1.4气科学探究：气体压强与体积的关系（第1课时） 教学设计-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

§1.3《气体分子速率分布的统计规律》教学设计

教学目标：

物理观念：1.知道气体状态变化和状态参量。

科学探究：体验气体等温变化规律的探索，能进行完整的实验操作，并选用合适的物理图像对实验数据进行处理与分析，体验科学探究的过程。

科学思维：知道气体压强产生的原因和决定压强的因素。通过对实验的分析，培养严谨的科学态度，激发实事求是的科学精神。

科学态度与责任：了解气体压强、温度、体积变化规律的研究方法。在实验探究过程中，主动参与，培养团队协作能力。

教学重难点：

教学重点：通过实验探究一定质量的气体，在温度不变时压强与体积的关系。

教学难点：方案设计、实验操作、数据处理与分析

教学过程：

一　气体的状态参量

1.状态参量

描述气体系统状态的物理量，有　体积V　、　温度T　和压强p。

2.气体的体积

气体具有很强的流动性，它总能　充满　整个容器，气体的体积通常等于　容器的容积　。

3.气体的温度

（1）温度是描述物体　冷热程度　的物理量，气体温度的高低取决于气体分子　无规则运动　的剧烈程度。

（2）摄氏温标：规定标准大气压下冰水混合物的温度标定为0 ℃，水的沸腾温度标定为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份表示1 ℃，用摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号　t　表示，单位为　摄氏度　，符号为℃。

（3）热力学温度的单位为　开尔文　，符号为K。

热力学温度与摄氏温度的关系是　T＝t＋273.15 K　。

4.气体的压强

气体内部各个方向都存在压强，称为气体压强。

知识点二　气体的压强

1.气体压强的产生：容器中的气体分子在做无规则运动时，每个分子撞击器壁产生的力是短暂的、不连续的，但容器壁受到大量分子　频繁　撞击，就会受到一个　稳定　的压力，从而产生压强。

2.影响气体压强的因素是　温度　和单位体积的分子数，温度越高，单位体积的分子数越多，气体的压强越大。

     如图所示，在玻璃筒内装入一些塑料小球代表气体分子，在小球上面放一轻质活塞，用电动机带动振动器使小球运动。

当电动机启动后，活塞受小球的撞击，悬浮在一定的高度。改变电动机的转速，观察活塞高度的变化。保持电动机的转速不变，

增加塑料小球的数目再观察活塞高度的变化。

1.气体压强产生的原因

大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强。单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体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。

需要注意的是由于大量气体分子向各个方向运动的概率相等，因而气体内部压强处处相等。

2.决定气体压强大小的因素

（1）微观因素

①气体分子的密集程度（单位体积内气体分子数目）：单位体积内气体的分子数目越多，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，气体压强越大。

②气体分子的平均速率：对于给定的气体，气体的温度高，气体分子的平均速率就大，气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）给器壁的撞击力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计撞击力就大。

（2）宏观因素

①气体的体积：一定质量气体的体积越大，气体的分子密度越小，气体的压强就越小。

②气体的温度：对于给定的气体，气体的温度越高，气体的分子平均速率越大，气体的压强就越大。

【典例1】　有关气体压强，下列说法正确的是（　　）

A.气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大

B.气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大

C.气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大

D.气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小

素养提升2.（多选）下面关于气体压强的说法正确的是（　　）

A.气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的

B.气体对器壁产生的压强等于作用在器壁的平均作用力