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(jì)規(guī)律。本節(jié)教材有意識(shí)地滲透統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)，提出什么是統(tǒng)計(jì)規(guī)律。時(shí)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(jì)規(guī)律的意義，并理解壓強(qiáng)以及氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋。通過分析氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，去學(xué)習(xí)壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因。
二、教學(xué)目標(biāo)
（一）、知識(shí)與技能
（1）能用氣體分子動(dòng)理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義，并能知道氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積與所對(duì)應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。
??（2）能用氣體分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律。
（二）、過程與方法
通過讓學(xué)生用氣體分子動(dòng)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(jì)物理”的思維方法。
（三）、情感態(tài)度價(jià)值觀
通過對(duì)宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析，對(duì)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(diǎn)、難點(diǎn)
?1．用氣體分子動(dòng)理論來解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律是本節(jié)課的重點(diǎn)。
??2．氣體壓強(qiáng)的微觀意義是本節(jié)課的難點(diǎn)，因?yàn)樗枰獙W(xué)生對(duì)微觀粒子復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)”然后進(jìn)行全班交流家與評(píng)價(jià)，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，從中領(lǐng)略到自然與社會(huì)的奇妙與和諧，增加對(duì)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(shí)驗(yàn)器材。
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過程
（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)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(duì)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(diǎn)撥
1、統(tǒng)計(jì)規(guī)律
?
2、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
設(shè)問：氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)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(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng)，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)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(gè)分子運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。
??（3）從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)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(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。
??今天我們就是要從氣體分子運(yùn)動(dòng)的這些特點(diǎn)和規(guī)律來解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律。
??3、氣體壓強(qiáng)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(yùn)動(dòng)的微觀狀態(tài)物理量間的聯(lián)系：
?溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，對(duì)確定的氣體而言，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)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(duì)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(shí)，單位體積內(nèi)
??
??n越小。
??然后再設(shè)問：氣體壓強(qiáng)大小反映了氣體分子運(yùn)動(dòng)的哪些特征呢？
??這應(yīng)從氣體對(duì)容器器壁壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)制來分析。
??先讓學(xué)生看用小球模擬氣體分子運(yùn)動(dòng)撞擊器壁產(chǎn)生壓強(qiáng)的機(jī)制：
??顯示出如圖1所示的圖形：
??
向同學(xué)介紹：器材，實(shí)驗(yàn)
??得出結(jié)論：由此可見氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是大量分子對(duì)器壁連續(xù)不斷地碰撞所產(chǎn)生的。
??進(jìn)一步分析：v越大則平均沖擊力就越大，而單位時(shí)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(dòng)理論的觀點(diǎn)看，氣體壓強(qiáng)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(qiáng)就越大。
??4用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律
??（1）教師引導(dǎo)、示范，以解釋玻意耳定律為例教會(huì)學(xué)生用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)定律的基本思維方法和簡易符號(hào)表述形式。
??范例：用氣體分子動(dòng)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(gè)定值，當(dāng)溫度（T）保持不變時(shí)，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(shí)，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(qiáng)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(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。
??書面符號(hào)簡易表述方式：
??
?小結(jié)：基本思維方法（詳細(xì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的微觀物理量（N、n、v）間的相關(guān)關(guān)系，從氣體實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)定律的結(jié)論相吻合。若吻合則實(shí)驗(yàn)定律得到了微觀解釋。
??（2）讓學(xué)生體驗(yàn)上述思維方法：每個(gè)人都獨(dú)立地用書面詳細(xì)文字?jǐn)⑹龊陀梅?hào)簡易表述的方法來對(duì)查理定律進(jìn)行微觀解釋，然后由平時(shí)物理成績較好的學(xué)生口述，與下面正確答案核對(duì)。
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(shí)，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(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率（v）也增大，則氣體壓強(qiáng)（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時(shí)，氣體壓強(qiáng)（p）也減小。這與查理定律的結(jié)論一致。
??用符號(hào)簡易表示為：
??（3）讓學(xué)生再次練習(xí)，用氣體分子動(dòng)理論解釋蓋?呂薩克定律。再用更短的時(shí)間讓學(xué)生練習(xí)詳細(xì)表述和符號(hào)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(duì)。
??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(qiáng)（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時(shí)，全體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率v會(huì)增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減小（否則壓強(qiáng)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(shí)，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(hào)簡易表示為：
??
四、當(dāng)堂檢測(cè)
九、板書設(shè)計(jì)
氣體的微觀意義
一、統(tǒng)計(jì)規(guī)律
二、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
三、氣體壓強(qiáng)微觀解釋
四、用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律
十、教學(xué)反思
本課的設(shè)計(jì)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(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。
本節(jié)課時(shí)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(jì)規(guī)律10分鐘，氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)5分鐘，氣體壓強(qiáng)微觀解釋10分鐘，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)5分鐘左右，反思總結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)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(huì)繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計(jì)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(jìn)步!
十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/61444.html
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