1.3气体分子运动的统计规律 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

《气体分子运动的统计规律》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标：

1. 知道分子运动速率分布的统计规律——气体分子沿各方向运动的机会均等，气体分子速率呈现“中间多、两头少”；
2. 知道分子运动速率分布图像的物理意义；
3. 能正确理解什么是统计规律，并理解分子热运动统计规律的意义，能正确描述气体分子热运动随温度变化而变化的情况。

教学重点：

1. 气体分子运动的特点
2. 气体分子速率分布的统计规律

教学难点：

气体分子速率分布的统计规律

教学方法：

演示实验，讨论与交流、练习、讲授。

课时安排：1课时

复习引入：

分子动理论的基本内容是什么？

物质是由大量无规则运动的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。

统计规律是大量随机事件整体表现出的规律，它表现了这些事件整体的必然联系。

新课教学：

一、分子沿各个方向运动的概率相等

【观察与思考】伽尔顿板实验：

（1）投入一个（或几个）小球，观察小球落在狭槽内的分布情况；

（2）在连续投入大量的小球，按小球在狭槽内的分布情况，画一条连续的曲线，观察曲线形状。

说明：（1）单个小球落入哪到狭槽内是随机的；

（2）投入大量小球，狭槽内小球分布的情况是一定的。

 

【讨论与交流】在日常生活中，还有哪些实例表现出这种统计规律？

 

情境：空气分子在容器中的运动情况。

气体分子运动的特点是：

1．气体间的距离较大，分子间相互作用力十分微弱，除了相互碰撞或者与容器碰撞，气体分子不收李的作用，在空间自由运动，所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。

2．大量气体分子都在做无规则热运动，分子间不断发生碰撞，频繁的碰撞使得每个分子的速度大小和方向频繁地改变，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。

 

二、分子速率按一定的统计规律分布

情境：下面的表格记录了某次实验氧气分子分别在0 ℃和100 ℃时速率分布的情况。

【思考问题】请根据表格中的数据，分析实验结果，能得出什么样的结论？

 

例题：观察表1-3-1和图1-3-2，思考并回答下列问题。

（1）由图1-3-2可以发现，氧气分子的速率分布具有什么特点？

（2）由表1-3-1可得如图1-3-3所示的0 ℃氧气分子的速率分布直方图，实验时速率区间取得越窄，图中整个直方图锯齿边界就越接近一条光滑曲线。该曲线有何意义？曲线与横坐标所围的面积代表什么意义？能否求得该面积的值？

 

【思考问题】（1）当温度升高时，所有气体分子的速率都会增大吗？

（2）温度升高时，气体分子的平均速率会怎样变化？

 

练习1：体积都是1 L的两个容器，装着质量相 等的氧气，其中一个容器内的温度是0 ℃，另一个容器的温度是100 ℃。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？

 

练习2：分子运动的特点是（ ABC  ）

A．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动

B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动

C．分子沿各个方向运动的机会均等

D．分子的速率分布毫无规律

 

练习:3：对于气体分子的运动，下列说法正确的是（  BD  ）

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