案例及分析    气体

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选修教材案例及分析气体

课标要求

)知道气体分子运动的特点;

)知道气体压强的概念,能从微观角度和用统计观点分析影响气体压强大小的因素;

)知道统计规律的定义,了解日常生活中表现统计规律的事例,知道气体分子速率分布的规律符合统计规律。

 

 

教学重点、难点分析

教学用具钢珠、台秤、伽耳顿板

教学过程

 

  次、次、次、次时,硬币出现正反面的次数和所占总次数的百分比。

分析:分子永不停息作无规则热运动,对于气体分子而言,由于气体分子间有很大空隙(因为气体易压缩),故气体分子除了在相互碰撞的短暂时间外,气体分子都自由的运动(实际上常温下多数气体的速率都达到数百米每秒),若气体装置于密封容器中,气体分子在运动过程中撞击到器壁则对器壁产生压强。

演示:玻璃罩内充气不多的气球,当罩内空气被抽去,会出现气球膨胀的现象,说明球内的气体确实对球皮具有由内向外的压强。

 

(三)新课讲授

1、       统计规律:偶然中的必然

①让学生汇报课前活动情况:

小组,班级,年级组男女生人数及所占百分比;

投掷5次、10次、100次、500次时,硬币出现正反面的次数和所占总次数的百分比。

②学生分析活动结论:人数少时,男女生所占比例是不确定的,人数多时男女生的百分比各占50%左右;投掷硬币情况也一样,投掷次数少,出现正反面的百分比是不确定的,但投掷大量的次数,就会发现出现正面和反面的百分比各在50%左右,且随着次数的增加越来越接近50%。

③提问:为什么体育比赛中常用抛硬币的方法来决定发球权?

④学生回答教师总结:

每次投掷硬币出现正反面是不能确定的偶然事件,所以能体现公平性。对于一些事件,其出现是偶然的,但是大量这些事件却会表现出一定的规律性,这种大量偶然事件的整体表现出的规律,叫统计规律。研究表明大量的偶然事件必会表现出的一定统计规律,体现了偶然中包含着必然的和谐思想。

[板书]统计规律:大量偶然事件的整体表现出的规律。

 

2、       气体分子速率的分布和统计规律

1提问:气体分子运动的速率是偶然的,组成宏观物质的分子数目又是非常巨大的,这大量气体分子的速率是否也遵循着一定的统计规律呢?

2演示:伽耳顿板实验

单个小球落入哪个狭槽是偶然的,少量小球在狭槽内分布情况也是不确定的,但大量小球在狭槽内的分布情况却表现出一定的统计规律——中间多,两侧少。

3气体分子速率分布规律:

容器内气体分子频繁碰撞,某一时刻,各个气体分子运动的速率是不确定的偶然事件,但对于大量的分子,整体上也会表现出与伽耳顿板实验的类似规律即气体的大多数分子的速率都在某个数值附近,速率很大和很小的分子数都很少。表现出“中间多,两侧少”的分布规律。

[板书]气体分子速率分布规律:中间多,两头少

4气体压强的微观解释

演示:小钢珠落台秤实验,观察单个钢珠落台秤、100粒或更多的快速倒在秤盘上、从更高的位置落在台秤上指针的偏转情况,并就实验现象进行分析

与实验对比说明压强的微观意义:

A、容器中的气体分子在作高速无规则运动,会频繁地撞击器壁,每个分子对器壁的撞击产生的力是短暂的,不连续的,大量分子频繁的撞击器壁,就会给予容器壁一个稳定的压力,从而产生压强,由于气体分子运动是无规则的,气体分子向各个方向运动的概率相同,对每个器壁的撞击效果也相同,因此气体内部压强处处相同。

B、气体温度升高时,由于气体分子高速率的分子数增多,整体上分子运动更加激烈,一方面使单个分子撞击器壁产生的作用力增大,另一方面还会使容器壁受到撞击更频繁,造成气体的压强增大。

C、单位体积内的分子数目增大,或者说气体分子密度增大,气体分子撞击器壁会更加频繁,使气体的压强增大。

[板书]气体压强的微观意义

a)         产生原因:大量气体分子频繁与器壁发生碰撞

b)         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

影响气体压强的因素

(1)   微观:气体分子的平均动能和分子的密集程度

(2)   宏观:气体的温度和体积

(四)课后作业:体会统计规律的意义

观察上台阶的人走台阶的位置(对单个人而言,走台阶的中间还是靠边一些,是不确定的或说是偶然的,但对大量的人而言,存在确定的统计规律,即大部分人是从台阶的中间过的)

教学案例评析

 

、教学设计的重点是让学生较全面的学习统计规律和气体压强,注重物理知识与社会生活的联系,注重教学统计方法的应用,较好地体现了选修系列的要求。

、采用教师演示实验与学生分组活动辅助教学,师生共同分析、比较实验数据,得出统计规律的意义,不仅有利于统计规律的意义建构,还体现了“实验—获取数据—分析数据—得出结论”的科学探究过程,有利于教学三维目标的实现,并突破了教学的重点和难点,提高了学习效率。

、把一些教学活动延伸到课外,也是一种实现课程三维目标的方法。