1.3 分子运动速率分布规律（导学案）-【上好课】高中物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第3节 分子运动速率分布规律 导学案 【学习目标】 物理观念∶理解分子的统计规律、速率分布、气体压强。 科学思维∶通过比较不同温度下的分子速率分布图，以及气体压强的微观解释，体会它们的本质是分子热运动的相互作用的结果。 科学探究：模拟气体压强产生的机理实验，通过类比发现气体压强的作用的本质。 科学态度与责任∶使学生体验气体宏观性质、规律是由气体分子运动和相互作用的微观本质决定的，培养学生热爱科学的志趣。 【学习重难点】 重点：气体压强的产生机理。 难点：气体压强的微观解释。 【知识回顾】 1、 分子在永不停息地做无规则热运动，请问剧烈程度与温度有怎样的关系? 2、单个分子和大量分子的运动方向和速率大小有什么特点？ 【自主预习】 一　随机性与统计规律 1．随机性 (1)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。 (2)不可能事件：在一定条件下，若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。 (3)随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机事件。 2．统计规律 大量随机事件的整体往往会表现出一定的________性，这种规律就叫作统计规律。热现象与大量分子________的统计规律有关。 二　气体分子运动的特点 1．运动的自由性：气体分子间的距离大约是分子直径的________倍，因此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________________空间。 2．运动的无序性：分子的运动________，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分子数目________。 三　分子运动速率分布图像 1．一定温度下，分子的速率呈“________________”的分布。 2．温度________，速率大的分子比例越_____，分子的平均速率越_____，分子的热运动越剧烈。 四　气体压强的微观解释 1．气体压强的形成原因 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。对于单个分子来说，这种撞击是________的、________的，但是对于大量分子总的作用来说，就表现为________的和________的了。器壁单位面积上受到的________，就是气体的压强。 2．气体压强的决定因素 (1)若某容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越_____。 (2)若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______，平均作用力也会较大。 【课堂探究】 【新课导入】 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。由此你能得到什么启发吗？ 【新课教学】 1、 气体分子运动的特点 问题1：液体变为气体后，体积要增大上千倍，据此估算气体分子间的距离约为多大？气体分子间作用力有什么特点？ 问题2：大量分子的热运动服从统计规律，那么从统计学角度看，气体分子的热运动有些什么特点呢？ 小试牛刀 【例题】(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是( ) A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等 B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 D．一定温度下的某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均速率可能减小 【例题】在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是( ) A．每个气体分子速率都相等 B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少 C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的 D．每个气体分子速率一般不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多 二、分子运动速率分布图像 仔细观察上面图片，回答下列问题。 问题1：分子的速率有大有小，用实验测定氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同温度下的速率分布情况，据此绘制了如图所示的图像，由该图分析，分子的运动速率分布有什么特点？ 问题2：根据上图，分析温度的微观意义是什么？ 小试牛刀 【例题】 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中 f(v) 表示 v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　 　) A．TⅠ>TⅡ>TⅢ　　　　 B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝T