第1.3分子运动速率分布规律-2023-2024学年高二物理同步培优课件（人教版2019选择性必修第三册）

高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律 第3节分子运动速率分布规律 导入新课 此实验揭示怎么样的规律 伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。 如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。 重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗? 必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件。 不可能事件：若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。 随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不可能出现，这个事件叫作随 机事件 一、气体分子运动的特点 问题1：气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动 的性质时，可否将气体分子看成质点？ 气体分子间的空隙大约是气体分子直径的10倍左右，所以我们可以认为气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，在研究气体分子的运动时，可以把气体分子看成质点。 热现象与大量分子热运动的统计规律有关，要研究热现象，就要了解气体分子运动的特点 气体分子运动的特点 统计规律：大量随机事件往往表现出一定的规律，这种规律就叫作统计规律 一、气体分子运动的特点 问题2：气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？ 由于气体分子间的空隙比较大，气体分子间的作用力很弱，所以除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力而做匀速直线运动。 气体分子运动的特点 一、气体分子运动的特点 问题3：为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？ （1）气体分子做匀速直线运动，气体能充满它能达到的整个空间。 （2）气体分子的数密度十分巨大，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。 （3）在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。 气体分子运动的特点 一、气体分子运动的特点 问题4：试分析总结气体分子运动的特点？ （1）对某个分子而言，分子在做匀速直线运动，在某一时刻，沿着什么方向、以 多大的速率运动都具有偶然性。 （2）对于大量分子而言，分子的运动具有规律性，即在某一时刻，向着任何方向 运动的分子都有，且向着各个方向运动的分子数目近似相等。 （3）大量分子的集体行为具有统计规律。 气体分子运动的特点 二、分子运动速率分布图像 尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。 氧气分子的速率分布图 2、两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的。 0℃时，速率在300-400m/s的分子最多 100℃时，速率在400-500m/s的分子最多 1、分子速率呈现“中间多、两头少”的分布。 3、100℃的氧气速率大的分子比例较多，其分子 的平均速率比0℃的大。从这里我们可以直观的 体到温度 越高，分子的热运动越剧烈。 特点总结 二、分子运动速率分布图像 选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。 气体分子受到的作用力为 气体压强的微观解释 1、气体压强的产生 根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。或许有人会问，这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢? 模拟气体压强产生的机理 2、模拟气体压强产生的机理 气体压强的微观解释 单颗钢珠给秤盘的压力很小，作用时间也很短，但是大量的钢珠对秤盘的频繁碰撞，就对秤盘产生了一个持续的均匀的压力。 2、模拟气体压强产生的机理 气体压强的微观解释 钢珠下落高度越高（钢珠运动速度越大），对秤盘产生了一个的压力越大。 2、模拟气体压强产生的机理 气体压强的微观解释 一个分子撞击容器壁的过程与之类似 一颗豆子 多颗豆子 对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的 多数气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似 对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。 3、气体压强的微观解释： 气体压强的微观解释 气体压强的微观解释：气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果 分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示宏观现象的微观本质 4、决定气体压