高中物理选修3模块教学反思-南京教研室

可以通过生活里的例子介绍 涨落现象与统计对象数量多少的 关系。
例如：红绿色盲在男性人群 中的比例约为8%，这个数字是 对巨大样本测定的结果，相当稳 定。但是，如果任取1000个男 人，测量值就会有偏差，而取 100个、10个男人进行测量，偏 差就会很大。
布朗运动的发现、实验研究和理论分
析间接地证实了分子的无规则热运动，对 于气体动理论的建立以及确认物质结构的 原子性具有重要意义，并且推动统计物理 学特别是涨落理论的发展。由于布朗运动
4、大量分子的速率分布规律
温度为0°C
温度为100°C
特点：
(1)分子速率分布呈 “中间多，两头少”的形 态； （2）不同温度下具有最 大比例的速率区间不同；
温度为0°C 温度为100°C
（3）温度越高，分子的 热运动越激烈。
百度文库
思考：温度高的气体分子的速率一定比温度低的气 体分子的速率大？
大量分子运动速度的分布规律的应用：
10-10m
阿伏加德罗常数
已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/mol，每个水 分子的直径是4×10-10m ，设想水分子是一个挨一个 排列的，求1 mol水中所含的水分子数. 一个分子的体积：
4 d 3 29 3 V ( ) 3.0 10 m 3 2
1 mol水中所含的水分子数：
N=
1.8 10 m / mol 29 3 3.0 10 m
3
5
=6.0×1023 mol-1
扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜拍摄 的石墨表面原子排布 图（放大几十亿倍）
放大上亿倍的蛋白质 分子结构模型 利用纳米技术把铁原 子排成“师”字
分子模型： ①小球模型：固体、液体 ②立方体模型：固体、液体
个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物 的机会，遵从一定的统计规律。 案例： 杂交育种实验
美国股指涨落
思考：
在当年11月至次年4月间买美国股票一定赚钱？ 中国股指的涨落规律会与美国一致吗？
在前面实验中，如果在每枚硬币的背后都贴上 直径相同的铅片，实验结果可能有什么不同？
既然某个具体的偶然事件具有不确定性，那么 研究统计规律意义何在？
t N总 N1 105 年
2、初步的统计思想
为什么布朗颗粒越小，分子对它的撞击就越不 平衡？ 大量液体分子对一个布朗粒 子的碰撞，碰撞力的合力在随时 间变化，并不总等于统计平均值， 这个现象叫做“涨落”。 分子数量越少，涨落现象越明显。 各个物理量涨落的值可以应用统计物理 学的方法计算出来。布朗运动实际是分 子对布朗粒子撞击力的涨落引起的。
南京市金陵中学 黄皓燕 2011年2月18日
反思什么？ 反思的依据？ 高考、考试说明、新课程标准
近三年江苏卷考查情况
卷 源 内 容
2010卷
72、气体实验定律（P-1/v图） 68、温度和内能 75、热力学第一定律 64、物体是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数
72、气体实验定律 67、分子间的作用力 68、温度和内能 76、热力学第二定律 75、热力学第一定律 64、物体是由大量分子组成的 75 72 68 64
1 3 V d 6
V d
3 3
d表示分子 的直径（或 分子间距离）
③立方体模型：气体、液体
V d
V气体分子所占的空间体积，d 表示分子间的距离。
易错：分子体积与分子占有的体积？
感悟：（1）通过小量的计算，让学生切实感受到。 （2）通过最新科技成果的介绍，让学生看到微观量 的“小”。（3）也是高考的热点（每年都考到）。
气体压强的微观意义
气体实验定律
5、热力学第二定律（有序→无序） 的微观解释（统计意义、概率）
一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。 例子： 扑克牌的排列
学生在操场站队
气体向真空中扩散
宏观态与微观态
分布 详细分布 （宏观态） （微观态）
排列组合
A B

4 C4 1
C 4
3 4
43 C 6 2 1
2009卷
阿伏加德罗常数
2008卷
、热力学第一定律 、气体实验定律（V–T 图） 、温度和内能 、物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数
选修3－3课标要求
能量是贯穿于所有自然科学和技术科学的物理量， 本模块用能量的观点分析热运动的问题。 在本模块中，学生将从宏观和微观两个角度去认识 热现象的规律，应用统计的思想和能量转化与守恒的规 律解释现象、处理问题。 本模块在高中物理的学习中首次涉及统计的思想， 学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然现象中的 普遍意义。 通过联系生活和生产的实际，学生将进一步认识能 源的开发、消耗和环境保护等方面的问题，树立可持续 发展的意识、社会参与意识，树立对社会负责的态度。
gk003.2008年高考理综北京卷15
[例] 假如全世界60亿人同时数 1g 水的分子个数，每人每
小时可以数 5000个，不间断地数，则完成任务所需时间 最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1) （ C ）
A. 10年 B. 1千年 C. 10万年 D. 1千万年
解析： ①需要数的分子总数 m 1 N总 NA 6 1023 M mol 18 ②一年能数的分子数 N 1 6 109 5 103 24 365 ③数完分子所需要的时间
代表一种随机涨落现象，它的理论对于仪
表测量精度限制的研究以及高倍放大电讯
电路中背景噪声的研究等有广泛应用。
3、统计概念的建立
（1）伽耳顿板实验
实验所得的分布曲线
大量偶然事件的总体所服从的规律称为统计规律。
（2）统计规律的体验
实验器材：4枚硬币。
实验内容：将4枚硬币握在手中，在桌面上 随意抛掷10次，记录每次抛掷时正面朝上的硬币 枚数，最后统计出10次实验中有0、1、2、3、4 枚硬币正面朝上的总次数，将数据记录在表中。
一、统计思想建立的教学反思
二、概念理解教学的反思
三、规律掌握教学的反思
四、方法领悟教学的反思
五、自主学习能力培养的反思
一、统计思想建立的教学反思
微观量 → 大量 → 统计→概率
1、微观量（大量）概念的建立（分子的大小）
物体是由大量分子组成的: 单分子油膜实验 1 个分子的大小? 1 个分子的质量? 分子数 N = ? 10-26千克