人教版（2019）高中物理选修性必修第三册第1章第3节分子运动速率分布规律教学设计

版本科目年级课时教学设计

课题第3节分子运动速率分布单元1学科物理年级选修3

规律

物理观念：知道气体分子运动的特点。

科学思维：能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。

学习科学探究：通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能

目标力和逻辑思维。

科学态度与责任：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象

看本质”的哲学思维方法。

重点气体分子运动的特点和气体压强的微观意义

难点气体压强的微观意义

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课掷币实验

实验：每个人都把4枚硬币握在手中,在桌面上利用硬币吸引学生

随意投掷10次,记录每次投掷是正面朝上的硬币数,完成实验。并注意力，让学生

统计共10次投掷中有0,1,2,3,4枚硬币正面朝上的统计个人和小参与课题，活跃

次数各是多少,将结果填在以下表格中组结果，课代课堂气氛。

表统计全班同

学的结果。

讲授新课一、统计规律

1、在一定条件下，若某事件必然出现，这个

事件叫做必然事件。理解什么对理解气体

2、若某件事不可能出现，这个事件叫做不可是必然事件、分子的统计规律

能事件。不可能事件、加强知识储备，

3、若在一定条件下某事件可能出现，也可能偶然事件。体便于学生下一步

不出现，这个事件叫做随机事件。会什么叫统计学习气体分子的

个别随机事件的出现具有偶然性，大量随机事规律。运动特点。

件的整体会表现出一定的规律性这种规律就是统

计规律。

微观：单个分子的运动是无规则的。

采用类比让学生学会

宏观：四枚硬币,每投掷一次,正面朝上的硬币

的方法，将宏运动类比方法来

数是不一定的。

观事件和微观学习新的物理知

微观：大量气体分子的运动存在一定的规律。

事件类比，更识。

宏观：若投掷很多次后,正面朝上的硬币数是存

好的理解微观

在某种规律性。

现象。

二.气体分子运动的特点

思考1：为什么气体的体积等于容器的容积?

思考2：在任一时刻,向各个方向运动的气体分

子数有什么特点?

（1）气体间的距离较大，分子间相互作用力

阅读教提高学生的

十分微弱，可认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰

材，讨论问题自主学习能力。

撞外不受力作用而做匀速直线运动，所以一定质量

并回答。

的气体的分子可以充满整个容器空间。

（2）气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻

向着任何一个方向运动的分子都有，从总体上看气

体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分

子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数

是均等的。

三.分子运动速率分布图像

总结气体给学生总结

分子运动的特分子运动特点，

点。帮助学生更好的

尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，

理解和记忆。

但分子的速率却按一定的规律分布。

思考3：根据分子运动速度速率分布图像总结

气体分子运动的特点。

（1）氧气分子的速率分布特点：“中间多、两

头少”。

（2）温度升高时，速率大的分子数增加，速

率小的分子数减少。

（3）通过定量的分析可以得出：理想气体的

完成课堂强化关于气

热力学温度与分子的平均动能成正比，即：T=aEk，

练习。体分子运动特点

a为比例系数。

的理解和记忆。

这表明温度是分子平均动能的标志。

课堂练习：

1、对于气体分子的运动，下列说法正确的是

()

A、一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然

十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等

B、一定温度下某理想气体的分子速率一般不

等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少

C、一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章

的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方

向运动的情况

D、一定温度下某理想气体，当温度升高时，

其中某10个分子的平均动能可能减少

解析：分子的速率分布特点：“中间多、两

头少”；温度升高时，速率大的分子数增加，速

率小的分子数减少。

答案：BD

四、气体压强的微观意义

知道了气体分子运动的这些特点和规律，我们通过观看视

就可以来解释气体压强的产生和气体实验定律了。频，让学生更直

1、气体压强的产生原因（微观解释）：观的理解大量气

气体的压强来自大量分子频繁地碰撞器壁，对观看视体分子频繁的撞

器壁产生持续、均匀的压力，从而产生压强。频。击容器壁，会对

器比产生持续均

匀的压力。

（观看演示视频）

2、气体压强的微观意义：大量气体分子作用

观看动通过压强的

在器壁单位面积上的平均作用力（动画演示）

画。定义式，理解产

生压强的原因。

3、总结：影响气体压强的两个因素:

微观角度上：（1）分子的平均动能；（2）分

子密集程度。

宏观角度上：（1）温度；（2）体积。

气体的压强与温度、体积都有关系。

4、气体压强与大气压强的区别与联系

气体压强：

①因密闭容器内的气体分子的密集程度一般类比气体

很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不压强和大气压

计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生。强。

②大小由气体分子的密集程度和温度决定，与

地球的引力无关。

③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等

的。

大气压强：

①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对

浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力

作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压

强。

②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近

似等于地球大气层所受的重力值。

③大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放

入其中的物体产生压强。

联系：两种压强最终都是通过气体分子碰撞器

壁或碰撞放入其中的物体而产生的。

课堂练习：2、对于一定质量的理想气体，下

列四个叙述中正确的是()

A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大完成课堂深化理解影

B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变练习。响气体压强的因

C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小素。

D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大

解析：影响气体压强的两个因素:

微观角度上：（1）分子的平均动能；（2）分

子密集程度。

宏观角度上：（1）温度；（2）体积。

答案：B

拓展提高

1、下列说法正确的是()

A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在

器壁单位面积上的平均作用力

B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时

间作用在器壁上的平均作用力

C.气体分子热运动的平均速率减小,气体的压

强一定减小

D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一

定增大

解析：气体压强为气体分子对器壁单位面积的

撞击力,故A正确,B错误;

气体压强的大小与气体分子的平均速率和气

体分子密集程度有关,故C、D错误。

答案：A

2、(多选)对于气体分子的运动,下列说法正确的

是()完成本节

A.一定温度下气体的分子的碰撞虽然十分频课拓展提高。

繁,但同一时刻,每个分子的速率都相等

B.一定温度下气体的分子速率一般不相等,但加强对新知

速率很大和速率很小的分子数目相对较少识的练习。提高

C.一定温度下气体的分子做杂乱无章的运动,学生对新知识的

可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动理解程度。

的情况

D.当温度升高时,气体中某10个分子的平均速

率可能减小

解析：大量分子的运动遵从统计规律,速率大和

速率小的分子数目相对较少,向各个方向运动的分

子数目相等。

温度升高时,大量分子平均速率增大,但个别或

少量(如10个)分子的平均速率有可能减小。

答案：BD

3、(多选)如图所示是氧气分子在不同温度下的

速率分布规律图,横坐标表示分子速率v,纵坐标表

示速率v对应的分子数百分率,图线1、2对应的温

度分别为t1、t2,由图可知()

A.温度t1低于温度t2

B.图线中的峰值对应的横坐标数值为氧气分子

平均速率

C.温度升高,每一个氧气分子的速率都增大

D.温度升高,氧气分子中速率小于400m/s的分

子所占的比例减小

解析：(1)在一定温度下,所有气体分子的速率都

呈“中间多、两头少”的分布。

(2)并不是所有分子的速率都随温度升高而增

大。

答案：AD

4、关于气体分子的运动情况,下列说法中正确

的是()

A.某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的

B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然

的。

C.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发

生变化。

D.分子的速率分布毫无规律。

解析具有某一速率的分子数目并不是相等的,

呈“中间多、两头少”的统计规律分布。

由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变

自己的运动状况,因此在某一时刻,一个分子速度的

大小和方向完全是偶然的。

某一温度下,每个分子的速率仍然是随时可能

变化的,故C项错误。

答案：B

课堂小结一、气体分子运动的特点

1.气体分子可以充满任何容器

2.从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会

均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各

个方向运动的分子数是均等的。课堂小结由