1.3 分子运动速率分布规律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

第3节　分子运动速率分布规律 核心素养导学 物理观念 (1)初步了解什么是统计规律。 (2)了解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，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。 科学探究 让学生用气体分子动理论解释有关的宏观现象，培养学生的微观想象能力和逻辑思维。 科学态度与责任 通过对宏观现象与微观粒子运动规律的分析，渗透“通过现象看本质”的哲学思维方法。 一、气体分子运动的特点及速率分布图像 1．随机性与统计规律 (1)必然事件：在一定条件下______出现的事件。 (2)不可能事件：在一定条件下________出现的事件。 (3)随机事件：在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件。 (4)统计规律：大量__________的整体表现出来的规律。 必然 不可能 随机事件 2．气体分子运动的特点 (1)自由性：气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以认为分子不受力而做__________运动，因而气体能充满它能达到的整个空间。 (2)随机性：分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动__________。 (3)规律性：单个分子的运动是无规则的，具有不确定性，但大量分子在某一时刻，向任何一个方向运动的分子数目几乎______，在宏观上表现为均衡性。 匀速直线 杂乱无章 相等 3．分子运动速率分布图像 (1)气体分子速率分布图像，如图所示。 (2)分布规律：气体分子速率呈现“中间多，两头少”的分布规律。 二、气体压强的微观解释 1．大量气体分子频繁碰撞器壁，产生持续均匀的压力，而单位面积上的压力就是气体的______。 2．微观角度看压强变化规律 (1)某容器中气体分子的___________越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。 (2)若容器中气体分子的________大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。 压强 平均速率 数密度 1.下表为历史上某些统计学家以相同的方法抛掷硬币，出现正面朝上次数的统计表，从表中数据你能得出什么结论？ 提示：随着抛掷次数的增加，硬币出现正、反面朝上的概率是相等的。 实验者 抛掷次数 出现正面次数 棣莫佛 2 048 1 061 布丰 4 040 2 048 皮尔逊 12 000 6 019 皮尔逊 24 000 12 012 2．如图所示，瓶内装有一定质量的气体，如果环境温度逐渐升高，请对以下说法作出判断： (1)气体分子的速率大小基本上是均匀分布的，每个速率区间的分子数大致相等。 ( ) (2)气体内部所有分子的速率都随温度的升高而增大。 ( ) (3)温度升高时，气体分子的平均速率增大，但并不是每个分子的速率都增大。 ( ) × × √ 3．中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了，你能解释一下原因吗？ 提示：饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧，氮气分子密度增大，温度持续升高，瓶内壁产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸。 新知学习(一)|对气体分子运动规律的理解 [任务驱动] (1)气体分子间的作用力很小，若没有分子力作用，气体分子将处于怎样的自由状态？ 提示：无碰撞时气体分子将做直线运动，但由于分子之间的频繁碰撞，使得气体分子的速度大小和方向频繁改变，运动变得杂乱无章。 (2)温度不变时，每个分子的速率都相同吗？ 提示：不相同。分子在做无规则运动，造成其速率有大有小。　　　　 [重点释解] 1．气体的微观结构特点 (1)气体分子间的距离较大，大于10r0(10－9 m)，气体分子可看成无大小的质点。 (2)气体分子间的分子力很微弱，通常认为气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外，不受其他力的作用。 2．气体分子运动的特点 (1)标准状态下1 cm3气体中的分子数比地球上的人口总数还要多上许多亿倍。大量气体分子做无规则热运动，因此，分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变。 (2)正是“频繁碰撞”，造成气体分子不断地改变运动方向，使得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出通常情况下气体分子自由运动行程的数量级仅为10－8 m)，整体上呈现为杂乱无章的运动。 (3)分子运动的杂乱无章，使得分子向各个方向运动的机会均等。 (4)大量气体分子的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，当温度升高时，“中间多”这一高峰向速率大的一方移动，分子的平均速率增大，分子的热运动更剧烈。 [典例体验] [典例]　(多选)如图为一定质量的某种气体在