人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第一章分子動(dòng)理論第3節(jié)分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律課件

物理第一章分子動(dòng)理論第3節(jié)分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道什么是“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”。2．掌握氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。知道速率分布規(guī)律。3．理解氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀原因及決定因素。知識(shí)點(diǎn)1隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律1．必然事件：在一定條件下______出現(xiàn)的事件。2．不可能事件：在一定條件下_________出現(xiàn)的事件。3．隨機(jī)事件：在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能_________的事件。4．統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量____________的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。必然不可能不出現(xiàn)隨機(jī)事件知識(shí)點(diǎn)2氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．氣體分子之間距離大約是分子直徑的10倍，通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2．在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等。知識(shí)點(diǎn)3分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像1．氣體分子速率呈“_____________________”的規(guī)律分布。當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”的分子速率值______(如圖所示)。2．溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越______。中間多、兩頭少增加劇烈[判一判]1．(1)大量隨機(jī)事件的整體會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。(

)(2)氣體分子的速率各不相同，但遵守速率分布規(guī)律，即出現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。(

)√√知識(shí)點(diǎn)4氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1．氣體壓強(qiáng)的大小等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的_______________。2．產(chǎn)生原因：大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞引起的。3．決定因素：微觀上決定于分子的____________和分子的_________。平均作用力平均速率數(shù)密度[判一判]2．(1)氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到重力而產(chǎn)生的。(

)(2)氣體的溫度越高，壓強(qiáng)就一定越大。(

)(3)大氣壓強(qiáng)是由于空氣受重力產(chǎn)生的。(

)(4)氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁持續(xù)地碰撞器壁而產(chǎn)生的。(

)×√×√1．(氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn))(多選)大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是(

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，還可在空間內(nèi)自由移動(dòng)B．分子的不斷碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)C．分子沿各方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等D．分子的速率分布毫無規(guī)律√√√解析：因氣體分子間的距離較大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力作用，故可在空間內(nèi)自由移動(dòng)，A正確；分子間不斷的碰撞使分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章,且向各方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等,B、C正確；氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布，D錯(cuò)誤。2．(氣體分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律)(2024·安徽蚌埠三模)如圖所示，縱軸f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，曲線Ⅰ和Ⅱ?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量某種氣體在兩種溫度下的f(v)與分子速率v的關(guān)系圖像。比較曲線Ⅰ和Ⅱ，下列說法正確的是(

)A．曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的氣體溫度更高B．曲線Ⅰ和Ⅱ?qū)?yīng)的氣體溫度相等C．曲線Ⅰ與橫軸所圍的面積更大D．曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的氣體分子平均速率更小√3．(氣體壓強(qiáng)的微觀解釋)(多選)如圖所示，封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的是(

)

A．氣體的密度增大B．氣體的壓強(qiáng)增大C．氣體分子的平均速率減小D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多√√探究一統(tǒng)計(jì)規(guī)律與氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1．對(duì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解(1)個(gè)別事件的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。(2)從微觀角度看，由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來看，各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則、帶有偶然性的，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律。2．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間內(nèi)自由移動(dòng)，所以氣體沒有確定的形狀和體積，其體積等于容器的容積。(2)分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在某一時(shí)刻，氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)(機(jī)率)相等。(3)每個(gè)氣體分子都在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級(jí)上相當(dāng)于子彈的速率?！纠?】(2024·河南焦作月考)概率統(tǒng)計(jì)的方法是科學(xué)研究中的重要方法之一，以下是一定質(zhì)量的氧氣在0℃和100℃時(shí)統(tǒng)計(jì)出的速率分布圖，由圖像分析以下說法正確的是(

)

A.其中某個(gè)分子，100℃時(shí)的速率一定比0℃時(shí)要大B．100℃時(shí)圖線下對(duì)應(yīng)的面積比0℃時(shí)要小C．如果兩種情況氣體的壓強(qiáng)相同，則100℃時(shí)單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比0℃時(shí)少D．如果兩種情況氣體的體積相同，則100℃時(shí)單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)與0℃時(shí)相同√[解析]

由題圖可知，某個(gè)分子在100℃時(shí)的分子速率有時(shí)比0℃時(shí)要小，故A錯(cuò)誤；速率分布曲線的面積的意義，就是將每個(gè)單位速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比進(jìn)行累加，累加的結(jié)果都是1，面積相等，故B錯(cuò)誤；如果兩種情況氣體的壓強(qiáng)相同，由于100℃時(shí)分子的平均速率比較大，所以單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比0℃時(shí)少，故C正確；如果兩種情況氣體的體積相同，則氣體分子數(shù)密度相同，溫度高時(shí)分子的平均速率大，則100℃時(shí)單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比0℃時(shí)多，故D錯(cuò)誤。【例2】某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，所對(duì)應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．氣體速率均呈“中間多、兩頭少”的分布，但是最大比例的速率區(qū)間是不同的B．TⅠ＞TⅡ＞TⅢC．溫度高的氣體，速率大的分子比例較多D．從圖像中可以直觀體會(huì)到溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈√[解析]

氣體分子速率均呈“中間多、兩頭少”的分布，但是最大比例的速率區(qū)間是不同的，A正確，不符合題意；氣體的溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，則TⅠ＜TⅡ＜TⅢ，B錯(cuò)誤，符合題意；溫度高的氣體，分子平均速率較大，速率大的分子比例較多，C正確，不符合題意；從題中圖像可以直觀體會(huì)到溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，D正確，不符合題意。[針對(duì)訓(xùn)練1]夏天開空調(diào)，冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi)，則室內(nèi)氣體分子的(

)A．熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度加劇

B．平均動(dòng)能變大C．每個(gè)分子速率都會(huì)相應(yīng)地減小

D．速率小的分子數(shù)所占的比例升高解析：冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi)，室內(nèi)溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度減小，分子平均動(dòng)能減小，即速率小的分子數(shù)所占的比例升高，但不是每個(gè)分子的速率都減小，D正確。√[針對(duì)訓(xùn)練2]伽爾頓板可以演示統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如圖所示，讓大量小球從上方漏斗形入口落下，則下圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是(

)√探究二氣體壓強(qiáng)的微觀解釋【問題導(dǎo)引】把一顆豆粒拿到臺(tái)秤上方約10cm的位置，放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動(dòng)情況。如圖所示，再?gòu)南嗤叨劝?00?；蚋嗟亩沽＿B續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況。使這些豆粒從更高的位置落在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況。用豆粒做氣體分子的模型，想一想氣體壓強(qiáng)是怎么產(chǎn)生的？提示：氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁持續(xù)的碰撞產(chǎn)生的。1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。氣體的壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。2．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素(1)微觀因素①氣體分子的數(shù)密度：氣體分子的數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，氣體壓強(qiáng)就較大；②氣體分子的平均速率：氣體分子的平均速率越大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就越大。(2)宏觀因素①與溫度有關(guān)：其他條件不變，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大；②與體積有關(guān)：其他條件不變，體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大。(3)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不同大氣壓強(qiáng)是由空氣受重力而產(chǎn)生，隨高度增大而減小。氣體壓強(qiáng)是由大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，大小不隨高度而變化?！纠?】如圖所示，兩個(gè)完全相同的圓柱形密閉容器，甲中恰好裝滿水，乙中充滿空氣，則下列說法中正確的是(容器容積恒定)(

)A．兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由分子撞擊器壁產(chǎn)生的B．兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力產(chǎn)生的C．甲容器中pA＞pB，乙容器中pC＝pDD．當(dāng)溫度升高時(shí)，pA、pB變大，pC、pD也要變大√[解析]

甲容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是液體受到重力作用，而乙容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是分子撞擊器壁，故A、B錯(cuò)誤；液體的壓強(qiáng)p＝ρgh，hA＞hB，可知pA＞pB，而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等，與位置無關(guān)，pC＝pD，故C正確；溫度升高時(shí)，pA、pB不變，而pC、pD增大，故D錯(cuò)誤?！纠?】(多選)(2024·廣東佛山一模)如圖所示的“空氣彈簧”是由多個(gè)充氣橡膠圈疊加制成，其“勁度系數(shù)”與圈內(nèi)充氣的多少有關(guān)。橡膠圈內(nèi)充氣越多，則(

)A．橡膠圈越容易被壓縮B．橡膠圈越不容易被壓縮C．空氣彈簧的“勁度系數(shù)”越大D．空氣彈簧的