2024-2025学年高中物理 第8章 气体 1 气体的等温变化教案1 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第8章气体1气体的等温变化教案1新人教版选修3-3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：气体等温变化

2.教学年级和班级：高中物理，年级12班

3.授课时间：2024年10月15日

4.教学时数：45分钟

二、教学内容及目标

1.教学内容：

（1）理解等温变化的定义及特点；

（2）掌握查理定律及其应用；

（3）了解等温变化在实际生活中的应用。

2.教学目标：

（1）能够准确描述气体的等温变化过程；

（2）能够运用查理定律解决实际问题；

（3）培养学生的动手实验能力和团队协作精神。

三、教学步骤

1.导入：通过一个简单的日常生活中的例子，引入气体等温变化的概念；

2.讲解：详细讲解等温变化的定义、特点及查理定律的原理；

3.演示实验：让学生观看或自己动手进行等温变化的实验，加深理解；

4.练习：运用查理定律解决实际问题，巩固所学知识；

5.总结：回顾本节课所学内容，强调重点难点；

6.作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

四、教学评价

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态；

2.作业完成情况：检查学生作业的完成质量，评估学生对课堂所学知识的掌握程度。

五、教学资源

1.教材：新人教版选修3-3；

2.实验器材：气压计、温度计等。核心素养目标1.科学探究：通过观察和实验，让学生学会收集和处理信息，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力；

2.科学思维：培养学生运用物理学知识进行逻辑推理、数学计算和模型建立的能力；

3.科学态度：培养学生严谨治学、勇于探索、乐于合作的科学态度；

4.科学应用：让学生学会将所学的物理学知识运用到实际生活中，提高学生运用知识解决实际问题的能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）气体的等温变化概念：理解气体在等温过程中压强与体积的关系，以及温度保持不变的特点。

（2）查理定律的应用：掌握查理定律公式PV/T=k，并能够运用该定律解决实际问题，如气体容器的压力变化等。

（3）实验操作技能：培养学生进行气体实验的操作能力，包括正确使用气压计、温度计等实验器材。

2.教学难点

（1）等温变化的数学表达：学生难以理解并准确应用PV/T=k公式，需要通过实例和练习让学生深化理解。

（2）实验数据分析：学生可能对如何从实验数据中得出正确结论感到困难，需要教师引导如何观察数据、处理数据并得出结论。

（3）复杂情境下的应用：在现实生活中遇到复杂的气体变化情境时，如何提炼出等温变化的基本原理并应用查理定律，这对学生来说是一个挑战。

教学过程中，教师应通过生动的例子、直观的实验和逐步的引导，帮助学生掌握重点，并通过具体问题和练习，助力学生克服难点。教学资源1.软硬件资源：

-教室内的多媒体设备

-物理实验室及气压计、温度计等实验器材

2.课程平台：

-新人教版选修3-3教材

-教学课件和教案

3.信息化资源：

-相关气体等温变化的在线视频资料

-互动讨论平台，如班级QQ群、学习论坛等

4.教学手段：

-讲授法

-实验演示法

-小组讨论法

-问题解决法教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-教师通过展示一个简单的日常生活中的例子，如气球被吹鼓后的形状变化，激发学生的学习兴趣和求知欲。

-提出问题：“为什么气球在被吹鼓后形状会发生变化？这与我们今天要学习的气体等温变化有什么关系？”

2.讲授新课（15分钟）

-教师围绕教学目标和教学重点进行讲解，确保学生理解和掌握新知识。

-详细讲解气体的等温变化概念，包括等温过程的特点和数学表达。

-介绍查理定律的原理和应用，强调PV/T=k公式的重要性。

3.演示实验（10分钟）

-教师带领学生进行等温变化的实验，让学生亲身体验并观察实验现象。

-学生分组进行实验，记录实验数据，培养学生的动手实验能力和团队协作精神。

4.巩固练习（10分钟）

-教师提出一些实际问题，让学生运用查理定律进行解决。

-学生进行练习和讨论，巩固对新知识的理解和掌握。

5.师生互动环节（5分钟）

-教师鼓励学生提出问题，并与学生进行互动讨论，解答学生的疑问。

-学生之间进行交流和分享，互相学习和帮助。

6.总结与作业布置（5分钟）

-教师回顾本节课所学内容，强调重点难点。

-布置相关练习题，巩固所学知识。

总用时：45分钟

教学过程设计中，教师应注重引导学生主动参与，鼓励学生提出问题，培养学生的科学思维和科学探究能力。通过实验和实际问题的解决，让学生将所学的知识运用到实际中，提高学生的科学应用能力。同时，教师应关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，帮助学生克服学习难点。教学资源拓展1.拓展资源

-气体等温变化在现实生活中的应用案例，如汽车发动机的工作原理、呼吸作用的生理机制等。

-相关科学史实的介绍，如查理定律的发现过程，以及科学家查理的贡献。

-气体实验的进阶操作，如如何进行气体的绝热变化实验，以及如何利用控制变量法研究气体的等容变化。

-利用计算机软件进行的气体实验模拟，如使用物理模拟软件进行气体压强、体积、温度变化的模拟实验。

2.拓展建议

-组织学生进行小研究，让学生寻找生活中与气体等温变化相关的实例，并在课堂上进行分享。

-引导学生阅读相关的科学史籍，了解科学家的探索过程，培养学生的科学态度和科学思维。

-在实验室条件下，引导学生进行气体实验的进阶操作，提高学生的实验技能和科学探究能力。

-利用计算机软件进行气体实验模拟，让学生在模拟实验中深化对气体等温变化的理解，并提高学生的信息素养。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学的引入：通过实际操作和观察实验现象，使学生更直观地理解气体等温变化的概念和特点。

2.信息化教学的应用：利用计算机软件进行气体实验模拟，使学生能够在虚拟环境中进行实验操作，提高学生的信息素养和科学探究能力。

3.生活实例的结合：引导学生关注生活中的气体等温变化现象，将所学知识与实际生活相结合，增强学生的学习兴趣和实际应用能力。

（二）存在主要问题

1.学生对数学公式的理解困难：部分学生对PV/T=k公式的理解和应用存在困难，需要教师更多的耐心引导和解释。

2.实验数据的处理和分析：学生在实验过程中可能对如何观察数据、处理数据并得出结论感到困惑，需要教师给予更多的指导和练习。

3.教学资源的利用不足：在实际教学过程中，可能存在对教学资源利用不充分的问题，需要教师更加有效地利用现有资源，提高教学质量。

（三）改进措施

1.针对学生对数学公式的理解困难，可以通过具体例子和实际问题引导学生运用公式，让学生在实际情境中深化对公式的理解。

2.对于实验数据的处理和分析，可以设计一些练习题让学生进行练习，培养学生观察数据、处理数据并得出结论的能力。

3.为了充分利用教学资源，可以定期进行教学资源的整理和更新，确保教师能够及时获取和使用最新的教学资源。同时，可以开展教师培训活动，提高教师对教学资源的有效利用能力。板书设计1.重点知识点：

-等温变化的定义及特点

-查理定律的公式及其应用

-实验观察和数据处理的方法

2.关键词：

-等温变化、查理定律、实验数据、气体性质

3.句式结构：

-“气体等温变化：温度不变，压强与体积的关系”

-“查理定律：PV/T=k，气体压强与温度的关系”

-“实验观察：观察气体压强、体积、温度的变化”

在板书设计中，可以采用图示、图表、流程图等形式，以直观的方式展示气体的等温变化过程和查理定律的应用。同时，可以使用颜色、线条、阴影等艺术元素，使板书更具视觉吸引力，激发学生的学习兴趣和主动性。例如，用不同颜色的笔标注重点知识点，用图形表示气体的等温变化曲线，用流程图展示实验操作步骤等。通过艺术性和趣味性的板书设计，使学生在轻松愉快的氛围中吸收知识，提高学习效果。课后作业为了巩固学生对气体等温变化和查理定律的理解，布置以下五个课后作业题型，每个题型后面都附有答案和解析。

题型1：理论应用题

【题目】一个封闭容器内有一定量的气体，在恒温条件下，当容器体积增加一倍时，气体压强是多少？

【解答】根据查理定律，PV/T=k，其中k为常数。在等温条件下，压强P与体积V成反比。设初始压强为P1，初始体积为V1，变化后的体积为V2（V2=2V1）。由于温度不变，k也不变。根据查理定律，P1V1/T=P2V2/T，即P1V1=P2V2。将V2代入，得到P1V1=P1(2V1)，化简得P1=P2/2。所以，当容器体积增加一倍时，气体压强减半。

题型2：实验数据分析题

【题目】在实验室中，你进行了一个气体等温变化的实验。实验数据如下：

初始体积V1=200cm³，初始压强P1=100kPa，变化后的体积V2=400cm³，变化后的压强P2=50kPa。

请根据实验数据，验证气体的等温变化。

【解答】根据查理定律，PV/T=k。首先，我们需要计算温度T。由于是等温实验，温度T保持不变。我们可以使用理想气体状态方程PV=nRT，其中n为气体的物质量，R为理想气体常数。由于气体的物质量和理想气体常数在实验过程中保持不变，我们可以得出P1V1=P2V2。将实验数据代入，得到100kPa*200cm³=50kPa*400cm³。计算得到左边等于20000kPa·cm³，右边等于20000kPa·cm³，两边相等，验证了气体的等温变化。

题型3：实际应用题

【题目】一辆汽车搭载了一个小型气体容器，容器内气体压强为1.5MPa，体积为0.1m³。在行驶过程中，容器体积保持不变。如果汽车驶入一个海拔较高的地区，气压降低到0.8MPa，那么容器内的气体温度会发生什么变化？

【解答】根据查理定律，PV/T=k。由于体积V保持不变，我们可以得出P1/T1=P2/T2。将已知数据代入，得到1.5MPa/T1=0.8MPa/T2。解方程得到T2=(0.8MPa/1.5MPa)*T1。计算得到T2≈0.53T1。所以，当气压降低到0.8MPa时，容器内的气体温度会降低到原来的约53%。

题型4：综合应用题

【题目】一个科学家在实验室中研究气体的等温变化。他在实验中改变了气体的温度和压强，得到了以下实验数据：

温度T1=300K，压强P1=2atm；温度T2=400K，压强P2=1atm。

请根据实验数据，计算气体的体积变化。

【解答】根据查理定律，PV/T=k。首先，我们需要将温度转换为绝对温度。将T1和T2转换为绝对温度，得到T1=300K+273.15=573.15K，T2=400K+273.15=673.15K。然后，我们可以使用查理定律的公式PV/T=k来计算体积变化。设初始体积为V1，变化后的体积为V2。根据公式，P1V1/T1=P2V2/T2。将实验数据代入，得到2atm*V1/573.15K=1atm*V2/673.15K。解方程得到V2=(1atm*673.15K*V1)/(2atm*573.15K)。计算得到V2≈1.14