8[1].4气体的微观意义 教案(人教版选修3-3)
高中物理第八章气体第4节气体热现象的微观意义导学案新人教版选修3_3
4 气体热现象的微观意义相互联系；能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
如图所示是一条古老的阶梯，它记录着千千万万人次的脚印。
虽然脚踏在台阶任何地方的机会是均等的，但如果你仔细观察就会发现，人们在这条阶梯上走上走下时，脚踏在中间的多，踏在两边的少，因此，每一个台阶的中间都要比两边磨损得多，呈现出“中间多，两头少”的分布规律。
已知气体分子运动速率较大，到达任一位置的机会也是均等的，那么，气体分子的运动又有怎样的规律呢？提示：气体分子运动总体上的分布规律与上述现象非常相似。
一、随机性与统计规律1．必然事件：在一定条件下，若某事件____出现，这个事件叫做必然事件。
2．不可能事件：在一定条件下，__________的事件叫做不可能事件。
3．随机事件：在一定条件下____出现，也____不出现的事件叫做随机事件。
4．统计规律：大量随机事件的____表现出的规律。
二、气体分子运动的特点1．气体分子运动的“三性”(1)自由性：由于气体分子间的距离比较大，大约是分子直径的____左右，分子间的作用力很____，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做________运动，因而气体能充满它所达到的整个____。
(2)无序性：由于分子之间频繁地____，每个分子的速度大小和方向频繁改变，分子的运动________，在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的气体分子数目都____。
(3)规律性：气体分子速率分布呈现出“____________”的分布规律。
当温度升高时，速率大的分子数____，速率小的分子数____，分子的平均速率____。
反之，分子的平均速率____。
2．温度的微观意义(1)温度越高，分子____运动越激烈。
(2)温度是分子________的标志。
理想气体的热力学温度T 与分子的平均动能E k 成____比，即T ＝______，式中α是比例常数。
三、气体压强的微观意义1．产生原因：大量气体分子频繁地________而产生的。
2021高中物理第八章4气体热现象的微观意义教学案(含解析)新人教版选修3-3
4气体热现象的微观意义［学习目标] 1.初步了解什么是“统计规律"． 2.理解气体分子运动的特点．(重点) 3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的联系．（重点） 4.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律．(难点)知识点一统计规律与气体分子运动特点1．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:在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件．（4）统计规律：大量随机事件的整体表现出的规律．2．气体分子运动的特点（1)气体分子运动的三个特性：（2)①温度越高,分子的热运动越剧烈．②理想气体的热力学温度T与分子的平均动能错误!k成正比，即T＝a错误!k，表明温度是分子平均动能的标志．[思考]气体的温度升高时，所有气体分子的速率都增大吗？【提示】温度升高时，气体分子的平均速率增大，但有可能个别分子的速率变小．事实上，对于某个气体分子来说，其速率大小是时刻在变化的，并且也是无法确定的．［判断］1．气体分子的速率大小基本上是均匀分布的，每个速率区间的分子数大致相等．（×)2．气体分子的平均速率基本上不随温度而改变．(×)3．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．(√）知识点二气体压强的微观意义1．产生原因气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的．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．2．从微观角度来看,气体压强的决定因素一个是气体分子的平均动能,一个是分子的密集程度．［思考］能否用雨滴撞击伞面时影响压力(压强)大小的因素来比拟说明影响气体压强的因素？【提示】能．雨滴撞击伞面时压力(压强）大小与单位时间内落在伞面上的雨滴数有关,雨滴数越多，压力（压强)越大；另外还与雨滴质量大小、速度大小即与雨滴动能大小有关，动能越大,压力（压强)越大；气体压强同上面的原理相似，压强大小与分子平均动能和密集程度有关．［判断］1．气体的分子密集程度越大，气体的压强就越大．(×）2．气体的压强是由气体分子间的相互作用（引力和斥力)产生的．（×）3．气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的．(√)知识点三气体压强的微观意义用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律．1．玻意耳定律一定质量的某种理想气体，温度保持不变时,分子的平均动能是一定的．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大．这就是玻意耳定律的微观解释．2．查理定律一定质量的某种理想气体,体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下,温度升高时,分子的平均动能增大，气体的压强就增大．这就是查理定律的微观解释．3．盖—吕萨克定律一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大,使分子的密集程度减小，才能保持压强不变．这就是盖—吕萨克定律的微观解释．[思考］中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场．一会儿饮料瓶就爆炸了．你能解释一下原因吗？【提示】饮料瓶内液氮吸热后变成氮气,分子运动加剧，氮气分子密度增大,使瓶内气体分子频繁、持续碰撞瓶内壁产生的压强逐渐增大,当瓶内外的压强差大于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸．[判断］1．气体温度不变，则气体分子平均动能不变，故气体压强一定保持不变．（×）2．气体体积保持不变时,气体压强一定保持不变．（×）3．气体温度升高时，气体压强可能减小．(√）考点一气体分子运动的统计规律（深化理解）1．大量分子运动的统计规律（1）个别事物的出现具有偶然因素,但大量事物出现,却遵从一定的统计规律．(2）从微观角度看,由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调，单独来看,各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律．2．正确理解气体分子运动的特点（1)气体分子距离大（约为分子直径的10倍),分子力小(可忽略）,可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状．(2)气体分子间的碰撞十分频繁,频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等．3．气体分子速率分布特点（1）大量气体分子的速率分布呈现“中间多(占有的分子数目多)、两头少(速率大或小的分子数目少）”的规律．（2）当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈．如图所示：【例题1】(2011·上海高考）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图843所示，图中f（v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则（）A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢB．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ,TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ【答案】B【规律总结】气体分子速率分布规律1．在一定温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布；2．温度越高，速率大的分子所占比例越大;3．温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子，速率可能变大也可能变小，无法确定．【及时训练】1．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是（）A．某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等D．某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化【答案】BC2．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是（)【答案】D考点二气体压强的微观因素（深化理解）1．气体压强的产生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．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：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)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：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁碰撞时（可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；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，累计冲力就大，气体压强就大．(2）宏观因素①与温度有关:温度越高，气体的压强越大．②与体积有关：体积越小，气体的压强越大．【例题2】(多选)如图8。
8.4气体热现象的微观意义 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3 (4)
4 气体热现象的微观意义★新课标要求（一）知识与技能1．知道气体分子运动的特点。
2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
3．能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
（二）过程与方法通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。
（三）情感、态度与价值观通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
★教学重点气体分子运动的特点和气体压强的微观意义。
★教学难点气体压强的微观意义。
★教学方法讲授法、阅读法、电教法★教学用具：计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。
电子秤滚珠实验演示视频。
投影仪、投影片★教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）分子动理论的基本内容是什么？待学生回答后，指出课题：气体分子的运动是怎样的？气体所遵循的宏观规律和气体的微观结构有何关系？本节我们就研究气体分子微观模型，用气体分子动理论解释气体的实验定律。
（二）进行新课1．投掷硬币实验教师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。
教材31页的“投掷硬币实验”就说明了这种规律。
（可以在课前预先安排学生完成实验，将实验数据收集起来，进行分析）教师：实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
（引导学生观察教材31页图8.4－1，体会这种统计规律。
）教师：请大家列举生活中你所观察到的符合统计规律的现象。
学生：讨论，列举实例。
如考试时，得高分的人数和低分的人数占总人数的比例相对较少，接近平均分的人数相对较多。
全班同学的身高分布，也有类似的规律。
2．气体分子运动的特点先设问：气体分子运动的特点有哪些？引导学生看课本32页“气体分子运动的特点”师生总结：气体分子运动的特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受其他力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
8.4气体热现象的微观意义 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3 (1)
4气体热现象的微观意义一、教学目标1、知识与技能：（1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
（2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
2、过程与方法通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。
3、情感态度价值观：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
二、重点、难点分析1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。
2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力。
三、导学流程(一)体验统计规律1.阅读教材，知道个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
（二）气体分子运动的特点1．阅读教材：你能找到气体分子运动有哪些特点？同学之间相互交流，然后总结。
2.点拨：气体分子运动特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。
气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。
（3）从总体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。
（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
（三）气体压强的微观解释1、提出问题：讨论分析反映气体宏观物理状态的温度（T ）、体积（V ）与反映气体分子运动的哪些微观状态物理量间存在联系？【点拨】温度．．是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率越大。
高中物理 人教版选修3-3 第八章 第4节 气体热现象的微观意义 教学设计、教案
第4节气体热现象的微观意义1．初步了解什么是“随机事件”和“统计规律”。
2．知道气体分子运动的特点。
3．理解气体温度的微观意义，知道气体分子速率的统计分布规律。
4．理解气体压强的微观意义，知道气体压强大小的决定因素。
5．理解分子动理论对三个气体实验定律的微观解释。
一、随机性与统计规律1．随机性(1)必然事件：若在一定条件下，某事件必然出现，这个事件叫做必然事件。
(2)不可能事件：若在一定条件下某事件不可能出现，这个事件叫做不可能事件。
(3)随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫做随机事件。
2．统计规律大量随机事件的整体表现出一定的规律性，这种规律就是统计规律。
热现象与大量分子热运动的统计规律有关。
二、气体分子运动的特点1．运动的自由性：气体分子之间的距离大约是分子直径的□0110倍左右，因此，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间内可□02自由移动。
2．运动的无序性：分子的运动□03永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着任何方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体□04分子数目都相等。
3．运动的高速性：常温下，大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。
三、气体温度的微观意义1．温度□01越高，分子的热运动越激烈。
2．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成□02正比，即：□03T＝a E k(式中a是比例常数)，因此可以说，温度是分子□04平均动能的标志。
四、气体压强的微观意义1．气体压强的形成原因气体作用在器壁上的压力是由碰撞产生的，一个气体分子和器壁的碰撞时间是极其短暂的，它施于器壁的作用力是不连续的，但大量分子频繁地碰撞器壁，从宏观上看，可以认为气体对器壁的作用力是持续的、均匀的。
2．气体压强的决定因素(1)分子的平均动能与密集程度从微观角度来看，气体分子的质量越大，速度越大，即分子的□01平均动能越大，每个气体分子撞一次器壁的作用力□02越大，而单位时间内气体分子撞击器壁的次数□03越多，对器壁的总压力也越大，而这一次数又取决于单位体积内的分子数(分子的密集程度)和平均动能(分子在容器中往返运动着，其平均动能越大，分子□04平均速率也越大，连续两次碰撞某器壁的时间间隔□05越短，即单位时间内撞击次数越多)。
2024-2025学年高中物理第8章气体4气体热现象的微观意义教案1新人教版选修3-3
1.拓展资源：
-《气体热现象的微观意义》科普文章，介绍气体分子的热运动、温度与分子平均动能的关系、理想气体状态方程和绝对零度的概念。
-《气体热现象的微观意义》实验视频，展示气体的热现象实验，如气体分子的运动实验、温度与分子平均动能的关系实验、理想气体状态方程实验等。
-《气体热现象的微观意义》应用案例，介绍气体热现象在实际生活中的应用，如汽车发动机中的气体热现象、空调中的气体热现象等。
-学生提前预习相关内容。
教学过程：
1.导入：通过日常生活中的气体现象，引发学生对气体热现象的思考。
2.理论讲解：介绍气体分子的热运动、温度与分子平均动能的关系。
3.实验演示：进行理想气体状态方程的实验，让学生直观理解。
4.应用练习：分析实际问题，运用理想气体状态方程解决问题。
5.总结：讲解绝对零度的概念，强调重要知识点。
-学生可以阅读《气体热现象的微观意义》应用案例，了解气体热现象在实际生活中的应用，提高知识应用能力。
-学生可以阅读《气体热现象的微观意义》相关论文，了解气体热现象的研究进展和相关理论，提高学术研究能力。
-学生可以参加相关的学术讲座或研讨会，与专家学者交流气体热现象的研究成果和经验。
-学生可以参加相关的学术比赛或竞赛，如物理竞赛、科技创新大赛等，提高学术创新能力和团队协作能力。
学情分析
本节课面向的是高中物理选修3-3的学生群体，他们已经具备了一定的物理知识基础，对微观世界有一定的认识。在此基础上，他们需要进一步深化对气体热现象微观意义的理解，为后续学习打下坚实的基础。
1.知识基础：大部分学生已经掌握了固体和液体的微观结构，对分子运动论有了初步的认识。他们知道分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈。此外，他们还了解到了压强、温度、体积等物理量在微观层面的表现。这些知识基础为学习本节课的内容提供了有利条件。
新课标最新高中物理 8.4 气体热现象的微观意义学案 新人教版选修3-3
8.4 气体热现象的微观意义［学习目标定位］1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律。
2。
能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义；知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
3。
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律．1．分子动理论:物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力．2．气体三大实验定律：玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律．一、统计规律在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件叫随机事件;大量随机事件整体表现出的规律叫统计规律．二、气体分子运动的三性1．理想性：气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以认为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．现实性：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．3．规律性（1)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，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等．（2）气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“中间多、两头少”的分布规律．三、气体分子的热运动与温度的关系1．温度越高，分子的热运动越激烈．2．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成正比,即T＝a错误!k（式中a是比例常数)，因此可以说,温度是分子平均动能的标志．四、影响气体压强的两个因素1．气体分子的平均动能．2．分子的密集程度。
一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义［问题设计]1．把4枚硬币投掷10次并记录正面朝上的个数．比较个人、小组、大组、全班的数据，你能发现什么规律吗？答案随着投掷次数增多,2枚硬币正面朝上的次数比例最多，占总数的错误!;1枚和3枚正面朝上的次数各占总数的错误!，全朝上或全朝下次数最少,各占总数的错误!.说明大量随机事件的整体会表现出一定的规律性．2．气体分子间的作用力很小，若没有分子力作用，气体分子将处于怎样的自由状态？答案无碰撞时气体分子将做直线运动，但由于分子之间的频繁碰撞，使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章．3．温度不变时，每个分子的速率都相同吗？答案分子在做无规则运动，造成其速率有大有小．[要点提炼］1．气体分子运动的特点（1)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动．(2)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，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等．(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动．(4)大量气体分子的速率分布呈“中间多、两头少”的规律．2．气体温度的微观意义（1）温度越高，分子的热运动越激烈．当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即速率大的分子数目增多,速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动更剧烈．(2）温度是分子平均动能的标志．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成正比，即T＝a错误!k.二、气体压强的微观意义[问题设计]图1如图1所示，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．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机理．答案说明气体压强的产生跟两个因素有关：一个是分子的平均动能，一个是分子的密集程度．[要点提炼]1．气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力．2．产生原因：是由于大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生的．3．决定因素：气体压强的大小,微观上决定于分子的平均动能和分子的密集程度,宏观上决定于气体的温度T和体积V.三、对气体实验定律的微观解释［问题设计］如何从微观角度来解释气体实验三定律呢？答案从决定气体压强的微观因素上来解释,即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度．［要点提炼]1．玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度不变,分子的平均动能不变．体积减小,分子的密集程度增大（填“增大”或“减小"），单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多,气体的压强就增大(填“增大”或“减小”）．2．查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体,体积不变，则分子的密集程度不变,温度升高，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小"），分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大(填“增大"或“减小”)．3．盖-吕萨克定律一定质量的某种理想气体，温度升高，分子的平均动能增大（填“增大"或“减小"）,分子撞击器壁的作用力变大,而要使压强不变，则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小，所以气体的体积增大(填“增大”或“减小”)．一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义例1在一定温度下,某种理想气体的分子速率分布应该是( ）A．每个气体分子速率都相等B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数目的分布是均匀的D．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多解析气体分子做无规则运动，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布规律．气体的大多数分子速率在某个数值附近，离这个数值越近，分子数目越多，离这个数值越远，分子数目越少,总体表现出“中间多、两头少"的分布规律．答案B二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释例2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解析气体的压强在微观上与两个因素有关：一是气体分子的平均动能,二是气体分子的密集程度，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，分子的密集程度可能减小，使得压强可能减小;同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小,气体的压强变化不能确定，故正确答案为D。
8.4气体热现象的微观意义 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3 (6)
4气体热现象的微观意义一、教学目标1．知道气体分子运动的特点. 知道气体分子间的距离较大，以及气体分子间碰撞频繁。
2．知道分子沿各方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律。
3．理解气体压强的微观解释。
4．知道气体实验定律的微观解释。
5．通过气体分子速率按统计规律分布的教学，使学生认识研究气体的物理方法，受到科学方法训练。
6．通过用气体分子动理论对气体压强解释，培养学生分析问题的能力和推理能力。
7．通过教学，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，引起从宏观现象深入到微观本质的兴趣。
培养学生热爱科学的志趣。
二、课题引入1.前面是通过实验来研究气体的性质，从实验中归纳得到气体实验定律，进一步概括得到理想气体状态方程，引进摩尔气体常量R 的概念后又进一步得到克拉珀龙方程pV = nRT .为了更深入认识气体的性质，我们提出问题：为什么气体状态变化遵从实验定律、克拉珀龙方程？这就要求我们从微观角度即从气体分子动理论的角度来认识气体实验定律.2.我们知道：等温下压缩气体压强会增大，等容下升高气体温度压强也会增大，气体温度升高，同时体积增大压强可以不变，产生这些现象的原因是什么？我们这节课就要从气体分子动理论来揭露这些现象的微观本质。
三、扩展与提高1.课本阅读材料“统计规律”，做伽耳顿板实验，说明在自然现象和社会现象中统计规律的意义。
2.课本阅读材料“气体压强的公式”，用统计规律、动量定理等导出压强公式。
用压强公式定量解释气体实验定律，如玻意耳定律是T 一定即E 一定，，即p ∝T ，也就是p ∝.3.对气体做功为什么气体温度升高的解释可用活塞压缩气体说明，当活塞向下运动时，气体分子撞击活塞的速度为v 而弹回的速度v ′> v ，分子运动速度增大，无规则运动更剧烈，所以温度升高。
E n mv n p 0203231==V N n =0V N V1四、重点难点分析1.用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节的重点，它是本节课的核心内容。
高中物理8.4气体热现象的微观意义教案人教版选修3-3
8.4 气体热现象的微观意义一、完成以下各题：1．下列有关气体的压强的说法中，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，气体的压强可能减小。
2．如图8.4—1所示，用导热的固定隔板把一容器隔成体积相等的甲、乙两部分。
甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。
在达到平衡时，它们的温度相等。
若分子势能可忽略，则甲、乙中 （ ）A ．气体的压强相等 B.气体的内能相等C. 气体分子的平均动能相等.D.气体分子的平均速率相等.3.x y 两容器中装有相同质量的氦气,已知x 容器中氦气的温度高于y 中氦气的温度,但压强却低于y 中氦气的压强.由此可知 ( )A . x 中氦气分子的平均动能一定大于y 中氦气分子的平均动能.B. x 中每个氦分子的动能一定大于y 中的每个氦分子的动能.C. x 中动能大的氦气分子数一定大于y 中动能大的氦气分子数.D. x 中氦分子的热运动一定比y 中氦分子的热运动剧烈.4.对一定量的理想气体,用p 、 V 、 T 分别表示气压强 体积和温度,则有 ( )A 、若T 不变,p 增大,则分子热运动的平均动能增大.B 、若p 不变,V 增大,则分子热运动的平均动能减小.C 、若p 不变,T 增大,则单位体积中的分子数减少. 图8.4—1D、若V不变,p减小,则单位体积中的分子数减少.5、对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（）A、分子热运动变剧烈时，压强必变大B、分子热运动变剧烈时，压强可以不变C、分子间的平均距离变大时，压强必变小D、分子间的平均距离变大时，压强必变大6、一定质量的理想气体，下列说法正确的是A. 压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大B. 压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大C. 压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大D. 压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大7、一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，用分子运动论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此(1) (2) ，从而导致气体的压强增大。
高中物理 8.4 气体热现象的微观意义教案 新人教版选修3-3(2021年整理)
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第四节气体热现象的微观意义一、教学目标1、知道气体分子运动的特点. 知道气体分子间的距离较大，以及气体分子间碰撞频繁.2、知道分子沿各方向运动的机会均等,分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律。
3、理解气体压强的微观解释。
4、知道气体实验定律的微观解释。
5、通过教学，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,引起从宏观现象深入到微观本质的兴趣。
培养学生热爱科学的志趣。
二、教学重点与难点用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点,它是本节课的核心内容.气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。
三、教学方法与建议实验法、分析讨论法、flash课件演示四、学情分析本节开始先通过掷硬币的实验让学生体会“个别事物出现具有偶然性，但大量事物的出现遵从统计规律”。
再用生活中的一些常见事例来帮助学生理解。
气体分子运动的特点，可能学生不是能够完全一步到位地接受,教师需要结合课本上的那个曲线图,逐步引导学生得到相关结论。
对于气体压强的微观原因,结合flash课件的演示,学生的接受也应该没有什么大的问题，故对气体实验定律的微观解释也不会有太大的困难。
高中物理 8.4《气体热现象的微观意义》精品课件 新版人教版选修3-3
上的硬币数存在着一
的统计规律
(微观 宏观) 定的统计规律
随机事件、统计规律
• 若在一定条件下某事件可能出现，也可能 不出现，这个事件叫做随机事件
• 大量随机事件的整体会表现出一定的规律 性，就是统计规律
阅读书上P27,气体分子运动的特点这一节,思考下 列问题:
1.为什么气体的体积等于容器的容积?
要推论宏观物质的表现，就必须采用统 计方法，由对单个原子（分子）物理参量的 适当统计平均，来得出支配宏观行为的规律
——罗杰•彭罗斯
次数 统计项目 总共投掷 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数
统计对象
的次数
0
1
2
3
4
我的实验数据
10
我所在小组的数据
我所在大组的数据
全班的数据
思路:
类比
单个气体分子的运
动是无规则的
(微观 宏观)
四枚硬币,每投掷一次, 正面朝上的硬币数是 不确定的
大量气体分子的运 类比
投掷很多次后,正面朝
动也应该存在一定
思路:
类比
单个分子的运动是
无规则的
(微观 宏观)
四枚硬币,每投掷一次, 正面朝上的硬币数是 不一定的
大量气体分子的运 类比
动是否存在一定的
规律
(微观 宏观)
若投掷很多次后,正 面朝上的硬币数是 否会存在某种规律 性呢?
实验一:
每个人都把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投 掷10次,记录每次投掷是正面朝上的硬币数,统计 共10次投掷中有0,1,2,3,4枚硬币正面朝上的次数 各是多少,将结果填在以下表格中
2.影响气体压强的两个因素: 气体分子的密集程度 -----体积 气体分子的平均动能 -----温度
8.4气体热现象的微观意义 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3
8.4 气体热现象的微观意义一、教学目标1、知道气体分子运动的特点. 知道气体分子间的距离较大，以及气体分子间碰撞频繁。
2、知道分子沿各方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律。
3、理解气体压强的微观解释。
4、知道气体实验定律的微观解释。
5、通过教学，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，引起从宏观现象深入到微观本质的兴趣。
培养学生热爱科学的志趣。
二、教学重点与难点用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。
气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。
三、教学方法与建议实验法、分析讨论法、flash课件演示四、学情分析本节开始先通过掷硬币的实验让学生体会“个别事物出现具有偶然性，但大量事物的出现遵从统计规律”。
再用生活中的一些常见事例来帮助学生理解。
气体分子运动的特点，可能学生不是能够完全一步到位地接受，教师需要结合课本上的那个曲线图，逐步引导学生得到相关结论。
对于气体压强的微观原因，结合flash课件的演示，学生的接受也应该没有什么大的问题，故对气体实验定律的微观解释也不会有太大的困难。
五、教学过程（一）引入新课前面是通过实验来研究气体的性质，从实验中归纳得到气体实验定律，进一步概括得到理想气体状态方程，这节课我们从微观角度即从气体分子动理论的角度来认识气体实验定律.（二）进行新课1、体验统计规律请学生每人准备4枚硬币，完成课本P26的实验，并相互交流实验结果，完成数据统计，教师引导学生通过对实验结果的统计，得出以下结论：单次实验中硬币正面朝上的枚数是偶然的，但多次实验的结果却具有一定的规律性。
进一步概括可得到：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
用生活中的一些实例来帮助学生理解统计规律。
2、气体分子运动的特点热现象与大量分子热运动的统计规律有关，因而研究气体的热现象，就要了解气体分子运动的特点。
《4 气体热现象的微观意义》教学设计(山东省省级优课)
气体热现象的微观意义教学设计课标分析:程标准对本节的要求：（1）了解分子运动速率的统计分布规律。
认识温度是分子平均动能的标志。
理解内能的概念。
（2）用分子动理论和统计观点解释气体压强。
（3）通过调查，了解日常生活中表现统计规律的事例。
程标准对本节的活动建议 :（1）投掷硬币，分别计算投掷10次、100次、500次时，硬币正反面出现次数的百分率。
（2）跟踪记录天气预报中的“降水概率”和实际的降水情况，对不同季节降水预报的准确度做出评价。
旨在加强物理内容与社会、生活的联系。
本节主要从微观上认识气体分子运动的特点、气体压强的微观意义、气体实验定律的微观解释等内容，学习本节内容，可以开拓学生的视野，由宏观世界进入微观世界。
教材分析:《气体热现象的微观意义》是人教版高中物理选修3-3第8章第4节教学内容。
比起以前的教科书，本教材更重视统计规律的应用，在气体热现象的微观意义上有所加深。
教材开始就提出“随机事件的出现是不是就没有什么规律呢”，之后要求学生通过投掷硬币的实践活动，体会某个事件的出现具有偶然性，但大量随机事件的整体会表现出一定的规律性，即统计规律。
理解了统计规律，有利于帮助学生理解气体分子运动的特点。
进而理解温度压强的微观意义，是对前面学习的气体的热现象的知识的提升。
学情分析:学生已经学习了气体的试验规律状态方程、分子动理论，已经具备了进一步探究它们之间联系的知识基础。
高中学生已经具备了一定的认知能力，但本节课的内容较为抽象，因此在教学中要把抽象的问题形象化，（多做模拟试验）便于学生理解掌握。
由于本节课的内容较为抽象枯燥，学生可能不太感兴趣，因此通过引入日常生活中的事件，以及抛硬币试验，把枯燥难以理解的知识和生活中的事件联系起来，便于学生的理解，并提高学生的学习情趣。
教学目标:1．知道气体分子运动的特点。
2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
高中物理 8.4 气体的微观意义学案 新人教版选修33
8.4气体的微观意义课前预习学案一、预习目标预习本节内容，了解统计规律，知道分子运动的特点，，初步把握掌握压强、实验定律的微观解释。
二、预习内容（一）、气体分子运动的特点1、从微观的角度看，物体的热现象是由的热运动所决定的，尽管个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动情况会遵守一定的。
2、分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子间频繁碰撞，速率又将发生变化，但分子的速率都呈现的规律分布。
这种分子整体所体现出来的规律叫统计规律。
3、气体分子运动的特点（1）分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都。
（2）气体分子速率分布表现出“中间多，两头少”的分布规律。
温度升高时，速率大的分子数目，速率小的分子数目，分子的平均速率。
4、温度是的标志。
用公式表示为。
（二）、气体压强的微观意义1、气体的压强是而产生的。
气体压强等于大量气体分子作用在器壁。
2、影响气体压强的两个因素：，。
从两个因素中可见一定质量的气体的压强与，两个参量有关。
（三）、对气体实验定律的微观解释1、一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是的，在这种情况下，体积减小时，分子的，气体的压强就这就是玻意耳定律的微观解释。
2、这就是查理定律的微观解释。
3、是盖·吕萨克定律的微观解释。
三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、了解统计规律及其在科学研究和社会生活中的作用。
2、知道分子运动的特点，掌握温度的微观定义。
3、掌握压强、实验定律的微观解释。
学习重难点：1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点。
2．气体压强的微观意义是本节课的难点。
二、学习过程（一）、统计规律分组操作实验体验统计规律（二）、气体分子运动的特点阅读课本回答：气体分子运动的特点有哪些？（三）、气体压强的微观意义讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：温度是的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率体积影响到（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数与V 成气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？观察模拟气体分子运动撞击器壁产生压强：总结：1、气体压强的产生原因：2、影响气体压强的因素：宏观：微观：。
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8.4气体的微观意义
一、教材分析
用微观解释宏观，离不开统计规律。
本节教材有意识地渗透统计观点，提出什么是统计规律。
教学时可以举出学生比较熟悉的生活中的事例，帮助学生理解统计规律的意义，并理解压强以及气体实验定律的微观解释。
通过分析气体分子运动的特点，去学习压强的产生原因。
二、教学目标
（一）、知识与技能
（1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
（2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
（二）、过程与方法
通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。
（三）、情感态度价值观
通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
三、教学重点、难点
1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点。
2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。
四、学情分析
根据学生的情况教师可以先让学生课前完成“抛币实验”然后进行全班交流家与评价，让学生发表自己的看法，从中领略到自然与社会的奇妙与和谐，增加对科学的求知欲和好奇心。
五、教学方法
讨论、谈话、练习、多媒体课件辅助
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习气体的微观意义
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，准备实验器材。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
设问：气体的状态变化规律？从微观方面如何解释？
（三）合作探究、精讲点拨
1、统计规律
2、气体分子运动的特点
设问：气体分子运动的特点有哪些？
（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。
气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。
（3）从总体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。
（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律。
3、气体压强微观解释
首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：
温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率
体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内
n越小。
然后再设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？
这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析。
先让学生看用小球模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制：
显示出如图1所示的图形：
向同学介绍：器材，实验
得出结论：由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的。
进一步分析：v越大则平均冲击力就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从气体分子动理论的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大。
4用气体分子动理论解释实验三定律
（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用气体分子动理论解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式。
范例：用气体分子动理论解释玻意耳定律。
一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。
这就是玻意耳定律。
书面符号简易表述方式：
小结：基本思维方法（详细文字表述格式）是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合。
若吻合则实验定律得到了微观解释。
（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对。
书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。
这与查理定律的结论一致。
用符号简易表示为：
（3）让学生再次练习，用气体分子动理论解释盖·吕萨克定律。
再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习，与下面标准答案核对。
一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分
子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。
这与盖·吕萨克定律的结论是一致的。
用符号简易表示为：
四、当堂检测
九、板书设计
气体的微观意义
一、统计规律
二、气体分子运动的特点
三、气体压强微观解释
四、用气体分子动理论解释实验三定律
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。
课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解统计规律10分钟，气体分子运动的特点5分钟，气体压强微观解释10分钟，学生分组实验5分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节5分钟，能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!
十一、学案设计(见下页)。