人教版高中物理选择性必修三 第2章第2节气体等温变化教学设计

1、版本科目年级课时教学设计课题 分子动能和分子势能单元1学科物理年级选修3学习目标物理观念：理解一定质量的气体，在温度不变的情况下气体压强和体积的关系；会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。科学思维：从有序设计的一系列问题和实验，通过模型建构和科学推理，得出等温变化的规律。科学探究：能基于观察和实验提出问题、形成猜想，设计实验验证猜想并综合分析实验证据，得出气体等温变化的规律。科学态度与责任：在实验过程中保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点。重点气体的等温变化规律的探究；理解玻意耳定律，会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际

2、问题。难点气体的等温变化规律的探究。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课思考：用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？打足气的车胎在烈日下暴晒，常常会爆胎，为什么？车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。知识回顾：气体的状态参量温度：热力学温度T ：开尔文 T = t 273 K2、体积：体积 V 单位：有L、mL等3、压强：压强 p 单位：Pa（帕斯卡）车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。回顾旧知识：气体，温度，体积，压强用生活现象引入课题，激发学习兴趣，增加学生对本节课内容的亲近感，激发探究欲望，体验物理学科与生活紧密联系。讲授新课思考：一定质量的气体，

3、它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”. 。一、探究气体等温变化的规律1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.2.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？（定性关系：观看演示实验）（一）提出问题、引导猜想结论：V减小，p增大（二）分组实验、验证猜想1.实验装置介绍：注射器、气压传感器、平板电脑、数据线。2.注射器的使用注意事项：（1）连接传感器之前，抽入20mL的气体；（2）实验时不要用手去摸

4、气体部分；（3）推拉要缓慢；（4）读数时眼睛要平视，用左边这条黑线读数。3.实验仪器使用说明：（1）将电脑、压强传感器、注射器进行连接；（2）打开“WCY专用软件”中的 “气体压强与体积的关系”。 （3）点击“开始记录”，抽入20mL的气体，压到10点击点采数据，拉回15点击点采数据，然后20、25、30、35、40分别点采数据（4）点击 “p-V绘图”，点击“曲线拟合”。（三）实验数据的处理p-V图象思考：该图象是否可以说明p与V成反比？如何确定p与V的关系呢？p-1/V图象（四）得出结论结论：在温度不变时，压强p和体积V成反比。二、玻意耳定律1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况

5、下，压强p与体积V成反比. 2、公式表述：pV=C(常数 ) 或p1V1=p2V23、适用范围：温度不太低，压强不太大三、气体等温变化的P-V图像1.等温线：一定质量的理想气体的P-V图像的形状为双曲线的一支，它描述的是温度不变时的p V关系，称为等温线。特点：（1）每条等温线上气体各状态温度相同；（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远.思考1：有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗?是根据什么理由做出判断的?思考2：t1和t2哪个表示的温度高？特点：斜率越大温度越高。课堂练习1、一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设

6、气体的温度保持不变。解析： p1V1=p2V2答案：1.2510 5Pa课堂练习2、如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66 cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.解析：玻璃管开口向上时：p1=p0+gl3 玻璃管开口向下时：则p2=gl1，p0=p2+gx 从开始转动一周后，则p3=p0+gx 由玻意耳定律有p1l2S=

7、p2hS p1l2S=p3hS解得： h=12 cm h=9.2 cm四、用气体定律解题的步骤1确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5对结果的物理意义进行讨论拓展提高1、如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )A.一直保持不变B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小解析：分子平均速率由温度决定，在

8、图中画出等温线可知：pV先增大后减小，则T先增大后减小，答案：C拓展提高2、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.解析：初态 p1=20105Pa V1=10L T1=T末态 p2=1.0105Pa V2=？L T2=T由玻意耳定律 p1V1=p2V2得 V2=200L剩下的气体为原来的5%点评：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.3.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条P-1/V图线.由图可知( )A.一定质量

9、的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时，其 图线的延长线是经过坐标原点的C.T1T2D.T1T2解析：温度越高,其等温线离原点越远.答案：BD控制变量的方法体验后得出定性关系：一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。猜想： p、V成反比学生利用电脑三人为一组，进行合作实验。学生利用电脑处理实验所得的数据。得出:p-V关系图象，形状似双曲线的一支。学生得出:p-1/V关系图象是一条几乎通过原点的直线。完成思考题。完成课堂练习。完成课堂练习。整理解题步骤，明确解题思路。完成本节课拓展提高。通过亲身体验，深刻体会气体压强与体积

10、定性关系，进而激发对定量关系的探究欲望。练习使用先进仪器进行实验探究规律，体会科学探究过程，培养学生相互协作的精神。培养学生交流的意愿和能力。通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度与实事求是的精神。培养学生化曲为直的方法和知识迁移的能力。让学生意识到玻意耳定律使用的局限性。通过等温线更好的理解玻意耳定律的内容。锻炼解决实际问题的能力。整理解题步骤，明确解题思路。巩固本节课所学知识课堂小结 一、玻意耳定律1、内容:一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V 成反比。 2、公式： PV=C(常数) 或p1V1=p2V23、条件: 一定质量气体且温度不变4、适用范围：温度不太低，压强不太大二、等温变化图象1、特点:(1)等温线是双曲线的一支(2)温度越高,其等温线离原点越远2、图象意义:(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)图像上每点的意义: 每一组数据-反映某一状态学生总结本节课学习的内容。课堂小结