第八章第4節(jié)氣體的微觀意義
一、教材分析
用微觀解釋宏觀，離不開統(tǒng)計規(guī)律。本節(jié)教材有意識地滲透統(tǒng)計觀點，提出什么是統(tǒng)計規(guī)律。時可以舉出學(xué)生比較熟悉的生活中的事例，幫助學(xué)生理解統(tǒng)計規(guī)律的意義，并理解壓強以及氣體實驗定律的微觀解釋。通過分析氣體分子運動的特點，去學(xué)習(xí)壓強的產(chǎn)生原因。
二、教學(xué)目標(biāo)
（一）、知識與技能
（1）能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，并能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。
??（2）能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律。
（二）、過程與方法
通過讓學(xué)生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的微觀想像能力和邏輯推理能力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法。
（三）、情感態(tài)度價值觀
通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析，對學(xué)生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維方法。
三、教學(xué)重點、難點
?1．用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是本節(jié)課的重點。
??2．氣體壓強的微觀意義是本節(jié)課的難點，因為它需要學(xué)生對微觀粒子復(fù)雜的運動狀態(tài)有豐富的想像力。
四、學(xué)情分析
根據(jù)學(xué)生的情況教師可以先讓學(xué)生課前完成“拋幣實驗”然后進行全班交流家與評價，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，從中領(lǐng)略到自然與社會的奇妙與和諧，增加對科學(xué)的求知欲和好奇心。
五、教學(xué)方法
討論、談話、練習(xí)、多媒體課件輔助
六、課前準(zhǔn)備
1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)氣體的微觀意義
2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，準(zhǔn)備實驗器材。
七、課時安排：1課時
八、教學(xué)過程
（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。
（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
設(shè)問：氣體的狀態(tài)變化規(guī)律？從微觀方面如何解釋？
（三）合作探究、精講點撥
1、統(tǒng)計規(guī)律
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2、氣體分子運動的特點
設(shè)問：氣體分子運動的特點有哪些？
??（1）氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個分子都可以在空間自由移動，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。
??（2）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個分子運動方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運動。
??（3）從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。
??（4）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率會增大。
??今天我們就是要從氣體分子運動的這些特點和規(guī)律來解釋氣體實驗定律。
??3、氣體壓強微觀解釋
?首先通過設(shè)問和討論建立反映氣體宏觀物理狀態(tài)的溫度（T）、體積（V）與反映氣體分子運動的微觀狀態(tài)物理量間的聯(lián)系：
?溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志，對確定的氣體而言，溫度與分子運動的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運動的平均速率
?? 體積影響到分子密度（即單位體積內(nèi)的分子數(shù)），對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子總數(shù)N是一定的，當(dāng)體積為V時，單位體積內(nèi)
??
??n越小。
??然后再設(shè)問：氣體壓強大小反映了氣體分子運動的哪些特征呢？
??這應(yīng)從氣體對容器器壁壓強產(chǎn)生的機制來分析。
??先讓學(xué)生看用小球模擬氣體分子運動撞擊器壁產(chǎn)生壓強的機制：
??顯示出如圖1所示的圖形：
??
向同學(xué)介紹：器材，實驗
??得出結(jié)論：由此可見氣體對容器壁的壓強是大量分子對器壁連續(xù)不斷地碰撞所產(chǎn)生的。
??進一步分析：v越大則平均沖擊力就越大，而單位時間內(nèi)單位面積上碰撞的次數(shù)既與分子密度n有關(guān)，又與分子的平均速率有關(guān)，分子密度n越大，v也越大，則碰撞次數(shù)就越多，因此從氣體分子動理論的觀點看，氣體壓強的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同決定，n越大，v也越大，則壓強就越大。
??4用氣體分子動理論解釋實驗三定律
??（1）教師引導(dǎo)、示范，以解釋玻意耳定律為例教會學(xué)生用氣體分子動理論解釋實驗定律的基本思維方法和簡易符號表述形式。
??范例：用氣體分子動理論解釋玻意耳定律。
一定質(zhì)量（m）的理想氣體，其分子總數(shù)（N）是一個定值，當(dāng)溫度（T）保持不變時，則分子的平均速率（v）也保持不變，當(dāng)其體積（V）增大幾倍時，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）變?yōu)樵瓉淼膸追种�，因此氣體的壓強也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強增大幾倍，即壓強與體積成反比。這就是玻意耳定律。
??書面符號簡易表述方式：
??
?小結(jié)：基本思維方法（詳細文字表述格式）是：依據(jù)描述氣體狀態(tài)的宏觀物理量（m、p、V、T）與表示氣體分子運動狀態(tài)的微觀物理量（N、n、v）間的相關(guān)關(guān)系，從氣體實驗定律成立的條件所述的宏觀物理量（如m一定和T不變）推出相關(guān)不變的微觀物理量（如N一定和v不變），再根據(jù)宏觀自變量（如V）的變化推出有關(guān)的微觀量（如n）的變化，再依據(jù)推出的有關(guān)微觀量（如v和n）的變與不變的情況推出宏觀因變量（如p）的變化情況，結(jié)論是否與實驗定律的結(jié)論相吻合。若吻合則實驗定律得到了微觀解釋。
??（2）讓學(xué)生體驗上述思維方法：每個人都獨立地用書面詳細文字?jǐn)⑹龊陀梅柡喴妆硎龅姆椒▉韺Σ槔矶蛇M行微觀解釋，然后由平時物理成績較好的學(xué)生口述，與下面正確答案核對。
書面或口頭敘述為：一定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當(dāng)溫度（T）升高時，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。這與查理定律的結(jié)論一致。
??用符號簡易表示為：
??（3）讓學(xué)生再次練習(xí)，用氣體分子動理論解釋蓋?呂薩克定律。再用更短的時間讓學(xué)生練習(xí)詳細表述和符號表示，然后讓物理成績?yōu)橹械鹊幕蜉^差的學(xué)生口述自己的練習(xí)，與下面標(biāo)準(zhǔn)答案核對。
??一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，要保持壓強（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時，全體分子運動的平均速率v會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減�。ǚ駝t壓強不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當(dāng)溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。這與蓋?呂薩克定律的結(jié)論是一致的。
??用符號簡易表示為：
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四、當(dāng)堂檢測
九、板書設(shè)計
氣體的微觀意義
一、統(tǒng)計規(guī)律
二、氣體分子運動的特點
三、氣體壓強微觀解釋
四、用氣體分子動理論解釋實驗三定律
十、教學(xué)反思
本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等，最后進行當(dāng)堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。
本節(jié)課時間45分鐘，其中情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)、檢查預(yù)習(xí)5分鐘，講解統(tǒng)計規(guī)律10分鐘，氣體分子運動的特點5分鐘，氣體壓強微觀解釋10分鐘，學(xué)生分組實驗5分鐘左右，反思總結(jié)當(dāng)堂檢測5分鐘左右，其余環(huán)節(jié)5分鐘，能夠完成教學(xué)內(nèi)容。在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!
十一、學(xué)案設(shè)計(見下頁)
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