第1章 第3节 分子运动速率分布规律（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材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 [学习目标] 1.了解什么是统计规律，知道气体分子运动的特点、速率分布图像、气体压强的微观解释(物理观念).2.理解分子运动速率分布图像的物理意义和气体压强的微观解释，会用来分析解决相关问题(科学思维)． 知识点一　统计规律　气体分子运动的特点 1．统计规律 (1)必然事件：在一定条件下__必然__出现的事件． (2)不可能事件：在一定条件下__不可能__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__随机__事件的__整体__往往会表现出一定的规律性． 提醒：从微观角度看，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性；但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律． 2．气体分子运动的特点 (1)运动的自由性：由于气体分子间的__距离__比较大，分子间的__作用力__很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做__匀速直线__运动，气体充满它能达到的整个空间． (2)运动的无序性：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，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎__相等__. (3)宏观的规律性：①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都相等，在宏观上显示出均衡性．②分子的速率各不相同，但遵循速率分布规律，即出现“中间多、两头少”的分布规律． 提醒：(1)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动，常温下大多数气体分子的平均速率都能达到数百米每秒；(2)由于频繁地碰撞，气体分子运动瞬息万变，速度剧增或剧减都很频繁，所以热学中并不研究某一个分子或某些分子的运动． 知识点二　分子运动速率分布图像 1．图像：如图所示为氧气分子的速率分布图像 2．规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“__中间__多、__两头__少”的分布规律．当温度升高时，“__中间__多、__两头__少”的分布规律不变，气体分子的平均速率__增大__，分布曲线的峰值向速率__大__的方向移动． 3．温度越高，分子的热运动越__剧烈__. 提醒：当温度升高时，对某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加． 知识点三　气体压强的微观解释 1．气体压强的产生原因：大量气体分子不断__撞击__器壁的结果． 2．气体压强的概念：器壁__单位__面积上受到的__压力__. 3．气体压强的微观解释 (1)某容器中气体分子的__平均速率__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越大． (2)容器中气体分子的__数密度__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． 提醒：大气压强由气体的重力产生，如果没有地球引力的作用，地球表面上就没有大气，也就没有大气压强．由于地球引力与距离的平方成反比，所以大气压强与气体的高度、密度有关，在地面上空不同高度处，大气压强不相等． 1．判断下列说法的正误． (1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力产生的．(　　) (2)气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动．(　　) (3)温度越高，分子的热运动越剧烈，是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了．(　　) (4)当温度发生变化时，气体分子的速率分布图像不再是“中间多、两头少”．(　　) (5)温度相同时，各种气体分子的平均速度都相同．(　　) (6)气体分子的平均速率越大，分子数密度越大，气体压强越大．(　　) 答案 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× (6)√ 2．借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球都不过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？ 提示：由题意“拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气．当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，空气分子的数密度变大，压强变大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的. 探究点一　气体分子运动特点与速率分布图像 【例题1】 (多选)如图所示是氧气分子在不同温度下的运动速率分布规律图，横坐标表示分子速率v，纵坐标表示速率v对应的分子数占总分子数的百分率f(v)，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400 m/s的分子所占的比例减小 思维导引：(1