1.3气体分子速率分布的统计规律（备课件）【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第三册）

鲁科版2019 选择性必修3 第一章 分子动理论与气体实验定律 第3节 气体分子速率分布的统计规律　 气体分子永不停息地做无规则运动，每个分子的运动状态瞬息万变，每一时刻的运动情况都是偶然不确定的。 大量分子的无规则运动是否也是没有规律可循的呢？ ？ 先来看个小实验 一、偶然中的必然——统计规律 从伽尔顿板实验看统计规律 伽尔顿板是一种演示某种统计规律的装置。如图 所示，在一块竖直木板的上部均匀钉上许多铁钉，木板下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，装置前侧面以玻璃覆盖。 从入口处投入一个小钢珠，小钢珠在下落过程中先后与许多铁钉相碰，经曲折的路径，落入某一槽中Q重复几次，我们会观察到小钢珠落入哪个槽完全是不确定的。 如果保持手的姿势不变，把大量小钢珠从入口处缓缓倒入观察落入槽中的小钢珠的分布情况我们发现落入中央狭槽的小钢珠较多落入两边狭槽的小钢珠较少。重复实验，得到的结果相似。 点图片播视频 中间多、两侧少 某一事件的出现纯粹是偶然的，但是大量的偶然事件却会表现出一定的规律。这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律。 实 验 表明 尽管单个小钢珠落人哪个狭槽是偶然的，少量小钢珠在狭槽内的分布情况也是不确定的，但大量小钢珠在狭槽内的分布情况表现出必然的规律。 统计规律 一、偶然中的必然——统计规律 每一次抛出硬币时，硬币出现正面还是反面是不确定的。当抛掷的次数少时，正反面的比例也是不确定的。但当抛出的次数越多时，正反面出现的次数就越接近各占50% 历史上统计学家的抛硬币试验 试验者 抛掷次数 出现正面的次数 出现正面的频率 棣莫佛 2048 1061 0.5181 布丰 4040 2048 0.5069 皮尔逊 12000 6019 0.5016 皮尔逊 24000 12012 0.5005 一、偶然中的必然——统计规律 抛硬币实验 每个气体分子运动的速率是不确定的 组成物质的分子数目是巨大的 大量气体分子的速率遵循怎样的统计规律呢？ 1859 年，麦克斯韦从理论上推导出了处在不同温度下的气体分子速率的分布规律。20 世纪 20 年代以后，陆续有许多实验验证了麦克斯韦速率分布规律。 二、气体分子速率分布规律 从表中可看出，在一定温度下，中等速率的分子所占的比例大。高速率和低速率的比例小。 中间多、两侧少 气体分子速率的分布规律 中间多 两侧少 二、气体分子速率分布规律 理论和大量 实 验 表明 图中f(v )为速率v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。 ①在一定温度下，不管个别分子怎样运动，速率分布表现出“中间多、 两头少” 的规律。 ②当温度升高时，“中间多、两头少” 的分布规律不变，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值 B．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率 C．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大 D．高温状态下大多数分子对应的速率大于低温状态下大多数分子对应的速率 1.分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是(　　) CD 例题 作业 $