人教版高中物理選修3-3教案.doc

高中物理人教版選秀3-3教案第七章 1、物質(zhì)是由大量分子組成的一、教學(xué)目標(biāo) 1在物理知識方面的要求：（1）知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級；（2）知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個(gè)常數(shù)的數(shù)值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1使學(xué)生理解和學(xué)會用單分子油膜法估算分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒?； 2運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）的方法。三、教具 1教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。2演示實(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。 四、主要教學(xué)過程 （一）熱學(xué)內(nèi)容簡介1熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。2熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。3熱學(xué)的基本理論：由于熱現(xiàn)象的本質(zhì)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動，因此研究熱學(xué)的基本理論是分子動理論、量守恒規(guī)律。（二）新課教學(xué)過程1分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。介紹并定性地演示：如果油在水面上盡可能地散開，可認(rèn)為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。提問：已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，還要指出：如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=VS，根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級為10-10m。（2）利用離子顯微鏡測定分子的直徑?？次锢碚n本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計(jì)算得出鎢原子之間的距離是210-10m。如果設(shè)想鎢原子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。（3）用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級是相同的。測量結(jié)果表明，一般分子直徑的數(shù)量級是10-10m。例如水分子直徑是410-10m，氫分子直徑是2.310-10m。（4）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實(shí)際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級，對分子的大小有了較深入的認(rèn)識。2阿伏伽德羅常數(shù)向?qū)W生提問：在化學(xué)課上學(xué)過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確1mol物質(zhì)中含有的微粒數(shù)（包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)）都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號NA表示此常數(shù)， NA=6.021023個(gè)mol，粗略計(jì)算可用NA=61023個(gè)mol。（阿伏伽德羅常數(shù)是一個(gè)基本常數(shù)，科學(xué)工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數(shù)值。）再問學(xué)生，摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。如果已經(jīng)知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，1mol水的質(zhì)量是0.018kg，體積是1.810-5m3。每個(gè)水分子的直徑是410-10m，它的體積是（41010）m3=310-29m3。如果設(shè)想水分子是一個(gè)挨著一個(gè)排列的。提問學(xué)生：如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？3微觀物理量的估算若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對液體、固體的分子大小進(jìn)行估算。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。提問學(xué)生：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個(gè)水分子質(zhì)量如何求？提問學(xué)生：若已知鐵的相對原子質(zhì)量是56，鐵的密度是7.8103kgm3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計(jì)算出鐵原子的直徑是多少來？歸納總結(jié)：以上計(jì)算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯(lián)系起來。（三）課堂練習(xí)1體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級是A.102cm2B.104cm2C.106cm2D. 108cm2答案：B2已知銅的密度是8.9103kgm3，銅的摩爾質(zhì)量是63510-3kgmol。體積是45cm3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。答案：381023， 310-10m（四）課堂小結(jié)1物體是由體積很小的分子組成的。這一結(jié)論有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。單分子油膜實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)是上述結(jié)論的有力依據(jù)。分子直徑大約有1010m的數(shù)量級。2阿伏伽德羅常數(shù)是物理學(xué)中的一個(gè)重要常數(shù)，它的意義和常數(shù)數(shù)值應(yīng)該記住。3學(xué)會計(jì)算微觀世界的物理量（如分子數(shù)目、分子質(zhì)量、分子直徑等）的一般方法。由于微觀量是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間接計(jì)算出微觀量來。如分子質(zhì)量m，可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=MNA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量 M、密度 、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計(jì)算出分子直徑 2、分子的熱運(yùn)動一、教學(xué)目標(biāo) 1物理知識方面的要求：（1）知道并記住什么是布朗運(yùn)動，知道影響布朗運(yùn)動激烈程度的因素，知道布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因。（2）知道布朗運(yùn)動是分子無規(guī)則運(yùn)動的反映。（3）知道什么是分子的熱運(yùn)動，知道分子熱運(yùn)動的激烈程度與溫度的關(guān)系。2通過對布朗運(yùn)動的觀察，發(fā)現(xiàn)其特征，分析概括出布朗運(yùn)動的原因；培養(yǎng)學(xué)生概括、分析能力和推理判斷能力。從對懸浮顆粒無規(guī)則運(yùn)動的原因分析，使學(xué)生初步接觸到用概率統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)分析大量偶然事件的必然結(jié)果。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1通過學(xué)生對布朗運(yùn)動的觀察，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析出布朗運(yùn)動不是外界影響產(chǎn)生的，是液體分子撞擊微粒不平衡性產(chǎn)生的。布朗運(yùn)動是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，反映了液體分子的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動。這一連串結(jié)論的得出是這堂課的教學(xué)重點(diǎn)。2學(xué)生觀察到的布朗運(yùn)動不是分子運(yùn)動，但它又間接反映液體分子無規(guī)則運(yùn)動的特點(diǎn)。這是課堂上的難點(diǎn)。這個(gè)難點(diǎn)要從開始分析顯微鏡下看不到分子運(yùn)動這個(gè)問題逐漸分散解疑。 三、教 具 1氣體和液體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)：分別裝有二氧化氮和空氣的玻璃儲氣瓶、玻璃片；250mL水杯內(nèi)盛有凈水、紅墨水。四、主要教學(xué)過程 （一）引入新課讓學(xué)生觀察兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：1把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個(gè)玻璃瓶豎直方向?qū)谙嘟佑|，看到二氧化氮?dú)怏w從下面的瓶內(nèi)逐漸擴(kuò)展到上面瓶內(nèi)。2在一燒杯的凈水中，滴入一二滴紅墨水后，紅墨水在水中逐漸擴(kuò)展開來。提問：上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于什么物理現(xiàn)象？這現(xiàn)象說明什么問題？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)：上述實(shí)驗(yàn)是氣體、液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散現(xiàn)象是一種熱現(xiàn)象。它說明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動。而且擴(kuò)散現(xiàn)象的快慢直接與溫度有關(guān)，溫度高，擴(kuò)散現(xiàn)象加快。這些內(nèi)容在初中物理中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。（二）新課教學(xué)過程1介紹布朗運(yùn)動現(xiàn)象1827年英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地做無規(guī)則運(yùn)動，后來把顆粒的這種無規(guī)則運(yùn)動叫做布朗運(yùn)動。不只是花粉，其他的物質(zhì)如藤黃、墨汁中的炭粒，這些小微粒懸浮在水中都有布朗運(yùn)動存在。讓學(xué)生看教科書上圖，圖上畫的幾個(gè)布朗顆粒運(yùn)動的路線，指出這不是布朗微粒運(yùn)動的軌跡，它只是每隔30s觀察到的位置的一些連線。實(shí)際上在這短短的30s內(nèi)微粒運(yùn)動也極不規(guī)則，絕不是直線運(yùn)動。2介紹布朗運(yùn)動的幾個(gè)特點(diǎn)（1）連續(xù)觀察布朗運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，只要液體不干涸，就看不到這種運(yùn)動停下來。這種布朗運(yùn)動不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要懸浮液不冰凍），永遠(yuǎn)在運(yùn)動著。所以說，這種布朗運(yùn)動是永不停息的。（2）換不同種類懸浮顆粒，如花粉、藤黃、墨汁中的炭粒等都存在布朗運(yùn)動，說明布朗運(yùn)動不取決于顆粒本身。更換不同種類液體，都不存在布朗運(yùn)動。（3）懸浮的顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯。顆粒大了，布朗運(yùn)動不明顯，甚至觀察不到運(yùn)動。（4）布朗運(yùn)動隨著溫度的升高而愈加激烈。3分析、解釋布朗運(yùn)動的原因（1）布朗運(yùn)動不是由外界因素影響產(chǎn)生的，所謂外界因素的影響，是指存在溫度差、壓強(qiáng)差、液體振動等等。分層次地提問學(xué)生：若液體兩端有溫度差，液體是怎樣傳遞熱量的？液體中的懸浮顆粒將做定向移動，還是無規(guī)則運(yùn)動？溫度差這樣的外界因素能產(chǎn)生布朗運(yùn)動嗎？歸納總結(jié)學(xué)生回答，液體存在著溫度差時(shí)，液體依靠對流傳遞熱量，這樣懸浮顆粒將隨液體有定向移動。但布朗運(yùn)動對不同顆粒運(yùn)動情況不相同，因此液體的溫度差不可能產(chǎn)生布朗運(yùn)動。又如液體的壓強(qiáng)差或振動等都只能使液體具有定向運(yùn)動，懸浮在液體中的小顆粒的定向移動不是布朗運(yùn)動。因此，推理得出外界因素的影響不是產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因，只能是液體內(nèi)部造成的。（2）布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體各個(gè)方向液體分子撞擊作用不平衡造成的。顯微鏡下看到的是固體的微小懸浮顆粒，液體分子是看不到的，因?yàn)橐后w分子太小。但液體中許許多多做無規(guī)則運(yùn)動的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒，當(dāng)微小顆粒足夠小時(shí)，它受到來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。如教科書上的插圖所示。在某一瞬間，微小顆粒在某個(gè)方向受到撞擊作用強(qiáng)，它就沿著這個(gè)方向運(yùn)動。在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng)，它又向著另一個(gè)方向運(yùn)動。任一時(shí)刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上占優(yōu)勢只能是偶然的，這樣就引起了微粒的無規(guī)則的布朗運(yùn)動。懸浮在液體中的顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越少。布朗運(yùn)動微粒大小在106m數(shù)量級，液體分子大小在1010m數(shù)量級，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因此，布朗運(yùn)動越明顯。懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞擊的分子越多，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越不明顯，以至可以認(rèn)為撞擊作用互相平衡，因此布朗運(yùn)動不明顯，甚至觀察不到。液體溫度越高，分子做無規(guī)則運(yùn)動越激烈，撞擊微小顆粒的作用就越激烈，而且撞擊次數(shù)也加大，造成布朗運(yùn)動越激烈。5布朗運(yùn)動的發(fā)現(xiàn)及原因分析的重要意義（1）結(jié)合上面的講解分析提問學(xué)生：布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體微粒分子的運(yùn)動嗎？是液體分子無規(guī)則運(yùn)動嗎？布朗微粒是被誰無規(guī)則撞擊而造成的？布朗運(yùn)動間接地反映了誰的無規(guī)則運(yùn)動？綜合學(xué)生回答歸納總結(jié)：（1）固體顆粒是由大量分子組成的，仍然是宏觀物體；顯微鏡下看到的只是固體微小顆粒，光學(xué)顯微鏡是看不到分子的；布朗運(yùn)動不是固體顆粒中分子的運(yùn)動，也不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，而是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動。無規(guī)則運(yùn)動的原因是液體分子對它無規(guī)則撞擊的不平衡性。因此，布朗運(yùn)動間接地證實(shí)了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。（2）布朗運(yùn)動隨溫度升高而愈加激烈，在擴(kuò)散現(xiàn)象中，也是溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行的越快，而這兩種現(xiàn)象都是分子無規(guī)則運(yùn)動的反映。這說明分子的無規(guī)則運(yùn)動與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動越激烈。所以通常把分子的這種無規(guī)則運(yùn)動叫做熱運(yùn)動。（三）課堂小結(jié)1要知道什么是布朗運(yùn)動。它是懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，是在顯微鏡下觀察到的。2知道布朗運(yùn)動的三個(gè)主要特點(diǎn)：永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動；顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯。3產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因：它是由于液體分子無規(guī)則運(yùn)動對固體微小顆粒各個(gè)方向撞擊的不均勻性造成的。4布朗運(yùn)動間接地反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象都有力地說明物體內(nèi)大量的分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。（四）課堂練習(xí)1關(guān)于布朗運(yùn)動的下列說法中，正確的是 。A布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動B布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒內(nèi)的分子的無規(guī)則熱運(yùn)動C溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈D懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動越激烈答案：C、D。2如圖是觀察記錄做布朗運(yùn)動的一個(gè)微粒的運(yùn)動路線。從微粒在A點(diǎn)開始記錄，每隔30s記錄下微粒的一個(gè)位置，得到B、C、D、E、F、G等點(diǎn)，則微粒在75s末時(shí)的位置 。A一定在CD連線的中點(diǎn)B一定不在CD連線的中點(diǎn)C可能在CD連線上，但不一定在CD連線的中點(diǎn)D可能在CD連線以外的某點(diǎn)答案：C、D。3、分子間的相互作用力 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知道分子同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。2、知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律，知道分子間距離是時(shí)分子力為零，知道的數(shù)量級。3、了解在固體、液體、氣體三種不同物質(zhì)狀態(tài)下，分子運(yùn)動的特點(diǎn)。4、通過一些基本物理事實(shí)和實(shí)驗(yàn)推理得出分子之間有引力，同時(shí)有斥力。這種以事實(shí)和實(shí)驗(yàn)為依據(jù)求出新的結(jié)論的思維過程，就是邏輯推理。通過學(xué)習(xí)這部分知識，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。二、 重點(diǎn)、難點(diǎn)的分析1 重點(diǎn)內(nèi)容有兩個(gè)，一是通過分子之間存在間隙和分子之間有引力和斥力的一些演示實(shí)驗(yàn)和事實(shí)，推理論證出分子之間存在著引力和斥力；二是分子間的引力和斥力都隨分子間距離的變化而變化，而分子力是引力和斥力的合力，能正確理解分子間作用力與距離關(guān)系的曲線的物理意義。2 難點(diǎn)是形象化理解分子間作用力跟分子間距離關(guān)系的曲線的物理意義。三、教具1演示分子間有間隙的實(shí)驗(yàn)。約lm長的，外徑約lcm的玻璃管，各約2030ml的酒精和有紅色顏料的水、橡皮塞。長15cm的U形玻璃管、架臺、橡皮塞、紅墨水。2演示分子間存在引力的實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)圓柱形鉛塊(端面刮光、平滑)、支架、鉤碼若干。用細(xì)線捆住的平板玻璃、直徑20cm的盛水玻璃槽、彈簧秤。3圖片：分子力隨分子間距離變化的曲線和兩個(gè)分子距離在r，r，r時(shí)分子力的示意圖。四、教學(xué)過程(一)引入新課分子動理論是在堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的。我們通過單分子油膜實(shí)驗(yàn)、離子顯微鏡觀察鎢原子的分布等實(shí)驗(yàn)，知道物質(zhì)是由很小的分子組成的，分子大小在m數(shù)量級。我們又通過擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動等實(shí)驗(yàn)知道了分子是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的。分子動理論還告訴我們分子之間有相互作用力，這結(jié)論的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是什么?分子間相互作用力有什么特點(diǎn)?這是今天要學(xué)習(xí)的問題。 (二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)1已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析、推理得出分子之間存在著引力，(1)演示實(shí)驗(yàn)：長玻璃管內(nèi)，分別注入水和酒精，混合后總體積減小。U形管兩臂內(nèi)盛有一定量的水(不注滿水)，將右管端橡皮塞堵住，左管繼續(xù)注入水，右管水面上的空氣被壓縮。提問學(xué)生：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題?總結(jié)歸納學(xué)生的回答：上述實(shí)驗(yàn)可以說明氣體、液體的內(nèi)部分子之間是有空隙的。鋼鐵這樣堅(jiān)固的固體的分子之間也有空隙，有人用兩萬標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓強(qiáng)壓縮鋼筒內(nèi)的油，發(fā)現(xiàn)油可以透過筒壁溢出。布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象不但說明分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動，同時(shí)也說明分子間有空隙，否則分子便不能運(yùn)動了。前面第一節(jié)討論分子的大小時(shí)，認(rèn)為固體和液體分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的，那只是估算分子直徑的數(shù)量級而做的設(shè)想，實(shí)際上分子大小比估算值要小，中間存在著空隙，但數(shù)量級還是正確的。(2)一方面分子間有空隙，另一方面，固體、液體內(nèi)大量分子卻能聚集在一起形成固定的形狀或固定的體積，這兩方面的事實(shí)，使我們推理出分子之間一定存在著相互吸引力。(3)演示實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)圓柱體形鉛塊，當(dāng)把端面刮平后，讓它們端面緊壓在一起，合起來后，它們不分開，而且懸掛起來后，下面還可以吊起一定量的重物。還有平時(shí)人們用力拉伸物體時(shí)，為什么不易拉斷物體。(4)以上所有實(shí)驗(yàn)事實(shí)都說明分子之間存在著相互吸引力。2根據(jù)已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，推理得出分子之間還存在著斥力。提問學(xué)生：由哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)，判斷得出分子之間有斥力? 綜合學(xué)生的回答，總結(jié)出：固體和液體很難被壓縮，即使氣體壓縮到了一定程度后再壓縮也是很困難的；用力壓縮固體(或液體、氣體)時(shí)，物體內(nèi)會產(chǎn)生反抗壓縮的彈力。這些事實(shí)都是分子之間存在斥力的表現(xiàn)。 運(yùn)用反證法推理，如果分子之間只存在著引力，分子之間又存在著空隙，那么物體內(nèi)部分子都吸引到一起，造成所有物體都是很緊密的物質(zhì)。但事實(shí)不是這樣的，說明必然還有斥力存在著。3分子間引力和斥力的大小跟分子間距離的關(guān)系。(1)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些，如圖1中兩條虛線所示。(2)由于分子間同時(shí)存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實(shí)線曲線表示引力和斥力的合力(即分子力)隨距離變化的情況。當(dāng)兩個(gè)分子間距在圖象橫坐標(biāo)距離時(shí)，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，的數(shù)量級為m，相當(dāng)于位置叫做平衡位置。分子間距離當(dāng)r時(shí)，引力和斥力都隨距離的增大而減小，但是斥力減小的更快，因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力，但它也隨距離增大而迅速減小，當(dāng)分子距離的數(shù)量級大于m時(shí)，分子間的作用力變得十分微弱，可以忽略不計(jì)了。在圖2中表示分子間距離r不同的三種情況下，分子間引力斥力大小的情況。4固體、液體和氣體的分子運(yùn)動情況。分子動理論告訴我們物體中的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，它們之間又存在著相互作用力。分子力的作用要使分子聚集起來，而分子的無規(guī)則運(yùn)動又要使它們分散開來。由于這兩種相反因素的作用結(jié)果，有固體、液體和氣體三種不同的物質(zhì)狀態(tài)。(1)提問學(xué)生：固體與液體、氣體比較有什么特征?總結(jié)學(xué)生回答的結(jié)果，說明固體為什么有一定的形狀和體積呢?因?yàn)樵诠腆w中，分子間距離較近，數(shù)量級在m，分子之間作用很大，絕大部分分子只能在各自平衡位置附近做無規(guī)則的振動。(2)液體分子運(yùn)動情況。固體受熱溫度升高，最終熔化為液體，對大多數(shù)物質(zhì)來說，其體積增加10，也就是說分子之間距離大約增加3。因此，液體分子之間作用力很接近固體情況，分子間有較強(qiáng)的作用力，分子無規(guī)則運(yùn)動主要表現(xiàn)為在平衡位置附近振動。但由于分子間距離有所增加，使分子也存在移動性，所以液體在宏觀上有一定的體積，而又有流動性，沒有固定的形狀。(3)液體汽化時(shí)體積擴(kuò)大為原來的1000倍，說明分子間距離約增加為原來，即10倍。因此氣體分子間距離數(shù)量級在m，分子間除碰撞時(shí)有相互作用力外，彼此之間一般幾乎沒有分子作用力，分子在兩次碰撞之間是自由移動的。所以氣體在宏觀上表現(xiàn)出沒有一定的體積形狀，可以充滿任何一種容器。五、課堂小結(jié)1前面三課時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是對初中物理已學(xué)過的分子動理論的加深和擴(kuò)展。總結(jié)起來，分子動理論內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的，分子做永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動，分子之間存在著引力和斥力。分子動理論是建立在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的，這理論是解釋、分析熱現(xiàn)象的基本理論。2通過實(shí)驗(yàn)知道分子之間存在著引力和斥力，而且知道分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減少，尤其斥力隨距離增大減小得更快。由于分子間的斥力和引力同時(shí)存在，每個(gè)分子受到引力和斥力的合力大小及方向隨分子間距離大小而改變。其中分子間距離在m的數(shù)量級有一個(gè)平衡位置()，此位置下，斥力與引力的合力為零。當(dāng)分子間距離大于引力顯著，當(dāng)分子間距離小于斥力顯著。分子間距離接近m時(shí)，分子間作用力將微小到可忽略的程度。3固體、液體、氣體三種狀態(tài)的分子之間距離不同，分子之間作用力的變化也由大到小至幾乎不計(jì)。造成固、液、氣三種物質(zhì)狀態(tài)的特性不同。課堂練習(xí)：1用分子動理論的知識解釋下列現(xiàn)象：(1)灑在屋里的一點(diǎn)香水，很快就會在屋里的其他地方被聞到。(2)水和酒精混合后，總體積減小。(3)高壓下的油會透過鋼壁滲出。(4)溫度升高，布朗運(yùn)動及擴(kuò)散現(xiàn)象加劇。(5)固體不容易被壓縮和拉伸。2把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面(如圖3)。如果你想使玻璃板離開水面，用手向上拉橡皮筋，拉動玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力?動手試一試，并解釋為什么?課堂上，表演后讓學(xué)生回答。正確答案是：拉力會大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面時(shí)水會發(fā)生分裂，由于水分子之間有引力存在，外力要克服這些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，說明玻璃板離開水時(shí)，水層發(fā)生斷裂。 4、物體的內(nèi)能一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識方面要求：（1）知道分子的動能，分子的平均動能，知道物體的溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志。（2）知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。（3）知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個(gè)宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。2在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，這節(jié)課中要讓學(xué)生建立：分子動能、分子平均動能、分子勢能、物體內(nèi)能、熱量等五個(gè)以上物理概念，又要讓學(xué)生初步知道三個(gè)物理規(guī)律：溫度與分子平均動能關(guān)系，分子勢能與分子間距離關(guān)系，做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。因此，教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解能力。3滲透物理學(xué)方法的教育：在分子平均動能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。在分子間勢能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生掌握三個(gè)概念（分子平均動能、分子勢能、物體內(nèi)能），掌握三個(gè)物理規(guī)律（溫度與分子平均動能關(guān)系、分子勢能與分子之間距離關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系）。2區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量三個(gè)物理量是教學(xué)上的一個(gè)難點(diǎn)；分子勢能隨分子間距離變化的勢能曲線是教學(xué)上的另一難點(diǎn)。三、教具1圖片，展示分子間勢能隨分子間距離變化而變化的曲線。四、主要教學(xué)過程（一）引入新課我們知道做機(jī)械運(yùn)動的物體具有機(jī)械能，那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中，也有相應(yīng)的能量變化。另一方面，我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無規(guī)律熱運(yùn)動產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動的能量與大量的無規(guī)律運(yùn)動有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。（二）教學(xué)過程的設(shè)計(jì)1分子的動能、溫度物體內(nèi)大量分子不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動，對于每個(gè)分子來說都有無規(guī)則運(yùn)動的動能。由于物體內(nèi)各個(gè)分子的速率大小不同，因此，各個(gè)分子的動能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，所以研究個(gè)別分子運(yùn)動的動能是沒有意義的。而研究大量分子熱運(yùn)動的動能，需要將所有分子熱運(yùn)動動能的平均值求出來，這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動的平均動能。學(xué)習(xí)布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，我們知道布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)系，溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈，擴(kuò)散也加快。依照分子動理論，這說明溫度升高后分子無規(guī)則運(yùn)動加劇。用上述分子熱運(yùn)動的平均動能來說明，就是溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大。如果溫度降低，說明分子熱運(yùn)動的平均動能減小。因此從分子動理論觀點(diǎn)來看，溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。“標(biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低，表示了物體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動的平均動能增大或減小。溫度不變，就表示了分子熱運(yùn)動的平均動能不變。其他宏觀物理量如時(shí)間、質(zhì)量、物質(zhì)種類都不是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志。但是，溫度不是直接等于分子的平均動能。另一方面，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動能相對應(yīng)，對于個(gè)別分子或幾十個(gè)、幾百個(gè)分子熱運(yùn)動的動能大小與溫度是沒有關(guān)系的。我們知道，溫度這個(gè)物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱運(yùn)動平均動能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。2分子勢能分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，這就是分子勢能。如果分子間距離約為10-10m數(shù)量級時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時(shí)彈性勢能增大是相似的。如圖1中彈簧壓縮，彈性勢能Ep增大。如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時(shí)彈性勢能增大是相似的。如圖1中彈簧拉伸，Ep增大。從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點(diǎn)。如果分子間距離是無限遠(yuǎn)時(shí)，取分子勢能為零值，分子間距離從無限遠(yuǎn)逐漸減少至r0以前過程，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，而且距離減少，分子引力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。當(dāng)分子間距離到達(dá)r0以后再減小，分子作用力表現(xiàn)為斥力，在分子間距離減小過程中，克服斥力做功，使分子勢能增大。其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在圖的圖象中表現(xiàn)出來。從圖中看到分子間距離在r0處，分子勢能最小。既然分子勢能的大小與分子間距離有關(guān)，那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢能的大小變化情況呢？如果對于確定的物體，它的體積變化，直接反映了分子間的距離，也就反映了分子間的勢能變化。所以分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。3物體的內(nèi)能（1）物體中所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。提問學(xué)生：宏觀量中哪些物理量是分子熱運(yùn)動的平均動能和分子勢能的標(biāo)志？根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)到一個(gè)確定的物體，分子總數(shù)是固定的，那么這物體的內(nèi)能大小是由宏觀量溫度和體積決定的。如果不是確定的物體，那么物體的內(nèi)能大小是由質(zhì)量、溫度、體積和物態(tài)來決定。課堂討論題：下列各個(gè)實(shí)例中，比較物體的內(nèi)能大小，并說明理由。一塊鐵由15升高到55，比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg50的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg50的鐵塊，比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg100的水與質(zhì)量是1kg100的水蒸氣，比較內(nèi)能。（2）物體機(jī)械運(yùn)動對應(yīng)著機(jī)械能，熱運(yùn)動對應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能，同時(shí)還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈，除了具有內(nèi)能，還具有機(jī)械能動能和重力勢能。提問學(xué)生：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣，當(dāng)汽車以 60km/h行駛起來后，氣瓶內(nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加？通過此問題，讓學(xué)生認(rèn)識內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動動能和分子勢能之總和，而不是分子定向移動的動能。另一方面，物體機(jī)械能增加，內(nèi)能不一定增加。課上練習(xí)：1判斷下面各結(jié)論是否正確？（1）溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。（2）同樣質(zhì)量的水在100時(shí)的內(nèi)能比60時(shí)的內(nèi)能大。（3）內(nèi)能大的物體，溫度一定高。（4）內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。答案：（1）、（2）是對的。2在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，100的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過程，下面的說法是否正確？（1）分子熱運(yùn)動的平均動能不變，因而物體的內(nèi)能不變。（2）分子的平均動能增加，因而物體的內(nèi)能增加。 答案：以上結(jié)論都不對。（三）課堂小結(jié)（1）這節(jié)課上新建立了三個(gè)物理概念：分子熱運(yùn)動的平均動能、分子勢能、內(nèi)能。要知道這三個(gè)概念的確切含義，更為重要的是能夠區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量，知道內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系。（2）要掌握三個(gè)物理規(guī)律：分子熱運(yùn)動的平均動能與溫度的關(guān)系、分子間的相互作用力與分子間距離的關(guān)系、做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上的關(guān)系。（四）說明這節(jié)課是概念性很強(qiáng)的課，又不是從物理實(shí)驗(yàn)或物理現(xiàn)象直接得出結(jié)論的課。對于概念要知道引入的目的、確切含義、與其他概念的區(qū)別和聯(lián)系。所以課上要講分子熱運(yùn)動平均動能、內(nèi)能、熱量等概念的意義，并且要通過實(shí)際例題，讓學(xué)生通過判斷、推理來加深對這些概念的認(rèn)識。第八章1、氣體的等溫變化 玻意耳定律一、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(shí)驗(yàn)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(jì)算有關(guān)的問題。2通過對演示實(shí)驗(yàn)的研究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力和從實(shí)驗(yàn)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(gè)以上物理量間的關(guān)系時(shí)，先保持某個(gè)或某幾個(gè)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(gè)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(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道并掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置觀察實(shí)驗(yàn)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(shí)，A管中氣體壓強(qiáng)多大？閥門a閉合時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)應(yīng)注意什么？（緩慢）（2）實(shí)驗(yàn)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(shí)(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(shí)(基準(zhǔn)體積為V)順序12345體積V2V3V壓強(qiáng)（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)，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(gè)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(shí)測體積1m31.36/500m32.068 5/1 000m3計(jì)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(gè)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，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。2玻意耳定律可以用p-V圖線表示。3玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，不論什么氣體，只要符合壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的條件，都近似地符合這個(gè)定律。2、氣體的等容變化和等壓變化一、教學(xué)目標(biāo)1物理知識要求：（1）知道什么是氣體的等容變化過程；（2）掌握查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解p-t圖象的物理意義；（3）知道查理定律的適用條件；（4）會用分子動理論解釋查理定律。2通過演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和實(shí)驗(yàn)研究能力。3培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力由圖象總結(jié)出查理定律。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖象及適用條件是重點(diǎn)。2氣體壓強(qiáng)和攝氏溫度不成正比，壓強(qiáng)增量和攝氏溫度成正比；氣體原來的壓強(qiáng)、氣體在零攝氏度的壓強(qiáng)，這些內(nèi)容易混淆。三、教具1引入新課的演示實(shí)驗(yàn)帶有橡皮塞的滴液瓶、加熱裝置。2演示一定質(zhì)量的氣體保持體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系查理定律演示器、水銀氣壓計(jì)、攪棒、食鹽和適量碎冰、溫度計(jì)、保溫套、容器。四、主要教學(xué)過程（一）引入新課我們先來看一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤滑油的橡皮塞蓋住瓶口，把瓶子放入熱水中，會看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子時(shí)會比平時(shí)費(fèi)力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們：一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小。請學(xué)生舉一些生活中的實(shí)例。下面我們進(jìn)一步研究一定質(zhì)量的氣體保持體積不變，氣體的壓強(qiáng)隨溫度變化的規(guī)律。（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1氣體的等容變化結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)的分析，引導(dǎo)學(xué)生得出：氣體在體積不變的情況下所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做等體積變化，也叫做等容變化。2一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中，壓強(qiáng)隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究（1）實(shí)驗(yàn)裝置查理定律演示器請學(xué)生觀察實(shí)物。請學(xué)生結(jié)合實(shí)物演示，弄明白如下問題：研究對象在哪兒？ 當(dāng)A管向上運(yùn)動時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？ 當(dāng)A管向下運(yùn)動時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？怎樣保證瓶中氣體的體積不變？瓶中氣體的壓強(qiáng)怎樣表示？（當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面低時(shí)；當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面高時(shí)）（2）用氣壓計(jì)測量大氣壓強(qiáng)p0= mmHg（注意水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)方法。）請兩位學(xué)生讀出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)值。（3）實(shí)驗(yàn)條件：一定質(zhì)量的氣體、一定的氣體體積請學(xué)生討論：怎樣保證實(shí)驗(yàn)條件？ 燒瓶用膠塞塞好，與水銀壓強(qiáng)計(jì)B管連接處密封好。 使水銀壓強(qiáng)計(jì)的A管水銀面與B管水銀面一樣高，并將B管水銀面的位置記下來。（室溫）（4）實(shí)驗(yàn)過程 將燒瓶置于食鹽加碎冰溶化的混合物中，燒瓶要完全沒入。（請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積減小，B管中水銀面上升，A管中水銀面下降。氣體壓強(qiáng)減小。措施：請學(xué)生討論此時(shí)怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶完全置于冰水混合物中。（請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積仍小于室溫時(shí)的標(biāo)記體積，B管中水銀面仍高于A管中水銀面，但A、B兩管中水銀面高度差減少。措施：仍請學(xué)生回答此時(shí)怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶完全置于30 的溫水中。（請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：B管中水銀面低于標(biāo)記位置，A管中水銀面高于標(biāo)記位置。措施：請學(xué)生討論應(yīng)怎樣移動A管，才能使B管中的水銀面恢復(fù)到初始標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶再分別完全置于45的溫水中，60、75的熱水中，重復(fù)上述過程。（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456氣體溫度()20030456075氣體壓強(qiáng)mmHgp0= mmHg 室溫 請學(xué)生計(jì)算：（1）以0氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每升高1，增加的壓強(qiáng)值是0時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。（2）以0氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每降低1，減少的壓強(qiáng)值是0時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。（6）圖象（以實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，此處僅為示意圖）由此圖象，可寫出如下方程：p=p0+kt其中k為斜率精確的實(shí)驗(yàn)指出t外推=-2733實(shí)驗(yàn)結(jié)論查理定律1787年法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)所有氣體都遵從定律查理。適用條件：溫度不太低；壓強(qiáng)不太大。微觀解釋：請學(xué)生自學(xué)課本。4查理定律的應(yīng)用例1 一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，溫度從1升高到5，壓強(qiáng)的增量為 2.0103 Pa，則 A它從5升高到10，壓強(qiáng)增量為2.0103PaB它從15升高到20，壓強(qiáng)增量為2.0103PaC它在0時(shí)，壓強(qiáng)約為1.4105Pa答案：C。（解題過程略）例2 密閉容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高5時(shí)，氣體答案：227（解題過程略）（三）課堂小結(jié)1一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的情況下，溫度每升高（或降2查理定律可以用 p-t 圖線來表示。3查理定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。不論什么氣體，只要符合壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的條件，都近似地符合這個(gè)定律。3、氣體理想氣體的狀態(tài)方程一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識方面的要求：（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)準(zhǔn)”的教育。二、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。三、教具1氣體定律實(shí)驗(yàn)器、燒杯、溫度計(jì)等。四、主要教學(xué)過程（一）引入新課前面我們學(xué)習(xí)的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)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？這就是我們今天這節(jié)課要學(xué)習(xí)的主要問題。（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1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。老師講解：在初中我們就學(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)，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