1.3 分子运动速率分布规律（教学设计）-【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 教学设计 备课人 学科 物理 课题 1.3分子运动速率分布规律 教学内容分析 《分子运动速率分布规律》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修第3册“固体、液体和气体”主题下的内容。课程标准要求为：了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义。能用分子动理论和统计观点解释气体压强。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：要求学生了解分子运动速率的统计分布规律。例如通过了解某种气体分子在一定的温度下速率分布的情况，体会尽管每个分子的速率有大有小，但从大量分子的整体来说，分子的速率是按照一定的规律分布的。这种大量分子的整体会表现出一定的规律性，这种规律性称为统计规律。学生要知道分子运动速率分布图像的物理意义。学生应该知道“温度是分子平均动能的标志”。要知道气体分子的速率分布规律与温度有关，能解释为什么分子的平均动能随温度的变化而变化。要求学生能从微观角度用分子动理论解释气体压强产生的原因，也能从宏观角度应用力学知识和统计的观点分析气体压强的大小。这里不要求学生推导气体压强的表达式。。 学情分析 从知识层面，学生在数学课上已学习统计规律内容，知道单个事件的随机性和大量事件表现出统计规律。学生了解阿伏伽德罗常数的重要意义，从宏观量计算微观量，教学中可让学生估算标准状态下分子的间距，利用分子间作用力图像建立分子运动模型。学生初中学习过压强的定义，理解动量定律的含义，这为学生从微观上解释压强的产生奠定知识基础。高二学生仍依赖于形象思维，抽象逻辑思维进一步发展。教学中利用现代教育技术模拟气体分子的运动，增强教学的直观性和可视性，帮助学生建立气体分子热运动的物理图像。 教学目标 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。 教学重难点 教学重点：气体压强的产生机理。 教学难点：气体压强的微观解释。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 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。PPT课件展示视频 提问：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？ 实验启示： 1.个别事件的出现有其偶然性 2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律---统计规律（statistical regularity） ①必然事件:在一定条件下，若某事件必然出现 ②不可能事件:若在一定条件下某件事不可能出现 ③随机事件:在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现 学生观看课件并思考 理解什么是必然事件、不可能事件、偶然事件。体会什么叫统计规律。 引入新课内容，激发学生好奇心 对理解气体分子的统计规律加强知识储备，便于学生下一步学习气体分子的运动特点。 新课教学 一、气体分子运动的特点 提问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？ 气体分子运动的特点 （1）运动的自由性：气体很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很大,分子间作用力很弱.因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力在空间内自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的体积.（气体分子不受力而做匀速直线运动，因而气体会充满它能达到的整个空间。 ） （2）运动的无序性：大量气体分子永不停息地做无规则运动.就某一个分子而言,在某一时刻它向哪一个方向运动,完全是随机的.因此，在任一时刻分子沿各个方向运动的机会(概率)是均等的. （3）大量分子运动的规律性：在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 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，分子的运动杂乱无章。从统计规律上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 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(BD) 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