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新人教版高中物理选修3-3第八章《气体的等温变化》精品教案课题§
8.1气体的等温变化课型新授课课时1教学目的
1、知识与技能
(1)理解一定质量的气体,在温度不变的情况下压强与体积的关系;
(2)会通过实验的手段研究问题,探究物理规律,学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析,体验科学探究过程;
(3)理解气体等温变化的p--V图象的物理意义;
(5)会用玻意耳定律计算有关的问题
2、过程与方法通过实验培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力
3、情感、态度与价值观通过对实验数据的分析与评估,培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神重难点教学重点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教学难点学生对探究实验的设计是本节的难点教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法教学过程教学过程教学过程教师活动学生活动教学活动过程
(一)引入新课思考:在炎热的夏天,给自行车打气如果打得太足会出现什么情况?为什么(物理角度)?生活中还有哪些类似的实例?问题1:描述气体的物理参量有哪些?思考有一个压瘪了的乒乓球没有破,同学们有什么办法让它恢复原判吗?能说明这样做的道理吗?
(二)新课教学
一、探究气体等温变化的规律猜想等温变化气体在温度不变的状态下,发生的变化叫做等温变化同学们认为一定质量的气体等温变化时,压强与体积之间存在什么关系?思考为什么不猜和体积的平方成反比呢?请同学们设计一个实验,验证一下自己的猜想思考两个问题
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?[学生活动]进行实验,采集数据记录在下表压强单位KPa;体积单体mL环境温度室温顺序12345体积68101214压强1/V数据分析用计算机绘出P—V图像思考:上述图像能体现出在温度不变的情况下体积和压强之间是什么关系么?能确定吗?思考能有什么办法确定吗?提示联系牛顿第二定律中加速度和质量之间关系的确定思考从图象可以看出是一条直线,如果是正比,应该通过原点它们之间不是正比关系,还是可能存在实验误差?提示:理论分析,当V非常大时1/V等于零气体为近似真空,压强应当为零,所以直线不过原点应当是实验误差思考误差的来源是什么?那么如何能减小误差呢?
(3)实验结论实验数据表明一定质量的气体的某种气体,在温度不变的情况下,压强P与体积V成反比
二、玻意耳定律
(1)定律内容表述之一一定质量的气体的某种气体,在温度不变的情况下,压强P与体积V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=恒量例1一定质量气体的体积是20L时,压强为1×105Pa当气体的体积减小到16L时,压强为多大?设气体的温度保持不变解初态 p1=1×105PaV1=20LT1=T末态 p2=?PaV2=16LT2=T由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
三、气体等温变化的P-V图像思考:我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中,为了检验这两个物理量之间是否存在线性关系,可以建立P-1/V的坐标系然而,为了直观地描述压强P跟体积V的关系,通常还是用P-V坐标系等温变化图象
1、特点:1等温线是双曲线的一支2温度越高其等温线离原点越远.思考:一气体,不同温度下等温线是不同的,你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗?你是根据什么理由作出判断的?
2、图象意义1物理意义:反映压强随体积的变化关系2点意义:每一组数据---反映某一状态例
2、如图8—3所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法正确的是()从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的有图可知T1>T2有图可知T1<T2例
3、汽车轮胎的容积是
2.5×10-2m3,轮胎原有1atm的空气向轮胎内打气,直至压强增加到8atm为止应向轮胎里打进1atm的多少体积的空气(温度不变)小结探究实验的一般思路玻意耳定律气体等温变化的p--V图象的物理意义思考并联系生活:(5分钟)回答问题1并思考怎样解决生活中的问题.联系生活中的事迹猜想:一定质量的气体等温变化时,压强与体积之间存在什么关系并设计实验证实自己的猜想5分钟思考:怎样保证气体的质量和温度不变5分钟学生进行实验采集数据并完成表格10分钟利用计算机处理采集到的数据并对实验结果进行分析5分钟进一步对实验数据进行分析并得到确切的关系5分钟对于图像不过原点的原因同时思考改进措施4分钟得出实验结论理解更为准确的描述—玻意耳定律4分钟利用学习的气体等温变化的规律解决例题1同时总结解题基本思路.6分钟用图像的语言描述一定质量的气体在温度不变的情况下压强和体积之间的定量关系同时分析图象的特点.5分钟思考:不同等温线之间的温度大小之间的关系理解图像的物理含义:完成左侧的例题并总结解题基本规律5分钟学习札记备注T1ov图8—3T2p。