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文本内容:
2019-2020年高考物理气体的等温变化教案
一、教学目标1.在物理知识方面要求
(1)知道什么是等温变化;
(2)知道玻意耳定律是实验定律;掌握玻意耳定律的内容和公式;知道定律的适用条件
(3)理解气体等温变化的p-V图象的物理意义;
(4)知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释;
(5)会用玻意耳定律计算有关的问题2.通过对演示实验的研究,培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力3.渗透物理学研究方法的教育当需要研究两个以上物理量间的关系时,先保持某个或某几个物理量不变,从最简单的情况开始研究,得出某些规律,然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系
二、重点、难点分析1.重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系,理解p-V图象的物理意义,知道玻意耳定律的适用条件2.学生往往由于“状态”和“过程”分不清,造成抓不住头绪,不同过程间混淆不清的毛病,这是难点在目前这个阶段,有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强
三、教具1.定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系橡皮膜(或气球皮)、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒(长约25cm左右)、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块2.较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器
四、主要教学过程
(一)引入新课对照牛顿第二定律的研究过程先m一定,a∝F;再F一定,a∝现在我们利用这种控制条件的研究方法,研究气体状态参量之间的关系
(二)教学过程设计1.一定质量的气体保持温度不变,压强与体积的关系实验前,请同学们思考以下问题
①怎样保证气体的质量是一定的
②怎样保证气体的温度是一定的?(密封好;缓慢移活塞,筒不与手接触)2.较精确的研究一定质量的气体温度保持不变,压强与体积的关系
(1)介绍实验装置观察实验装置,并回答
①研究哪部分气体?
②A管中气体体积怎样表示?(l·S)
③阀门a打开时,A管中气体压强多大?阀门a闭合时A管中气体压强多大?(p0)
④欲使A管中气体体积减小,压强增大,B管应怎样操作?写出A管中气体压强的表达式(p=p0+h)
⑤欲使A管中气体体积增大,压强减小,B管应怎样操作?写出A管中气体压强的表达式(p=p0-h)
⑥实验过程中的恒温是什么温度?为保证A管中气体的温度恒定,在操作B管时应注意什么?(缓慢)
(2)实验数据采集压强单位mmHg;体积表示倍率法环境温度室温大气压强p0= mmHg
①A管中气体体积减小时基准体积为V顺序12345体积V……压强
②A管中气体体积增大时基准体积为V′顺序12345体积V′2V′3V′……压强
(3)实验结论实验数据表明一定质量的气体,在温度不变的条件下,体积缩小到原来的几分之一,它的压强就增大到原来的几倍;一定质量的气体,在温度不变的条件下,体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一改用其他气体做这个实验,结果相同3.玻意耳定律
(1)定律内容表述之一一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成反比数学表达式设初态体积为V1,压强为p1;末态体积为V2,压强为p2有 p1V1=p2V2
(2)定律内容表述之二一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积的乘积是不变的数学表达式pV=恒量
(3)用图象表述玻意耳定律纵轴代表气体的压强;横轴代表气体的体积;选取恰当的分度和单位请学生讨论一下图线该是什么形状,并尝试把它画出来(等温线)
(4)关于玻意耳定律的讨论
①图象平面上的一个点代表什么?曲线AB代表什么?线段AB代表什么?
②pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗?引导学生作出一定质量的气体,在不同温度下的几条等温线,比较后由学生得出结论恒量随温度升高而增大
③下面的数据说明什么?一定质量的氦气压强1atm500atm1000atm实测体积1m
31.36/500m
32.0685/1000m3计算体积 1/500m31/1000m3 玻意耳定律的适用条件压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的任何气体
④你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗?
⑤你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗?例题 某个容器的容积是10L,所装气体的压强是20×105Pa如果温度保持不变,把容器的开关打开以后,容器里剩下的气体是原来的百分之几?设大气压是
1.0×105Pa解 设容器原装气体为研究对象初态 p1=20×105PaV1=10LT1=T末态 p2=
1.0×105PaV2=?LT2=T由玻意耳定律 p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5%题后话就容器而言,里面气体质量变了,似乎是变质量问题了,但若视容器中气体出而不走,就又是质量不变了
(三)课堂小结1.一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成反比2.玻意耳定律可以用p-V图线表示3.玻意耳定律是实验定律,不论什么气体,只要符合压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的条件,都近似地符合这个定律。