人教版(新教材)高中物理选择性必修3教学设计1：第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释教案

人教版（新教材）高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE1第2课时理想气体、气体实验定律的微观解释教学目标：1．了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体。2．能够从气体定律推出理想气体的状态方程。3．掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用解决实际问题。4.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。教学重、难点：1．理想气体状态方程的推导；2.用气体分子动理论来解释气体实验定律。教学过程：（一）巩固复习知识点复习1．玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。PV=C2．查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比。P=CT或P3．盖—吕萨克定律，一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比。V=CT或V设疑：描述一定质量的气体的状态参量有三个：P、V、T，我们之前学习的气体定律，都是当一个参量不变时，另外两个参量的关系。那如果三个参量都变化的情况下，这三者之间又满足什么样的关系了？大家可以猜想一下？(二)新课教学1.对理想气体的理解.（1）理想气体是一种科学的抽象，是理想化的物理模型，把严格遵守三个实验定律的气体称为理想气体.（2）理想气体的分子模型：①分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计.②分子间的距离很大，因此除碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计，分子势能看作零，理想气体的内能就等于所有分子动能的总和.③分子之间的碰撞看成弹性碰撞.（3）实际气体在常温常压下可近似看成理想气体.注：中学阶段所涉及的气体（除特别说明外）都看成理想气体.2.理想气体的状态方程（1）推导过程首先由学生画出上节中的p-V图象，如图所示.由图可知，A→B为等温过程，根据玻意耳定律可得pAVA=pBVB①从B→C为等容过程，根据查量定律可得：②又TB=TA，VB=VC，联立①②可得（2）上式表明，一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p、V、T都可能变化，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变.也就是说或（C为恒量）上面两式都叫做一定质量的理想气体的状态方程.（3）气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例.一定质量的理想气体状态方程，①当m、T不变时，则为p1V1=p2V2——玻意耳定律.②当m、V不变时，则为——查理定律.③当m、p不变时，则为——盖·吕萨克定律.3.气体实验定律的微观解释（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用气体分子动理论解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式。范例：用气体分子动理论解释玻意耳定律。一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。书面符号简易表述方式：TT不变v不变m一定N一定V↑（或↓）p↓（或↑）n↓（或↑）（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确〖答案〗核对。书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。这与查理定律的结论一致。用符号简易表示为：m一定m一定N一定p↓（或↑）n不变v↑（或↓）T↑（或↓）V不变（3）让学生再次练习，用气体分子动理论解释盖·吕萨克定律。再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己练习，与下面标准〖答案〗核对。一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。这与盖·吕萨克定律的结论是一致的。用符号简易表示为：VV↑（或↓）n↓（或↑）N一定m一定p不变v↑（或↓）T↑（或↓）活学巧用1.关于理想气体，下列说法中哪些是正确的（）A.严格遵守气体三定律的气体称为理想气体B.理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似C.低温（和室温比较）和低压（和大气压比较）条件下的实际气体都可以看成理想气体D.和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型〖答案〗:A、B、D2.如图所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的；它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等.现利用右室中电热丝对为室加热一段时间，达到平衡后，左室的体积变为原来的，气体的温度T1=300K，求右室气体的温度.〖解析〗根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析:左室的气体：加热前p0、V0、T0加热后p1、、T1右室的气体；加热前，p0、V0、T0加热后p1、、T2根据理想气体状态方程：=恒量左室气体右室气体所以所以T2=500K〖答案〗:500K3.房间的容积为20m3，在温度为7℃、大气压强为9.8×104Pa时，室内空气质量是25kg.当温度升高到27℃，大气压强变为1.0×10〖解析〗:室内气体的温度、压强均发生了变化，原气体的体积不一定再是20m3，可能增大有气体跑出，可能减小有气体流入，因此仍以原25kg气体为研究对象，通过计算才能确定气体初态：p1=9.8×104Pa，V1=20m3，