高中物理-理想氣體的狀態(tài)方程教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

.3、理想氣體狀態(tài)方程一、教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)目標(biāo)：初步理解“理想氣體”的概念掌握運(yùn)用玻意爾定律、查理定律和蓋?呂薩克推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過(guò)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)方程分析理想氣體初末狀態(tài)，解答有關(guān)的簡(jiǎn)單問(wèn)題。2、方法和過(guò)程：通過(guò)推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及對(duì)氣體初末狀態(tài)的判斷，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：通過(guò)采用不同方法推導(dǎo)出理想氣體狀態(tài)方程，使同學(xué)們養(yǎng)成全面思考問(wèn)題的習(xí)慣。而對(duì)氣體初末狀態(tài)變化的分析，則教會(huì)學(xué)生看到問(wèn)題要抓住問(wèn)題的本質(zhì)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：1、如何理解理想氣體狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)，也是中學(xué)階段解答氣體問(wèn)題所遵循的最重要的規(guī)律之一。2、本節(jié)課的難點(diǎn)在于如何分析氣體變化問(wèn)題的初末狀態(tài)參量。尤其是末狀態(tài)，各部分都發(fā)生變化的情況，更要選取合適的參考對(duì)象，找到壓強(qiáng)變化與氣體體積變化的關(guān)系?！究季V要求】知理想氣體狀態(tài)方程，并能用理想氣體狀態(tài)方程解題?！締?wèn)題1】三大氣體實(shí)驗(yàn)定律內(nèi)容是什么？【問(wèn)題2】這些定律的適用范圍是什么？【自主學(xué)習(xí)】理想氣體為了研究問(wèn)題的方便，可以設(shè)想一種氣體，在任何，我們把這樣的氣體叫做理想氣體。理想氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型。理想氣體分子間，除碰撞外無(wú)其它作用力，從能量上看，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由決定。對(duì)“理想氣體”的理解：1．宏觀上：理想氣體是嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，它是一種理想化模型，是對(duì)實(shí)際氣體的科學(xué)抽象．2．微觀上：(1)理想氣體分子本身的大小可以忽略不計(jì)，分子可視為質(zhì)點(diǎn)．(2)理想氣體分子除碰撞外，無(wú)相互作用的引力和斥力，故無(wú)分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之和，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)．【特別提醒】(1)一些不易液化的氣體，如氫氣、氧氣、氮?dú)狻⒑?、空氣等，在通常溫度、壓?qiáng)下，它們的性質(zhì)很近似于理想氣體，把它們看作理想氣體處理．(2)對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度升高時(shí)，其內(nèi)能增大．【練習(xí)】關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說(shuō)法中正確的是()A．理想氣體能?chē)?yán)格地遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律B．實(shí)際氣體在溫度不太高、壓強(qiáng)不太小的情況下，可看成理想氣體C．實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下，可看成理想氣體D．所有的實(shí)際氣體在任何情況下，均可視為理想氣體理想氣體狀態(tài)方程的推導(dǎo)【問(wèn)題3】如果某種氣體的三個(gè)狀態(tài)參量（p、V、T）都發(fā)生了變化，它們之間又遵從什么規(guī)律呢？思考與討論：如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過(guò)程，從B到C經(jīng)歷了一個(gè)等容過(guò)程。分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？推導(dǎo)過(guò)程：內(nèi)容：一定質(zhì)量的理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管P、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。方程：，。3、適用條件4、注意方程中各物理量的單位，溫度必須用，公式兩邊中P和V單位必須，但不一定是國(guó)際單位。【例】一定質(zhì)量的某種理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示．若狀態(tài)D的壓強(qiáng)為104Pa，狀態(tài)A的壓強(qiáng)是多少？總結(jié)：應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程解題的一般步驟：【跟蹤練習(xí)】?jī)?nèi)燃機(jī)氣缸里的混合氣體，在吸氣沖程之末，溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.0×105Pa,體積為1.0L；在壓縮沖程中，把氣體壓縮為0.1L時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大到1.2×106Pa,求這時(shí)的混合氣體的溫度升高到多少攝氏度？■

【同步練習(xí)】

1.一定質(zhì)量的理想氣體，從初態(tài)(P1，V1，T1)變化到終態(tài)(P2，V2，T2)，下列各量關(guān)系中不可能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)為()A.P1＞P2，V1＞V2，T1＞T2 B.P1＞P2，V1＞V2，T1＜T2C.P1＜P2，V1＞V2，T1＜T2 D.P1＜P2，V1＜V2，T1＞T22.對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，在下列各種過(guò)程中，可能發(fā)生的過(guò)程是：()A.氣體膨脹對(duì)外做功，溫度升高 B.氣體吸熱，溫度降低C.氣體放熱，壓強(qiáng)增大 D.氣體放熱，溫度不變3.如下圖所示，能反映理想氣體經(jīng)歷了等溫變化等容變化等壓變化，又回到原來(lái)狀態(tài)的圖是()4.一汽泡以30m深的海底升到水面，設(shè)水底溫度是4℃，水面溫度是15℃，那么汽泡在水面的體積約是水底時(shí)()A.3倍B.4倍C.5倍D.12倍5.如下圖甲所示，P-T圖上的圖線abc表示一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程，此過(guò)程在P-V圖上(下圖(乙)所示)的圖線應(yīng)為()甲乙6．某柴油機(jī)的汽缸容積為0.83×10—3m3，壓縮前其中空氣的溫度為47oC、壓強(qiáng)為0.8×105Pa。在壓縮沖程中，活塞把空氣壓縮到原體積的，壓強(qiáng)增大到40×105Pa，求這時(shí)空氣的溫度?！咀灾鞣此肌俊局R(shí)總結(jié)】學(xué)情分析：在這節(jié)之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了一定質(zhì)量某種氣體的等溫、等容和等壓變化規(guī)律，利用這三種過(guò)程中的任意兩種都可以推導(dǎo)出理想氣體的狀態(tài)方程，再加上兩種過(guò)程還可以先后次序?qū)Q，因此推導(dǎo)狀態(tài)方程的過(guò)程設(shè)計(jì)有6種。由于前面已有一系列鋪墊，學(xué)生在課堂上解答“思考與討論”所提出的問(wèn)題，進(jìn)行自主推導(dǎo)，基本上不會(huì)有太大問(wèn)題，在課堂還應(yīng)當(dāng)啟發(fā)學(xué)生繪制草圖，形象地表示出三個(gè)狀態(tài)的體積、壓強(qiáng)、溫度關(guān)系，這樣更有利于學(xué)生問(wèn)題的解答。學(xué)生所解答問(wèn)題的答案，就是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的新知識(shí)--理想氣體的狀態(tài)方程，學(xué)生解決這一問(wèn)題的過(guò)程，就是構(gòu)建自己新知識(shí)的過(guò)程。效果分析：1.學(xué)生掌握運(yùn)用玻意爾定律、查理定律和蓋?呂薩克推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過(guò)程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2.能正確運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程分析理想氣體初末狀態(tài)，解答有關(guān)的簡(jiǎn)單問(wèn)題。3.基本掌握分析氣體變化問(wèn)題的初末狀態(tài)參量。尤其是末狀態(tài)，各部分都發(fā)生變化的情況，更要選取合適的參考對(duì)象，找到壓強(qiáng)變化與氣體體積變化的關(guān)系。教材分析 ：本節(jié)的教材內(nèi)容，在說(shuō)明理想氣體的含義后，引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過(guò)的知識(shí)推導(dǎo)一定質(zhì)量某種氣體在三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化時(shí)狀態(tài)參量之間的關(guān)系式，即理想氣體狀態(tài)方程。在具體的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生通過(guò)自己解決問(wèn)題來(lái)建構(gòu)新的知識(shí)，有利于形成學(xué)生的探究意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的探究能力。

在這之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了一定質(zhì)量某種氣體的等溫、等容和等壓變化規(guī)律，利用這三種過(guò)程中的任意兩種都可以推導(dǎo)出理想氣體的狀態(tài)方程，再加上兩種過(guò)程還可以先后次序?qū)Q，因此推導(dǎo)狀態(tài)方程的過(guò)程設(shè)計(jì)有6種。教材在“思考與討論”欄目中，設(shè)計(jì)了一個(gè)狀態(tài)A→狀態(tài)B→狀態(tài)C的物理情景，A→B是等溫的，B→C是等容的，即采用先等溫、后等容的方式。實(shí)際上，設(shè)計(jì)為其他的兩個(gè)過(guò)程也是可以的。

由于前面已有一系列鋪墊，學(xué)生在課堂上解答“思考與討論”所提出的問(wèn)題，進(jìn)行自主推導(dǎo)，基本上不會(huì)有太大問(wèn)題，在課堂還應(yīng)當(dāng)啟發(fā)學(xué)生繪制草圖，形象地表示出三個(gè)狀態(tài)的體積、壓強(qiáng)、溫度關(guān)系，這樣更有利于學(xué)生問(wèn)題的解答。學(xué)生所解答問(wèn)題的答案，就是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的新知識(shí)--理想氣體的狀態(tài)方程，學(xué)生解決這一問(wèn)題的過(guò)程，就是構(gòu)建自己新知識(shí)的過(guò)程。理想氣體狀態(tài)方程練習(xí)一、單選題1．關(guān)于理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．理想氣體能?chē)?yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律B．實(shí)際氣體在溫度不太高、壓強(qiáng)不太大的情況下，可看成理想氣體C．實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下，可看成理想氣體D．所有的實(shí)際氣體任何情況下，都可以看成理想氣體2．一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān)系正確的是()A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝eq\f(1,2)T2B．p1＝p2，V1＝eq\f(1,2)V2，T1＝2T2C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T23．一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一膨脹過(guò)程，這一過(guò)程可以用下圖上的直線ABC來(lái)表示，在A、B、C三個(gè)狀態(tài)上，氣體的溫度TA、TB、TC相比較，大小關(guān)系為()A．TB＝TA＝TC B．TA>TB>TCC．TB>TA＝TC D．TB<TA＝TC3.如圖所示，一定質(zhì)量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內(nèi)，右管上端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h(yuǎn)，能使h變大的原因是A．環(huán)境溫度升高B．大氣壓強(qiáng)升高C．沿管壁向右管內(nèi)加水銀D．U形玻璃管自由下落4下圖中A、B兩點(diǎn)代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個(gè)不同的狀態(tài)，狀態(tài)A的溫度為T(mén)A，狀態(tài)B的溫度為T(mén)B；由圖可知()A．TB＝2TAB．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA計(jì)算題1.有兩個(gè)容積相等的容器，里面盛有同種氣體，用一段水平玻璃管把它們連接起來(lái)。在玻璃管的正中央有一段水銀柱，當(dāng)一個(gè)容器中氣體的溫度是0℃，另一個(gè)容器中氣體的溫度是20℃時(shí)，水銀柱保持靜止。如果使兩容器中氣體的溫度都升高10℃，管中的水銀柱會(huì)不會(huì)移動(dòng)？如果移動(dòng)的話，向哪個(gè)方向移動(dòng)？2.一艘位于水面下200m深處的潛水艇，艇上有一個(gè)容積為的貯氣筒，筒內(nèi)貯有壓縮空氣，將筒內(nèi)一部分空氣壓入水箱（水箱有排水孔和海水相連），排出海水，此時(shí)筒內(nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)是95atm。設(shè)在排水過(guò)程中溫度不變，求貯氣鋼筒里原來(lái)壓縮空氣的壓強(qiáng)。（計(jì)算時(shí)可取，海水密度）3.如圖所示，用銷(xiāo)釘將活塞固定，A、B兩部分體積比為2∶1，開(kāi)始時(shí)，A中溫度為127℃，壓強(qiáng)為1.8atm，B中溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.2atm．將銷(xiāo)釘拔掉，活塞在筒內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，且不漏氣，最后溫度均為27℃，活塞停止，求氣體的壓強(qiáng)．4.如圖所示，水平放置的密封氣缸的活塞被很細(xì)的彈簧拉住，氣缸內(nèi)密封一定質(zhì)量的氣體.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為27℃，彈簧的長(zhǎng)度為30cm時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為缸外大氣壓的1.2倍.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到127℃時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為36cm.求彈簧的原長(zhǎng)?(不計(jì)活塞與缸壁的摩擦)課后反思1.一些上課的語(yǔ)言表述上需要精煉、準(zhǔn)確些。（改進(jìn)）2.問(wèn)題結(jié)論的討論上需要再充分些、深化些。（改進(jìn)）3.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制是否及時(shí)、有效性、適度?？梢栽黾有〗M學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表，更能體現(xiàn)合作探究學(xué)習(xí)的重