、和不浸潤現(xiàn)象，會(huì)從分子微觀結(jié)構(gòu)對浸潤于不浸潤想象進(jìn)行解釋。（4）知道什么是毛細(xì)現(xiàn)象，會(huì)進(jìn)行原因分析。過程與方法：通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對液體的相關(guān)特殊現(xiàn)象產(chǎn)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的方法從現(xiàn)象到本質(zhì)，由潛入深，用分子的微觀結(jié)構(gòu)來分析物質(zhì)的宏觀特性和主動(dòng)、積極的科學(xué)探究能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -讓學(xué)生猛

12、然發(fā)覺看似簡單的液體竟會(huì)蘊(yùn)含如此多的相關(guān)想象，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性，讓學(xué)生體會(huì)到分子動(dòng)理論不但能在微觀意義上研究氣體、固體，而且能研究液體。重點(diǎn)：液體的幾種現(xiàn)象難點(diǎn)：幾種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因知識(shí)鏈接：簡述分子間作用力與分子距離的關(guān)系。學(xué)法指導(dǎo)：學(xué)習(xí)過程：一、液體的微觀結(jié)構(gòu)1、 舉例說明液體分子間的距離比氣體分子間距離小得多。2、 舉例說明液體分子間作用力比固體分子間作用力要小。3、 舉例說明液體分子的移動(dòng)比固體更容易。二、液體的表面張力4、 哪些實(shí)例說明液體存在表面張力？（有趣的實(shí)驗(yàn)可以做一做）5、 利用分子動(dòng)理論解釋液體為什么存在表面張力？精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - -

13、 - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -三、浸潤和不浸潤6、 什么是浸潤？什么是不浸潤？7、 舉例說明哪些液體和哪些固體浸潤，哪些液體和哪些固體不浸潤。8、 液體放在玻璃容器中浸潤與不浸潤有什么區(qū)別？9、 從分子力的角度解釋浸潤與不浸潤現(xiàn)象。四、毛細(xì)現(xiàn)象10、什么是毛細(xì)現(xiàn)象？11、毛細(xì)現(xiàn)象是因?yàn)橐后w浸潤管壁，那么管壁粗細(xì)和液面高度有什么關(guān)系？12、舉例說說生活中的毛細(xì)現(xiàn)象。五、液晶精品學(xué)習(xí)資

14、料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -13、簡述奧地利植物學(xué)家賴尼策發(fā)現(xiàn)液晶的過程。（口述）14、德國物理學(xué)家雷曼經(jīng)過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)了液晶的性質(zhì)，請你在下面寫出。15、說說液晶在現(xiàn)代生活中有哪些應(yīng)用？課堂小結(jié)：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練：1、 教材 p4 練習(xí) 1 2、 教材 p42 練習(xí) 2 3、 教材 p42 練習(xí) 3 4、 教材 p42 練習(xí) 4 5、 教材 p42

15、練習(xí) 5 液體分子的微觀結(jié)構(gòu)液體的表面張力浸潤與不浸潤毛細(xì)現(xiàn)象液晶的性質(zhì)和液晶分子排列的特點(diǎn)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -6、 教材 p42 練習(xí) 6 7、下列現(xiàn)象中與表面張力有關(guān)的是( ). (a) 水中的氣泡呈球形(b) 草葉上的露珠呈球形(c) 剛洗完頭，頭發(fā)粘在一起(d) 木塊浮在水 a中8、下列現(xiàn)象中因液體表面張力引起的是(a

16、 ). (a) 雨點(diǎn)都近似球形的(b) 蠟燭燃燒時(shí)，融化后的蠟燭油冷卻后呈球形(c) 熔化的玻璃可做成各種玻璃器皿(d) 縫衣針能飄浮在水面上9、下列現(xiàn)象中與毛細(xì)現(xiàn)象有關(guān)的是( ). (a) 水銀壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)要比實(shí)際稍小(b) 吸水紙有吸水性(c) 油沿?zé)粜鞠蛏仙?d) 水順著樹向卜升10、對于液晶，外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化，因而改變液晶的某些性質(zhì)，例如 _ _、_ _、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等，都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì). 11、通常棒狀分子、 _ _、_ _的物質(zhì)容易具有液晶態(tài). 12、液晶像液體具有_，又像晶體，分子在特定方向排列比較整齊，具有_. 13、關(guān)于液體

17、表面張力的方向和大小，正確的說法是( ). (a) 表面張力的方向與液面垂直(b) 表面張力的方向與液面相切，并垂直于分界線(c) 表面張力的大小是跟分界線的長度成正比的(d) 表面張力就本質(zhì)上來說也是萬有引力精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -14、若沒有空氣阻力，雨滴在自由下落時(shí)的形狀如圖的( ). 15、利用液晶 _的特性可以做成顯示元件 . 16、在密閉的容器內(nèi)，放置一定量的液體，如圖(a) 所示，若將此容器置于在軌道上正常運(yùn)行