第1節(jié)氣體試驗(yàn)定律

、氣體實(shí)驗(yàn)定律教學(xué)目標(biāo).知道描述一定質(zhì)量氣體的三個狀態(tài)參量。.能識別一定質(zhì)量氣體的等溫、等容和等壓變化過程。.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，得出氣體實(shí)驗(yàn)定律，能表述氣體實(shí)驗(yàn)定律。體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究過程，領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)探究的價值。.能用氣體實(shí)驗(yàn)定律解釋有關(guān)現(xiàn)象，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：氣體實(shí)驗(yàn)定律難點(diǎn)：氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解與應(yīng)用設(shè)計(jì)思想本節(jié)從研究氣體的狀態(tài)描述出發(fā)，提出了一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)可由體積、溫度、壓強(qiáng)三個參量來描述。通過實(shí)驗(yàn)研究了氣體狀態(tài)變化的三種等值變化過程，并得出了氣體實(shí)驗(yàn)三定律，同時也使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)探究在物理學(xué)研究中的重要作用。三個狀態(tài)量中壓強(qiáng)的計(jì)算與分析更為重要，可適當(dāng)補(bǔ)充一些靜止的密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算問題。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重在運(yùn)用，通過一些實(shí)例加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)資源《氣體實(shí)驗(yàn)定律》多媒體課件注射器測力計(jì)鐵架臺視頻錄像教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】問題：自行車胎在夏天有時會爆胎，為什么溫度升高車胎就會爆呢？帶著這個問題我們來學(xué)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律，來研究氣體參量之間的關(guān)系?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動一：認(rèn)識氣體狀態(tài)參量一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)需要用體積、溫度和壓強(qiáng)等物理量來共同描述，這些物理量就叫做氣體的狀態(tài)參量。問題1：氣體的體積由什么決定？氣體的體積是指氣體占有空間的大小，由貯放它的容器決定，在國際單位制中，體積的單位是立方米，符號是m3。體積的單位還有升、毫升等。問題2：溫度在宏觀和微觀上分別是如何定義的？從宏觀上看溫度是表示氣體冷熱程度的物理量，從微觀上看是氣體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。在熱學(xué)中，用得較多的是熱力學(xué)溫度，亦稱絕對溫度，它是國際單位制中7個基本單位之一，用符號T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號是K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度之間的數(shù)量關(guān)系是：T=t+273問題3：壓強(qiáng)是大量氣體分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)，一般封閉氣體的壓強(qiáng)如何計(jì)算呢？（讓學(xué)生討論，學(xué)生在初中知識的基礎(chǔ)上應(yīng)該會計(jì)算一些簡單的情況，這里要著重從對封閉氣體的液柱或活塞進(jìn)行受力分析的角度教會學(xué)生計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)。）例題：如圖所示兩個氣缸的質(zhì)量均為M,內(nèi)部橫截面積均為S,兩個活塞的質(zhì)量均為m,左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下.兩個氣缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B,大氣壓為P0,不計(jì)活塞和氣缸壁間的摩擦，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？參考答案:

P=P+mg,P=P—MgA0SB0S（過渡：物理學(xué)研究多個物理量之間的關(guān)系時，經(jīng)常采用控制變量法，氣體的三個狀態(tài)參量之間的關(guān)系可采用這一方法來研究，下面我們分別控制溫度、體積、壓強(qiáng)不變來研究另兩個物理量的關(guān)系。）學(xué)習(xí)活動二：探究玻意耳定律問題：一定質(zhì)量的氣體，如果在狀態(tài)變化時其溫度保持不變，這種變化叫等溫變化。在等溫變化時，氣體壓強(qiáng)的變化與體積的變化遵循怎樣的規(guī)律呢？實(shí)驗(yàn)探究：（在教師指導(dǎo)下學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)并幫助記錄數(shù)據(jù)，在序號12345體積/L壓強(qiáng)/105Pa教師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律。）結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)序號12345體積/L壓強(qiáng)/105Pa教師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律。）結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比，這個結(jié)論叫玻意耳定律，即pV=c（一定要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)成立的前提是氣體的質(zhì)量一定，所以實(shí)驗(yàn)中容器的密閉性一定要好；另外，等溫過程的實(shí)驗(yàn)一定要緩慢拉動活塞。）4-3--2--v-s-J-3-Mil-0J例題：如圖甲，在玻璃管中用10cm長的水銀柱封閉了一段『二二二耳.二二空氣，已知空氣柱的長度為38cm，外界大氣壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。問：（1）被封閉的空氣柱的壓強(qiáng)是多少？（2）如把玻璃管開口朝下（如圖乙），則被封閉的空氣柱的壓強(qiáng)是多少？ Q解析：（1）（2）倒置后氣體壓強(qiáng)為 I根據(jù)玻意耳定律可知： ■代入數(shù)據(jù)得：L2=49.5cm學(xué)習(xí)活動三：探究查理定律問題：一定質(zhì)量的氣體，如果在狀態(tài)變化時其體積保持不變，這種變化叫等容變化。在等容變化時，氣體壓強(qiáng)的變化與溫度的變化遵循怎樣的規(guī)律呢？實(shí)驗(yàn)探究：（在教師指導(dǎo)下學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)并幫助記錄數(shù)據(jù)，在教師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律。）序號12345溫度/K壓強(qiáng)/105Pa一定質(zhì)量的某種氣體，在體積保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，這個結(jié)論叫查理定律，即甲乙圖2-3-3查理定律實(shí)驗(yàn)P八=cT（氣體的等容變化比較容易實(shí)現(xiàn)，但實(shí)驗(yàn)時要注意讀數(shù)時水溫盡量要穩(wěn)定，要注意壓強(qiáng)數(shù)據(jù)與水溫數(shù)據(jù)的對應(yīng)。)(學(xué)生解答課堂引入中車胎爆炸的問題。)學(xué)習(xí)活動四：了解蓋?呂薩克定律猜想：一定質(zhì)量的氣體，如果在狀態(tài)變化時其壓強(qiáng)保持不變，這種變化叫等壓變化。在等壓變化時，氣體體積的變化與溫度的變化遵循怎樣的規(guī)律呢？(由于實(shí)驗(yàn)中等壓變化較難實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)誤差較大，一般對于等壓變化可讓學(xué)生猜想或直接給出結(jié)論。)一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)保持不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度T成正比，這個結(jié)論叫做蓋?呂薩克定律，即學(xué)習(xí)活動五：氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用運(yùn)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解答題的步驟：(1)明確研究對象：質(zhì)量一定的某種氣體(2)明確研究過程，確定初態(tài)和末態(tài)(3)用實(shí)驗(yàn)定律列方程(注意溫度的單位只能用熱力學(xué)溫度，壓強(qiáng)和體積的單位不一定要用國際單位，但方程兩邊應(yīng)統(tǒng)一)。(4)求解并檢查答案是否合理例題：如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管開口向下豎直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍，開始時管內(nèi)空氣柱長度為6cm,管內(nèi)外水銀面高度差為50cm。將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口未離開槽中水銀)，使管內(nèi)外水銀面高度差變成60cm。(大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于75cmHg)求：(1)此時管內(nèi)空氣柱的長度；(2)水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度?！冀馕觥?1)氣體質(zhì)量未發(fā)生變化，玻璃管內(nèi)的空氣作等溫變化初態(tài)：V1=11slp1=p0-pgH1末態(tài)：V2=/2slp2=P0-pgH2(P0—PgHX=(P0—PgH2)1275-5075—60*0.06_0,10(m75-5075—60*0.06_0,10(m)P—PgH102(2)設(shè)水銀槽內(nèi)水銀面下降拉，水銀體積不變S1AH_S2AxS 1 1:.Ax_不(H2—H1)_5x(0.60—0.50)_0.02(m)_一x(0.60—0.50)_0,02(m)2【課堂小結(jié)】問題1：描述氣體的狀態(tài)參量有哪些？問題2：氣體實(shí)驗(yàn)定律成立的前提是什么？問題3：什么是氣體的玻意耳定律？問題4：什么是氣體的查理定律？

問題5:什么是氣體的蓋?呂薩克定律?【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律一、氣體的狀態(tài)參量1、描述氣體的狀態(tài)參量：體積、溫度和壓強(qiáng)2、兩種溫標(biāo)：攝氏溫度：攝氏度（℃）熱力學(xué)溫度：開爾文（K）兩種溫標(biāo)的關(guān)系：T=t+273二、玻意耳定律一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比，即pV=c三、查理定律一定質(zhì)量的某種氣體，在體積保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即四、蓋?呂薩克定律一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)保持不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度T成正比，即V—=cT課堂反饋1、民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體（）A.溫度不變時，體積減小，壓強(qiáng)增大B.體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.壓強(qiáng)不變時，溫度降低，體積減小D.質(zhì)量不變時，壓強(qiáng)增大，體積減小2、如圖所示，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為，管內(nèi)外水銀面高度差為h，若溫度保持不變，把玻璃管稍向上提起一段距離（下端不離開水銀槽），則（ ）h,l均變大h,l均變小h變大l變小h變小l變大3、如圖如示兩端封閉的玻璃管，中間用一段水銀柱將兩種氣體隔開，開始時TOC\o"1-5"\h\z水銀柱保持靜止，初溫相同.若將兩段氣體升高相同的溫度，水銀柱的移動方向是（ ）A.向上移動 「B.向下移動 ，4C.不移動 fD.無法確定移動方向 一B

4、一玻璃管開口朝下沒入水中，在某一深度恰好能保持靜止，假如水面上方的大氣壓突然降低一些，則試管的運(yùn)動情況是（）A.加速上升B,加速下降C.保持靜止 D.無法判斷5、一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度由5℃升到10℃,體積的增量為△V；溫度由10℃增到15℃,體積的增量為△匕，則（） 1A.△%=△% B.△￥>△V2c.△4、一玻璃管開口朝下沒入水中，在某一深度恰好能保持靜止，假如水面上方的大氣壓突然降低一些，則試管的運(yùn)動情況是（）A.加速上升B,加速下降C.保持靜止 D.無法判斷5、一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度由5℃升到10℃,體積的增量為△V；溫度由10℃增到15℃,體積的增量為△匕，則（） 1A.△%=△% B.△￥>△V2c.△￥<△V2D.無法確定6、燈泡內(nèi)充有氮?dú)寤旌蠚怏w，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500c時的壓強(qiáng)不超過1atm,在20℃下充氣，燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？7、在如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，重力和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為10cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃,問：（1）重物是上升還是下降？（2）這時重物將從原處移動多少厘米?（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦）參考答案:1、Bcm2、A 3、A4、A5、A6、0.38atm 7、重物上升2.7課后測評1、密封在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低時()A.壓強(qiáng)減小，密度減小B.壓強(qiáng)減小，密度增大C.壓強(qiáng)不變，密度減小D.壓強(qiáng)減小，密度不變2、如圖所示，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量，設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣（ ） 壓力傳感器A.體積不變，壓強(qiáng)變小 仔之為腦B.體積變小，壓強(qiáng)變大 J—一專c.體積不變，壓強(qiáng)變大 鐲鼓1鐘D.體積變小，壓強(qiáng)變小3、一定質(zhì)量的空氣在等壓變化中體積增大了1/2,若氣體原來溫度為27℃,則溫度的變化()A.升高450KB.升高了150℃全部浸沒在熱水中，高度差將（ ）A.增大B.減小C.不變

D.兩側(cè)空氣柱的長度未知，不能判定5、如圖所示為醫(yī)院為病人輸液的部分裝置，圖中A為輸液瓶，B為滴壺，C為進(jìn)氣管，與大氣相通.則在輸液過程中（瓶A中尚有液體），下列說法正確的是（ ）①瓶A中上方氣體的壓強(qiáng)隨液面的下降而增大；②瓶A中液面下降，但A中上方氣體的壓強(qiáng)不變；③滴壺B中的氣體壓強(qiáng)隨A中液面的下降而減小；④在瓶中藥液輸完以前，滴壺B中的氣體壓強(qiáng)保持不變A.A.①④②③②④6、如圖所示為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積為V0,壓強(qiáng)為p0的氣體。當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮。若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變。當(dāng)體積壓縮到V時氣泡與物品接觸面的面積為S。求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面處薄膜的壓力。7、有人設(shè)計(jì)了一種測溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示.玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體