1.3分子运动速率分布规律 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）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 02 主题二、气体分子运动特点 01 主题一、随机性与统计规律 目录 CONTENTS 03 主题三、分子运动速率的分布 第3节 分子运动速率分布规律 04 主题四、气体压强的微观意义 新课引入：讨论一下抛硬币的结果有什么规律？ 1.个别事件的出现有其偶然性和随机性 2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律----统计规律 单次出现正面或反面完全无规律 多次出现正面或反面的概率相等 第一部分 随机性与统计规律 一、随机性与统计规律 1.必然事件:在一定条件下必然出现的事件。 2.不可能事件:在一定条件下不可能出现的事件。 3.随机事件:在一定条件下可能或可能不出现的事件 4.统计规律：大量随机事件整体表现出来的规律。 单个气体分子运动就是个随机事件。 大量气体分子运动有什么运动规律？ 5 第二部分 气体分子运动规律 二、气体分子运动规律 由于气体分子间距离比较大，分子间作用力很弱。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_____________，因而气体会充满它能达到的整个空间。 单个分子运动无规律，但大量分子在任意时刻向各个方向运动的气体分子数目都________。 匀速直线运动 相等 1. 自由性： 2.随机性： 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.规律性： 二、气体分子运动规律 单个分子运动无规律，但大量分子在任意时刻向各个方向运动的气体分子数目都________。 相等 1. 自由性： 2.随机性： 3.规律性： 思考1：气体分子热运动的速度大小有什么规律？ 思考2：所有分子运动的速度大小都一样吗？ 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 第三部分 分子运动速率的分布 三、分子运动速率的分布 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。 三、分子运动速率的分布 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。 4.百分比图线与横轴所围的面积_____ , 都等于____。 不变 1 5.温度升高,气体气体分子的平均动能______,对容器壁的平均撞击力就越______， 变大 气体对容器壁的压强就_____。 变大 变大 第四部分 气体压强的微观解释 四、气体压强的微观解释 1.产生原因： v 气体分子持续撞击容器壁 思考：气体压强大小具体和什么因数有关呢？ 2.决定式： 设∆t内，横截面积为S的微小柱状体里的气体分子跟活塞发生弹性碰撞。以碰撞的气体为对象，分子数密度为ρ 四、气体压强的微观解释 2.决定式： S v v -F∆t= -Nmv-Nmv N= ρ·v∆tS P= F= ρvS ·2mv =ρmv2S =ρmv2 =ρmv2 =-2Nmv 1.产生原因： 气体分子持续撞击容器壁 四、气体压强的微观解释 2.决定式： S v v -F∆t= -Nmv-Nmv N= ρ·v∆tS P= F= ρvS ·2mv =ρmv2S =ρmv2 =ρmv2 =-2Nmv 1.产生原因： 气体分子持续撞击容器壁 3.决定因素 ①分子密度 ②分子平均动能 体积V 温度T 四、气体压强的微观解释 3.决定因素 ①分子密度 ②分子平均动能 体积V 温度T 注意 :(1)微观上分子的平均动能、密集程度决定压强 (2)宏观上气体的温度T和体积V决定压强 (3)计算上可由单位时间单位面积上单个分子撞击力和碰撞次数决定压强 S v v 碰撞次数 碰撞力 大气压强宏观来看是由于大气层的重力产生。 液体压强由液体的重力产生，完全失重状态下液体压强消失。 气体压强由气体分子的无规则运动持续撞击容器壁产生，与气体状态无关。 思考：气体、液体压强与大气压强的区别 ①深度越深，压强越大 ②同一高度压强相等 ①深度越深，压强越大 ②地球表面P0= 1.01x105Pa 【典例1】思考判断下列说法的正误 (1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的( ) (2)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。 ( ) (3)温度越高，气体的压强越大。 ( ) (4)气体压强由气体的体积和气体的密度决定。 ( ) (5)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大。 ( ) × × × × √ 典例分析： 【典例2】如图是氧气分子在不同温度下 的速率分布规律图，横坐标表示速率，纵 坐标表示某一速率内的分子数占总分子数 的百分比，由图可知(　　) A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律 B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D.①状态的温度比②状态的温度高 A 典例分析： 【典例3】下列说法正确的是(　　) A.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是每个分子撞击器壁的作用力增大 B.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减少的微观原因是单位体积内的分子数减少 C.一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是每个分子动能都增大 D.一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是分子的密度增大 B 典例分析： 课堂小结 一、随机性与统计规律 1.必然事件 2.不可能事件 3.随机事件 4.统计规律: 二、气体分子运动规律 1.自由性: 2.随机性 : 3.规律性： 三、分子运动速率的分布 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 四、气体压强的微观解释 1.产生原因: 2.决定式： 3.决定因数： 1.判断下列说法是否正确( ) A.某一时刻一个分子的速度大小和方向是偶然的。 B.大量气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的分子数目几乎相等。 C.气体内部所有分子的速率都随温度的升高而增大。 D.大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小。 ABD 巩固提高 2.(多选)大量气体分子运动的特点是 (　　) A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外， 还可在空间内自由移动 B.分子间的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动 C.分子沿各方向运动的机会均等 D.某时刻某一气体分子向左运动， 则下一时刻它一定向右运动 巩固提高 ABC 3.(多选)如图为一定质量的某种气体在某两个确定的温度下，其分子速率的分布情况。下列说法正确的是 ( 　　) A.两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布 B.分子速率最大的分子数占的比例最大 C.图中的T1<T2 D.温度越高，分子热运动越剧烈 ACD 巩固提高 4.某同学为了表演“轻功”，他站上了一块由气球垫放的轻质硬板，如图所示。气球内充有空气，气体的压强(　) A.是由气体受到的重力产生的 B.是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的 C.大小只取决于气体分子数量的多少 D.大小只取决于气体温度高低 B 巩固提高 5.(多选)如图，封闭在汽缸内一定质量的某种气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( 　 ) A.气体分子的数密度增大 B.所有气体分子的运动速率一定增大 C.气体的压强增大 D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 CD 巩固提高 6.关于分子运动速率的统计分布规律，下列说法中正确的是( ) A. 气体分子的平均速度随温度升高而增大 B. 气体分子沿各个方向运动的机会不均等 C. 同种气体中所有的分子运动速率基本相等 D. 温度变化，但“中间多两头少”的分布规律不变 D 巩固提高 7.下面说法正确的是( ) A. 大量分子的无规则运动遵循一定的统计规律 B. 当物体温度升高时，每个分子运动都加快 C. 气体的体积等于气体分子体积的总和 D. 温度高的物体是指各个分子的平均温度高 A 巩固提高 8.下列说法正确的是( ) A. 一般分子直径的数量级为10-10m B. 如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加 C. 氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同 D. 气体压强的大小与气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关 A 巩固提高 9.下列说法正确的是(　　) A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力 C.气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小 D.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 A 巩固提高 10.(多选)关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是( ) A. 密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目基本相等 B. 大量气体分子的速率有的大有的小，但是按“中间多，两头少”的规律分布 C. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关 D. 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 ABC 巩固提高 谢 谢 观 看 $$