2012高中物理 8.1 氣體的等溫變化 教案1 新人教版選修3-3

氣體的等溫變化一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識方面要求：（1）知道什么是等溫變化；（2）知道玻意耳定律是實驗定律；掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式；知道定律的適用條件。（3）理解氣體等溫變化的 p-V 圖象的物理意義；（4）知道用分子動理論對玻意耳定律的定性解釋；（5）會用玻意耳定律計算有關(guān)的問題。2通過對演示實驗的研究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力和從實驗得出物理規(guī)律的能力。3滲透物理學(xué)研究方法的教育：當(dāng)需要研究兩個以上物理量間的關(guān)系時，先保持某個或某幾個物理量不變，從最簡單的情況開始研究，得出某些規(guī)律，然后再進(jìn)一步研究所涉及的各個物理量間的關(guān)系。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)是通過實驗使學(xué)生知道并掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，理解 p-V 圖象的物理意義，知道玻意耳定律的適用條件。2學(xué)生往往由于“狀態(tài)”和“過程”分不清，造成抓不住頭緒，不同過程間混淆不清的毛病，這是難點(diǎn)。在目前這個階段，有相當(dāng)多學(xué)生尚不能正確確定密閉氣體的壓強(qiáng)。三、教具1定性演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系橡皮膜（或氣球皮）、直徑為5cm左右兩端開口的透明塑料筒（長約25cm左右）、與筒徑匹配的自制活塞、20cm6cm薄木板一塊。2較精確地演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實驗儀器。 四、主要教學(xué)過程（一）引入新課對照牛頓第二定律的研究過程先m一定，aF；再F一定，a現(xiàn)在我們利用這種控制條件的研究方法，研究氣體狀態(tài)參量之間的關(guān)系。（二）教學(xué)過程設(shè)計1一定質(zhì)量的氣體保持溫度不變，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實驗前，請同學(xué)們思考以下問題：怎樣保證氣體的質(zhì)量是一定的？怎樣保證氣體的溫度是一定的？（密封好；緩慢移活塞，筒不與手接觸。）2較精確的研究一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（1）介紹實驗裝置觀察實驗裝置，并回答：研究哪部分氣體？ A管中氣體體積怎樣表示？（lS） 閥門a打開時，A管中氣體壓強(qiáng)多大？閥門a閉合時A管中氣體壓強(qiáng)多大？（p0）欲使A管中氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，B管應(yīng)怎樣操作？寫出A管中氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式（p=p0+h）。 欲使A管中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，B管應(yīng)怎樣操作？寫出A管中氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式（p=p0-h）。 實驗過程中的恒溫是什么溫度？為保證A管中氣體的溫度恒定，在操作B管時應(yīng)注意什么？（緩慢）（2）實驗數(shù)據(jù)采集壓強(qiáng)單位：mmHg；體積表示：倍率法 環(huán)境溫度：室溫 大氣壓強(qiáng)：p0= mmHg A管中氣體體積減小時(基準(zhǔn)體積為V)順序12345體積V壓強(qiáng) A管中氣體體積增大時(基準(zhǔn)體積為V)順序12345體積V2V3V壓強(qiáng)（3）實驗結(jié)論實驗數(shù)據(jù)表明：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積縮小到原來的幾分之一，它的壓強(qiáng)就增大到原來的幾倍；一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積增大到原來的幾倍，它的壓強(qiáng)就減小為原來的幾分之一。改用其他氣體做這個實驗，結(jié)果相同。3玻意耳定律（1）定律內(nèi)容表述之一一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。數(shù)學(xué)表達(dá)式設(shè)初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為p1；末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2。有 p1V1=p2V2（2）定律內(nèi)容表述之二一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積的乘積是不變的。數(shù)學(xué)表達(dá)式pV=恒量（3）用圖象表述玻意耳定律縱軸代表氣體的壓強(qiáng)；橫軸代表氣體的體積；選取恰當(dāng)?shù)姆侄群蛦挝?。請學(xué)生討論一下圖線該是什么形狀，并嘗試把它畫出來。（等溫線）（4）關(guān)于玻意耳定律的討論 圖象平面上的一個點(diǎn)代表什么？曲線AB代表什么？線段AB代表什么？ pV=恒量一式中的恒量是普適恒量嗎？引導(dǎo)學(xué)生作出一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的幾條等溫線，比較后由學(xué)生得出結(jié)論：恒量隨溫度升高而增大。下面的數(shù)據(jù)說明什么？一定質(zhì)量的氦氣壓強(qiáng)1atm500atm1000 atm實測體積1m31.36/500m32.068 5/1 000m3計算體積1/500m31/1 000m3玻意耳定律的適用條件：壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的任何氣體。 你能推導(dǎo)出用密度形式表達(dá)的玻意耳定律嗎？ 你能用分子動理論對玻意耳定律作出解釋嗎？例題 某個容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是20105Pa。如果溫度保持不變，把容器的開關(guān)打開以后，容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設(shè)大氣壓是1.0105Pa。解 設(shè)容器原裝氣體為研究對象。初態(tài) p1=20105PaV1=10LT1=T末態(tài) p2=1.0105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律 p1V1=p2V2得即剩下的氣體為原來的5。題后話：就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。（三）課堂小結(jié)1一定質(zhì)量的氣體，