2022年2021-高考物理气体的等温变化教案

1、2019-2020 年高考物理气体的等温变化教案一、教学目标1在物理知识方面要求：（1）知道什么是等温变化；（2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。（3）理解气体等温变化的 p-v 图象的物理意义；（4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；（5）会用玻意耳定律计算有关的问题。2通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。3渗透物理学研究方法的教育：当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某个或某几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。二、重点、难点分析1重点是通

2、过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-v 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。2学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。三、教具1定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系橡皮膜（或气球皮） 、直径为 5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约 25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm6cm薄木板一块。2较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器。四、主要教学过程（一）引入新课对照牛顿第二定律的研究过程先m一

3、定， af；再 f一定， a现在我们利用这种控制条件的研究方法，研究气体状态参量之间的关系。（二）教学过程设计1一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系实验前，请同学们思考以下问题：怎样保证气体的质量是一定的怎样保证气体的温度是一定的？（密封好；缓慢移活塞，筒不与手接触。）2较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系（1）介绍实验装置观察实验装置，并回答研究哪部分气体？ a 管中气体体积怎样表示？（l s） 阀门 a 打开时，a管中气体压强多大？阀门a 闭合时a管中气体压强多大？（p0）欲使 a管中气体体积减小，压强增大，b管应怎样操作？写出a管中气体压强的表达式（p=p0+

4、h）。 欲使 a管中气体体积增大，压强减小， b管应怎样操作？写出a管中气体压强的表达式（p=p0-h ）。 实验过程中的恒温是什么温度？为保证a管中气体的温度恒定，在操作b管时应注意什么？（缓慢）（2）实验数据采集压强单位： mmhg ；体积表示：倍率法环境温度：室温大气压强：p0= mmhg 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - a 管中

5、气体体积减小时( 基准体积为v) 顺序1 2 3 4 5 体积v 压强 a 管中气体体积增大时( 基准体积为v)顺序1 2 3 4 5 体积v2v3v压强（3）实验结论实验数据表明：一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。改用其他气体做这个实验，结果相同。3玻意耳定律（1）定律内容表述之一一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。数学表达式设初态体积为v1，压强为p1；末态体积为v2，压强为p2。有 p1v1=p2v2（2）定律内容表述之二

6、一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。数学表达式pv=恒量（3）用图象表述玻意耳定律纵轴代表气体的压强；横轴代表气体的体积；选取恰当的分度和单位。请学生讨论一下图线该是什么形状，并尝试把它画出来。（等温线）（4）关于玻意耳定律的讨论 图象平面上的一个点代表什么？曲线ab代表什么？线段ab代表什么？ pv= 恒量一式中的恒量是普适恒量吗？引导学生作出一定质量的气体，在不同温度下的几条等温线，比较后由学生得出结论：恒量随温度升高而增大。下面的数据说明什么？一定质量的氦气压强1atm 500atm 1000 atm 实测体积1m31.36/500m32.068 5/1 0

7、00m3计算体积1/500m31/1 000m3精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - -玻意耳定律的适用条件：压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何气体。 你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？ 你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？例题某个容器的容积是10l，所装气体的压强是20105pa。如果温度保持不变，把容器的开关

8、打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0105pa。解设容器原装气体为研究对象。初态 p1=20105pa v1=10l t1=t 末态 p2=1.0 105pa v2=？l t2=t 由玻意耳定律 p1v1=p2v2得即剩下的气体为原来的5。题后话：就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。（三）课堂小结1一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。2玻意耳定律可以用p-v 图线表示。3玻意耳定律是实验定律，不论什么气体，只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件，都近似地符合这个定

9、律。2019-2020 年高考物理波的性质与波的图像复习教案一、机械波1、定义： 机械振动在介质中传播就形成机械波2、产生条件 :( 1) 有作机械振动的物体作为波源(2) 有能传播机械振动的介质3、分类 : 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上. 质点分布密的叫密部, 疏的部分叫疏部,液体和气体不能传播横波。4. 机械波的传播过程(1) 机械波传播的是振动形式和能量. 质点只在各自的平衡位置附近做振动, 并不随波迁移. 后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。(2) 介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动

10、周期和频率相同(3) 由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动二、描述机械波的物理量1 波长 ： 两个相邻的在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长在横波中 , 两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离在纵波中两相邻的的密部( 或疏部 ) 中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长2周期与频率波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率( 或周期 ) ，波速与波长都发生变化3波速 ：单位时间内波向外传播的距离。v=s/t= /t=f ，波速的大小由介质决定。三、说明 : 波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动

11、是一种受迫振动，驱动力来源精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - -于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率. 波速是介质对波的传播速度介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵教，则对波的传播速度越大通常情况下，固体对机械波的传摇速度校大，气体对机械波的传播速度较小对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，

12、那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关波长是质点完成一次全振动所传播的距离, 所以波长的长度与波速v 和周期 t 有关即波长由波源和介质共同决定由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的反之，相距1/2 个波长的两质点的振动步调是相反的所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步

13、（同相振动） ；与波源相距为1/2 波长的奇数倍的质点与波源派的振动步调相反（反相振动 ）四、波的图象（1）波的图象坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x 轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为 y轴表示质点位移意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移形状：正弦（或余弦）图线因而画波的图象要画出波的图象通常需要知道波长、振幅a、波的传播方向（或波源的方位） 、横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动方向）这四个要素（2）简谐波图象的应用从图象上直接读出波长和振幅可确定任一质点在该时刻的位移可确定任一质点在该时刻的加速度的方向若已知波的传播方向，可确定各质

14、点在该时刻的振动方向若已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向若已知波的传播方向，可画出在t 前后的波形沿传播方向平移s=vt. 规律方法1、机械波的理解2、质点振动方向和波的传播方向的判定（1）在波形图中，由波的传播方向确定媒质中某个质点（设为质点a）的振动方向（即振动时的速度方向） ：逆着波的传播方向，在质点 a 的附近找一个相邻的质点b若质点b的位置在质点a 的负方向处，则a 质点应向负方向运动，反之。则向正方向运动如图中所示，图中的质点 a应向 y 轴的正方向运动（质点b先于质点a振动 a要跟随 b振动） （2）在波形图中由质点的振动方向确定波的传播方向，若质点c是沿 y轴负方向运动，

15、在c质点位置的负方向附近找一相邻的质点d若质点d在质点 c位置 x轴的正方向，则波由x轴的正方向向负方向传播：反之则向x轴的正方向传播如图所示，这列波应向 x轴的正方向传播（质点c 要跟随先振动的质点d的振动）具体方法为：带动法：根据波的形成，利用靠近波源的点带动它邻近的离波源稍远的点的道理，在被判定振动方向的点p附近（不超过/4 ）图象上靠近波源一方找另一精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4

16、 页，共 5 页 - - - - - - - - -点 p/，若 p/在 p上方，则p/带动 p向上运动如图，若p/在 p的下方，则p/带动 p向下运动上下坡法：沿着波的传播方向走波形状“山路”，从“谷”到“峰”的上坡阶段上各点都是向下运动的，从“峰”到“谷”的下坡阶段上各点都是向上运动的，即“上坡下，下坡上”微平移法：将波形沿波的传播方向做微小移动xv t /4 ，则可判定p点沿 y 方向的运动方向了反过来已知波形和波形上一点p的振动方向也可判定波的传播方向3已知波速v和波形，画出再经t 时间波形图的方法（1）平移法：先算出经t 时间波传播的距离上xv t ，再把波形沿波的传播方向平移动 x 即可因为波动图象的重复性，若知波长，则波形平移n时波形不变，当x=n十 x 时，可采取去整n留零 x 的方法，只需平移x 即可（2）特殊点法： （若知周期t 则更简单）在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看 t nt t ，由于经nt 波形不变，所以也采取去整nt 留零 t 的方法，分别做出两特殊点经 t后的位置，然后按正弦规律画出新波形4已知振幅a和周期 t，求振动质点在t 时间内的路程和位移求振动质点在t 时间内的路程和位移，由于牵涉质点的初始状态，需用正弦函数较复杂但t 若为半周