人教版高中物理選擇性必修三 第2章第3節(jié)氣體的等壓變化和等容變化第一課時教學(xué)設(shè)計

1、人教版（2019）物理選修三2.3氣體的等壓變化和等容變化第一課時教學(xué)設(shè)計課題 氣體的等壓變化和等容變化單元2學(xué)科物理年級高二學(xué)習(xí)目標物理觀念：理解一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下氣體體積和溫度的關(guān)系；會用蓋呂薩克定律解釋一些自然現(xiàn)象，解決簡單的實際問題；理解一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下氣體壓強和溫度的關(guān)系；會用查理定律解釋一些自然現(xiàn)象，解決簡單的實際問題?？茖W(xué)思維：從有序設(shè)計的一系列問題和實驗，通過模型建構(gòu)和科學(xué)推理，得出等溫變化的規(guī)律?？茖W(xué)探究：能基于觀察和實驗提出問題、形成猜想，設(shè)計實驗驗證猜想并綜合分析實驗證據(jù)，得出氣體等溫變化的規(guī)律?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：在實驗過程中保持交流與合作

2、，敢于發(fā)表自己對探究過程與實驗結(jié)論的理解或想法，并且能正確表達自己的觀點。重點氣體的等溫變化規(guī)律的探究；理解玻意耳定律，會用玻意耳定律解釋一些自然現(xiàn)象，解決簡單的實際問題。難點氣體的等溫變化規(guī)律的探究。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課問題：燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么?液體因溫度T升高而壓強P增大，體積V膨脹。用生活現(xiàn)象引入課題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的親近感，激發(fā)探究欲望，體驗物理學(xué)科與生活緊密聯(lián)系。講授新課等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化.猜想：在等壓變化

3、中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關(guān)系？思考：（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的壓強不變?（3）如何測 T ?（4）如何測量V？實驗視頻一、蓋呂薩克定律1.蓋呂薩克生平介紹蓋呂薩克1778年9月6日生于圣萊昂特。1800年畢業(yè)于巴黎理工學(xué)校. 1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.1802年，蓋呂薩克發(fā)現(xiàn)氣體熱膨脹定律(即蓋呂薩克定律)壓強不變時，一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=C恒量.其實查理早就發(fā)現(xiàn)壓強與溫度的關(guān)系，只是當時未發(fā)表，也未被人注意。直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視。早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻而稱為

4、“查理-蓋呂薩克定律”.2.蓋呂薩克定律的圖象蓋呂薩克定律的圖象等壓線 （1）等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系在VT直角坐標系中的圖象.（2）一定質(zhì)量氣體的等壓線的VT圖象，其延長線經(jīng)過坐標原點，斜率反映壓強大?。?）一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強相同不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越?。ㄍ粶囟认?，體積大的壓強?。┤鐖D所示p2p1 3.蓋呂薩克定律的內(nèi)容、表達式（1）文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.（2）公式表述：V=CT體積V與熱力學(xué)溫度

5、T成正比可以表示為另外形式或者4. 說明（1）蓋呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強不變（3）在 V/=C 中的C與氣體的種類、質(zhì)量、壓強有關(guān)注意： V正比于T而不正比于t，但Vt（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一課堂練習(xí)1、如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則 （ ）A.彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB.若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大C.若把彎管向下移動少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管

6、壁上升hD.若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升解析：A.對右管中的水銀受力分析知,管中氣體壓強比大氣壓強高hcmHg ,所以彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h。故A正確;B.彎管上下移動，封閉氣體溫度溫度不變，又因為封閉氣體壓強p= Po十Ph，則可知壓強不變,由理想氣體狀態(tài)方程可知氣體體積不變。故B錯誤;C.封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變。所以彎管向下移動少許,玻璃管左端液柱將,上升。則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升。故C正確; D,環(huán)境溫度升高，氣體壓強始終為p= Po十Ph保持不變,根據(jù)等壓變化，封閉氣體體積增大,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升。答案：ACD學(xué)生：用手堵住注射器的口壓縮氣體，有

7、什么感覺？等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度的變化.猜想：在等容變化中，氣體的壓強與溫度可能存在著什么關(guān)系？（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的體積不變?（3）如何測 T ?（4）如何測量p？二、查理定律1.查理生平介紹查理是法國物理學(xué)家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進一步發(fā)現(xiàn)，對于一定質(zhì)量的氣體，當體積不變的時候，溫度每升高l，壓力就增加它在0時候壓力的1273.查理還用它作根據(jù)，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數(shù).這個預(yù)言后

8、來由蓋呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實驗完全證實.2.查理定律的圖象查理定律的圖象等容線 （l）等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系pT在直角坐標系中的圖象叫做等容線（2）一定質(zhì)量氣體的等容線pT圖象，其延長線經(jīng)過坐標原點，斜率反映體積大?。?）一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各狀態(tài)的體積相同。不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓強大的體積?。┤鐖D所示，V2V13.查理定律的內(nèi)容、表達式1、文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T成正比. 2、公式表述

9、：P=CT壓強p與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式或者4. 說明（1）查理定律是實驗定律，由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比,但壓強的變化p與攝氏溫度t的變化成正比（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強是相同的（5）解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要統(tǒng)一5.應(yīng)用：高壓鍋內(nèi)的食物易熟課堂練習(xí)2、 2、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說法中正確的是： A、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；B、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；C、氣

10、體壓強的改變量與熱力學(xué)溫度成正比；D、氣體的壓強與熱力學(xué)溫度成正比。解析：BD、氣體經(jīng)歷等容變化,根據(jù)查理定律,有:P/T=C ,而T =t+273 ,故氣體的壓強與熱力學(xué)溫度成正比，與攝氏溫度不成正比，故B錯誤，D正確;AC、根據(jù)查理定律公式P/T=C ,可以得到P/T= C ,故氣體壓強的改變量與熱力學(xué)溫度的改變量成正比,故A錯誤，C錯誤。故選D。拓展提高1、在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問:重物是上升還是下降？這時重物將從原處移動多少厘米?(設(shè)活塞與氣缸

11、壁間無摩擦) 解析：溫度降低利用等容變化壓強減小, 故活塞下移, 重物上升.等壓變化，得h =7.4 cm重物上升高度h=107.4=2.6 cm2、某種氣體在狀態(tài)A時壓強2105Pa,體積為1m3,溫度為200K,(1)它在等溫過程中由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,狀態(tài)B 的體積為2m3,求狀態(tài)B 的壓強.(2)隨后,又由狀態(tài)B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,狀態(tài)C 的溫度為300K,求狀態(tài)C 的壓強.解析：(1)氣體的狀態(tài)參量:PA=2x 105Pa,VA= 1m3, VB= 2m3,由玻意耳定律得: PAVA= PBVB ,代入數(shù)據(jù)解得: PA=1x 105Pa;(2)氣體的狀態(tài)參量:PB= 1x 10

12、5Pa, TB= TA= 200K, Tc = 300K,由查理定律得:代入數(shù)據(jù)解得:PC= 1.5x 105Pa;（1）注射器內(nèi)一定質(zhì)量的氣體。（2）柱塞達到平衡。（3）用溫度計。（4）從刻度尺上讀出。觀看演示視頻。閱讀相關(guān)材料。畫出V-T圖像，并分析圖像特點。能利用等壓線特點判斷不同等壓線壓強的高低。思考T、t、t的區(qū)別。完成練習(xí)。用注射器完成實驗，并根據(jù)實驗感受做出猜想。閱讀相關(guān)材料。完成思考題。類比蓋呂薩克定律理解記憶查理定律。完成課堂練習(xí)。整理解題步驟，明確解題思路。完成本節(jié)課拓展提高。小組討論完成探究，并總結(jié)實驗規(guī)律。關(guān)注物理學(xué)史，增強學(xué)生對物理學(xué)歷史的了解，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣。此處為易錯點。幫助學(xué)生區(qū)分熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，鞏固新知識，提高學(xué)生分析問題的能力。結(jié)合生活中常見的實例，發(fā)現(xiàn)生活中現(xiàn)象蘊含的物理知識，并將物理知識應(yīng)用與生活。關(guān)注物理學(xué)史，增強學(xué)生對物理學(xué)歷史的了解，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣。通過等容線更好的理解查理定律的內(nèi)容。了解物理知識在生活中的應(yīng)用鍛煉解決實際問題的