第1节气体试验定律

、气体实验定律教学目标.知道描述一定质量气体的三个状态参量。.能识别一定质量气体的等温、等容和等压变化过程。.经历实验探究过程，得出气体实验定律，能表述气体实验定律。体验实验探究过程，领略实验探究的价值。.能用气体实验定律解释有关现象，并能进行简单的计算。重点难点重点：气体实验定律难点：气体实验定律的理解与应用设计思想本节从研究气体的状态描述出发，提出了一定质量气体的状态可由体积、温度、压强三个参量来描述。通过实验研究了气体状态变化的三种等值变化过程，并得出了气体实验三定律，同时也使学生进一步认识到实验探究在物理学研究中的重要作用。三个状态量中压强的计算与分析更为重要，可适当补充一些静止的密闭气体压强的计算问题。本节内容的学习重在运用，通过一些实例加强学生理论联系实际的意识，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。教学资源《气体实验定律》多媒体课件注射器测力计铁架台视频录像教学设计【课堂引入】问题：自行车胎在夏天有时会爆胎，为什么温度升高车胎就会爆呢？带着这个问题我们来学习气体实验定律，来研究气体参量之间的关系。【课堂学习】学习活动一：认识气体状态参量一定质量的气体的状态需要用体积、温度和压强等物理量来共同描述，这些物理量就叫做气体的状态参量。问题1：气体的体积由什么决定？气体的体积是指气体占有空间的大小，由贮放它的容器决定，在国际单位制中，体积的单位是立方米，符号是m3。体积的单位还有升、毫升等。问题2：温度在宏观和微观上分别是如何定义的？从宏观上看温度是表示气体冷热程度的物理量，从微观上看是气体分子热运动的平均动能的标志。在热学中，用得较多的是热力学温度，亦称绝对温度，它是国际单位制中7个基本单位之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号是K。热力学温度与摄氏温度之间的数量关系是：T=t+273问题3：压强是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现，一般封闭气体的压强如何计算呢？（让学生讨论，学生在初中知识的基础上应该会计算一些简单的情况，这里要着重从对封闭气体的液柱或活塞进行受力分析的角度教会学生计算封闭气体压强。）例题：如图所示两个气缸的质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下.两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压为P0,不计活塞和气缸壁间的摩擦，求封闭气体A、B的压强各多大？参考答案:

P=P+mg,P=P—MgA0SB0S（过渡：物理学研究多个物理量之间的关系时，经常采用控制变量法，气体的三个状态参量之间的关系可采用这一方法来研究，下面我们分别控制温度、体积、压强不变来研究另两个物理量的关系。）学习活动二：探究玻意耳定律问题：一定质量的气体，如果在状态变化时其温度保持不变，这种变化叫等温变化。在等温变化时，气体压强的变化与体积的变化遵循怎样的规律呢？实验探究：（在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在序号12345体积/L压强/105Pa教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律。）结论：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强序号12345体积/L压强/105Pa教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律。）结论：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成反比，这个结论叫玻意耳定律，即pV=c（一定要让学生明确实验成立的前提是气体的质量一定，所以实验中容器的密闭性一定要好；另外，等温过程的实验一定要缓慢拉动活塞。）4-3--2--v-s-J-3-Mil-0J例题：如图甲，在玻璃管中用10cm长的水银柱封闭了一段『二二二耳.二二空气，已知空气柱的长度为38cm，外界大气压强为1标准大气压。问：（1）被封闭的空气柱的压强是多少？（2）如把玻璃管开口朝下（如图乙），则被封闭的空气柱的压强是多少？ Q解析：（1）（2）倒置后气体压强为 I根据玻意耳定律可知： ■代入数据得：L2=49.5cm学习活动三：探究查理定律问题：一定质量的气体，如果在状态变化时其体积保持不变，这种变化叫等容变化。在等容变化时，气体压强的变化与温度的变化遵循怎样的规律呢？实验探究：（在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律。）序号12345温度/K压强/105Pa一定质量的某种气体，在体积保持不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，这个结论叫查理定律，即甲乙图2-3-3查理定律实验P八=cT（气体的等容变化比较容易实现，但实验时要注意读数时水温尽量要稳定，要注意压强数据与水温数据的对应。)(学生解答课堂引入中车胎爆炸的问题。)学习活动四：了解盖•吕萨克定律猜想：一定质量的气体，如果在状态变化时其压强保持不变，这种变化叫等压变化。在等压变化时，气体体积的变化与温度的变化遵循怎样的规律呢？(由于实验中等压变化较难实现，实验误差较大，一般对于等压变化可让学生猜想或直接给出结论。)一定质量的某种气体，在压强保持不变的情况下，体积与热力学温度T成正比，这个结论叫做盖•吕萨克定律，即学习活动五：气体实验定律的应用运用气体实验定律解答题的步骤：(1)明确研究对象：质量一定的某种气体(2)明确研究过程，确定初态和末态(3)用实验定律列方程(注意温度的单位只能用热力学温度，压强和体积的单位不一定要用国际单位，但方程两边应统一)。(4)求解并检查答案是否合理例题：如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍，开始时管内空气柱长度为6cm,管内外水银面高度差为50cm。将玻璃管沿竖直方向缓慢上移(管口未离开槽中水银)，使管内外水银面高度差变成60cm。(大气压强相当于75cmHg)求：(1)此时管内空气柱的长度；(2)水银槽内水银面下降的高度。〖解析〗(1)气体质量未发生变化，玻璃管内的空气作等温变化初态：V1=11slp1=p0-pgH1末态：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)设水银槽内水银面下降拉，水银体积不变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【课堂小结】问题1：描述气体的状态参量有哪些？问题2：气体实验定律成立的前提是什么？问题3：什么是气体的玻意耳定律？问题4：什么是气体的查理定律？

问题5:什么是气体的盖•吕萨克定律?【板书设计】第三节气体实验定律一、气体的状态参量1、描述气体的状态参量：体积、温度和压强2、两种温标：摄氏温度：摄氏度（℃）热力学温度：开尔文（K）两种温标的关系：T=t+273二、玻意耳定律一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV=c三、查理定律一定质量的某种气体，在体积保持不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，即四、盖•吕萨克定律一定质量的某种气体，在压强保持不变的情况下，体积与热力学温度T成正比，即V—=cT课堂反馈1、民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体（）A.温度不变时，体积减小，压强增大B.体积不变时，温度降低，压强减小C.压强不变时，温度降低，体积减小D.质量不变时，压强增大，体积减小2、如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离（下端不离开水银槽），则（ ）h,l均变大h,l均变小h变大l变小h变小l变大3、如图如示两端封闭的玻璃管，中间用一段水银柱将两种气体隔开，开始时TOC\o"1-5"\h\z水银柱保持静止，初温相同.若将两段气体升高相同的温度，水银柱的移动方向是（ ）A.向上移动 「B.向下移动 ，4C.不移动 fD.无法确定移动方向 一B

4、一玻璃管开口朝下没入水中，在某一深度恰好能保持静止，假如水面上方的大气压突然降低一些，则试管的运动情况是（）A.加速上升B,加速下降C.保持静止 D.无法判断5、一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5℃升到10℃,体积的增量为△V；温度由10℃增到15℃,体积的增量为△匕，则（） 1A.△%=△% B.△¥>△V2c.△4、一玻璃管开口朝下没入水中，在某一深度恰好能保持静止，假如水面上方的大气压突然降低一些，则试管的运动情况是（）A.加速上升B,加速下降C.保持静止 D.无法判断5、一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5℃升到10℃,体积的增量为△V；温度由10℃增到15℃,体积的增量为△匕，则（） 1A.△%=△% B.△¥>△V2c.△¥<△V2D.无法确定6、灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500c时的压强不超过1atm,在20℃下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？7、在如图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重力和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,问：（1）重物是上升还是下降？（2）这时重物将从原处移动多少厘米?（设活塞与气缸壁间无摩擦）参考答案:1、Bcm2、A 3、A4、A5、A6、0.38atm 7、重物上升2.7课后测评1、密封在容积不变的容器中的气体，当温度降低时()A.压强减小，密度减小B.压强减小，密度增大C.压强不变，密度减小D.压强减小，密度不变2、如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量，设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（ ） 压力传感器A.体积不变，压强变小 仔之为脑B.体积变小，压强变大 J—一专c.体积不变，压强变大 镯鼓1钟D.体积变小，压强变小3、一定质量的空气在等压变化中体积增大了1/2,若气体原来温度为27℃,则温度的变化()A.升高450KB.升高了150℃全部浸没在热水中，高度差将（ ）A.增大B.减小C.不变

D.两侧空气柱的长度未知，不能判定5、如图所示为医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通.则在输液过程中（瓶A中尚有液体），下列说法正确的是（ ）①瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大；②瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变；③滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小；④在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变A.A.①④②③②④6、如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0,压强为p0的气体。当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变。当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S。求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。7、有人设计了一种测温装置，其结构如图所示.玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体