1.3 分子运动速率分布规律（课件）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第一章：第3节 分子运动分布规律 高中物理选择性必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第三册 气体分子的运动特点 分子运动速率分布图像 气体压强的微观解释 巩固提升 问题？ 01. 高中物理选择性必修第三册 伽尔顿板：一块竖直木板的上部规则地钉上铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部中央的漏斗形入口处可以投入小球，板前覆盖玻璃使小球不致落到槽外。 【猜一猜】 1. 将一个小球从入口处投入，在下落过程中将与铁钉发生多次碰撞，最后会落入哪个槽中？ 2. 将许多小球从入口处投入，结果会怎样？ 实验现象 03. 高中物理选择性必修第三册 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。 实验结论 04. 高中物理选择性必修第三册 在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件 ；若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。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。大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律（statisticalregularity）。 气体分子 的运动特点 第一部分 气体分子的微观模型 01. 高中物理选择性必修第三册 我们可以认为，液体的分子是一个挨着一个地排列的。液体变为气体后，体积要增大上千倍，可见，气体分子间距离大约是分子直径的 10 倍左右。分子的大小相对分子间的空隙来说很小，所以，可以把气体分子视为质点。 气体分子的运动特点 02. 高中物理选择性必修第三册 1. 气体分子运动的自由性：由于气体分子间距离比较大，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。 高中物理选择性必修第三册 气体分子的运动特点 03. 2.单个分子运动的无序性：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，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。 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。 分子运动速率的分布图像 第二部分 氧气分子的速率分布 01. 高中物理选择性必修第三册 下表是氧气分子在0°C和100°C两种不同情况下的速率分布情况。 尽管大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却是按一定的规律分布 高中物理选择性必修第三册 1.分子速率呈现“中间多、两头少”的分布。 2.温度升高时，速率大的分子数增加，速率小的分子数减少，即 温度越高，分子的热运动越剧烈。 3.温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即温度升高，气体分子的平均速率变大。 氧气分子的速率分布图像 02. 气体压强 的微观解释 第三部分 高中物理选择性必修第三册 气体压强的微观解释 01. 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。 FΔt= -mv-mv= -2mv F F’ 模拟气体压强产生的机理 02. 高中物理选择性必修第三册 一颗钢珠对秤盘的压力很小， 作用时间也很短 一颗钢珠 大量钢珠 单个分子对容器壁的撞击是间断的、不均匀的。 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 大量分子对容器壁的作用就表现为连续的和均匀的。 类比 类比 决定气体压强大小的因素 03. 高中物理选择性必修第三册 ① 气体分子的密集程度：气体分子的密集程度越大，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。 ② 气体分子的平均动能：气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，气体分子与器壁碰撞产生的作用力越大。 1.微观角度 决定气体压强大小的因素 04. 高中物理选择性必修第三册 气体压强P 的大小与气体的 体积V 和 温度T 都有关！ 2.宏观角度 ② 气体温度T：气体分子的平均动能越大，气体温度越高，气体压强就越大。 ① 气体体积V ：气体分子的密集程度越大，气体体积越小， 气体压强就越大。 总结提升 第四部分 课堂小结 高中物理选择性必修第三册 分子运动速 率分布规律 微观角度 宏观角度 气体压强微观解释 运动的自由性 运动的无序性 大量分子运动的规律性 气体分子运动特点气体分子运动特点 温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即温度升高，气体分子的平均速率变大。 分子速率分布图像 密集程度 平均动能 体积 温度 例题1 例题精选 01. 【参考答案】ABD 高中物理选择性必修第三册 （多选）对于气体分子的运动,下列说法正确的是（　　） A．一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等 B．一定温度下气体分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C．一定温度下气体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．当温度升高时,其中某10个分子的平均速率可能减小 解析 例题解析 02. 高中物理选择性必修第三册 【解析】ABC．一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，C错误AB正确； D．温度升高时，大量分子的平均速率增大，但少量（如10个）分子的平均速率有可能减小，D正确。故选ABD。 例题2 例题精选 03. 【参考答案】BC 高中物理选择性必修第三册 （多选）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是（　　） A．温度升高，图像的极值变大 B．温度升高，图像的极大值点变大 C．两图像与横轴围成的面积相等 D．温度升高时每个分子的动能都增大 解析 例题解析 04. 高中物理选择性必修第三册 【解析】AB．根据图像可知，温度升高，速率大的分子所占比重较大，图像变得“腰粗”，则图像的最高点降低，图像的极值变小，图像的最高点的横坐标增大，图像的极大值点变大，故A错误，B正确； C．温度升高时两图像与横轴围成的面积相等，总等于1，故C正确； D．温度升高时分子的平均动能增大但不是每个分子的动能都变大，故D错误；故选BC。 例题3 例题精选 05. 【参考答案】BC 高中物理选择性必修第三册 （多选）一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是（　　） A．温度升高后，单位体积内的分子数增多 B．温度升高后，气体分子的平均动能变大 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变 解析 例题解析 06. 高中物理选择性必修第三册 【解析】一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能变大，平均速率变大，则分子撞击器壁的平均作用力增大，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数也会增加，使得气体压强增大。故选BC。 例题4 例题精选 07. 高中物理选择性必修第三册 (1)如图甲所示，密闭容器内封闭一定质量的气体，气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗？ (2)把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况如图乙所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况，使这些豆粒从 更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况。用豆 粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理。 解析 例题解析 08. 高中物理选择性必修第三册 【答案】(1)不是 (2)见解析 【解析】（1）不是，气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的； （2）气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关。   THANKS cqw (c) - Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$