第一章 4 第三节 气体分子运动的统计规律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第三节　气体分子运动的统计规律 　　　 第一章　分子动理论 物理观念 通过对气体分子运动速率分布的认识，形成概率和统计规律的 观念。 科学思维 学会用统计规律来分析不确定事件的可能结果及规律。 科学探究 通过用分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养微观想象能力和逻辑思维能力。 核心素养目标 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，渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 知识点二　分子速率按一定的统计规律分布 知识点一　分子沿各个方向运动的概率相等 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 知识点一　分子沿各个方向运动的概率相等 索引 情境导学 　　按照相同的方法抛掷硬币，如果抛掷的次数不断增加，硬币出现正、反面朝上次数的比例会有什么变化？可参考下表中统计学家做过的部分实验数据。 提示：抛掷次数越多，正、反面朝上的次数越接近，当成千上万次抛出时，正面朝上和反面朝上的概率均为50%。 实验者 抛掷次数m 出现正面次数n 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 基础梳理 1．个别事件的出现具有随机性，但大量事件出现的概率遵从一定的______规律。 2．对由大量分子组成的气体整体来说，气体中任一时刻都有向任一方向运动的分子，且气体分子沿各个方向运动的数目______，即在任一时刻分子沿各个方向运动的______是相等的。 统计 相等 概率 题组训练 1．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是 A．由于气体分子间的距离较大，气体分子在任何情况下都可视为质点 B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等 D．某一温度下大多数气体分子的速率都不会发生变化 虽然气体分子间距离较大，但气体分子能否视为质点，应视具体问题而定，A错误；由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，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，B正确；虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律。由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，C正确；某一温度下，每个分子的速率是瞬息万变的，D错误。 √ √ 2．关于气体分子运动的特点，下列说法不正确的是 A．由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩 B．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内自由移动 C．同种气体中所有分子的运动速率基本相等 D．气体分子间的碰撞频繁 气体分子间距离大，相互作用的引力和斥力很微弱，气体很容易被压缩，气体分子能自由运动，故A、B正确；同种气体中的分子的运动速率具有随机性，不一定相等，故C错误；大量分子在永不停息地运动，分子之间频繁地碰撞，D正确。 √ 3．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 A．气体分子可以做布朗运动 B．气体分子的动能都一样大 C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动 D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大 布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，故A错误；气体分子的运动是杂乱无章的，即气体分子的速度大小和方向具有不确定性，故B错误；气体分子的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动，造成气体没有固定形状，故C正确；气体分子的相互作用力十分微弱，但是由于频繁撞击使得气体分子间的距离不是一样大，故D错误。 √ 练后悟通 1．气体微观结构的特点 (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、每个分子速度的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，使得分子在各个方向运动的机会均等。 索引 知识点二　分子速率按一定的统计规律分布 索引 情境导学 　　如图为一定质量的氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下的速率分布曲线。请思考后回答： (1)温度升高，所有分子的运动速率均变大吗？ 提示：不是，是分子的平均速率变大。 (2)曲线与横坐标所围成的面积代表什么意义？这个面积值是多少？ 提示：曲线与横坐标所围面积为所有速率区间的分子数占气体总分子数的比例