高中物理气体教案与知识点解析.docx
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高中物理气体教案与知识点解析
8.1气体的等温变化玻意耳定律
三维教学目标
1、知识与技能
（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、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：
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。
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。
教学教具：
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。
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。
教学过程：
第一节气体的等温变化玻意耳定律
（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∝1/m，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）新课教学
1、一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系
思考：
怎样保证气体的质量是一定的？
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
1
2
3
4
5
体积
V
…
…
压强
②A管中气体体积增大时（基准体积为V′）
顺序
1
2
3
4
5
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。
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
问题：
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？
pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗？
（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）
下面的数据说明什么？
一定质量的氦气
压强
1atm
500atm
1000atm
实测体积
1m3
1.36/500m3
2.0685/1000m3
计算体积
1/500m3
1/1000m3
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。
你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？
你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？
例1：
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％。
8.2气体的等容变化和等压变化
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道什么是气体的等容变化过程；
（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；
（3）知道查理定律的适用条件；
（4）会用分子动理论解释查理定律。
2、过程与方法：
通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。
3、情感、态度与价值观：
培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。
教学重难点
（1）查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点；
（2）气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。
教学教具：
带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。
查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。
教学过程：
第二节气体的等容变化和等压变化
（一）引入新课
演示实验：
滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
这个实验告诉我们：
一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。
请学生举一些生活中的实例。
下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。
（二）新课教学
1、气体的等容变化
气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。
2、一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究
（1）实验装置——查理定律演示器
请学生观察实物。
请学生结合实物演示，弄明白如下问题：
①研究对象在哪儿？
②当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？
③当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？
④怎样保证瓶中气体的体积不变？
⑤瓶中气体的压强怎样表示？
（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）
（2）用气压计测量大气压强
p0= mmHg（注意水银气压计的读数方法。
）请两位学生读出当时的大气压强值。
（3）实验条件：
一定质量的气体、一定的气体体积。
请学生讨论：
怎样保证实验条件？
（烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好。
使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来）
（4）实验过程
第一、将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。
（请学生估测发生的现象）
现象：
烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。
气体压强减小。
措施：
请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
第二、将烧瓶完全置于冰水混合物中。
（请学生估测发生的现象）
现象：
烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。
措施：
仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
第四、将烧瓶完全置于30℃的温水中。
（请学生估测发生的现象）
现象：
B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。
措施：
请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
第五、将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。
（5）实验数据表格
实验次数
1
2
3
4
5
6
气体温度（℃）
－20
0
30
45
60
75
气体压强mmHg
p0= mmHg 室温 ℃
请学生计算：
（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
（6）图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）
由此图象，可写出如下方程：
p=p0+kt其中k为斜率，精确的实验指出t外推=-273℃。
3、实验结论——查理定律
1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从查理定律。
（1）适用条件：
①温度不太低；②压强不太大。
微观解释：
请学生自学课本。
4、查理定律的应用
例1：
一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为2.0×103Pa，则（C）
A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×103Pa
B．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×103Pa
C．它在0℃时，压强约为1.4×105Pa
8.3 气体理想气体的状态方程
三维教学目标
1、知识与技能
（1）初步理解“理想气体”的概念；
（2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题；
（3）熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。
2、过程与方法：
通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。
3、情感、态度与价值观：
通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。
教学重点：
理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一；
教学难点：
对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。
另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。
教学教具：
气体定律实验器、烧杯、温度计等。
教学过程：
第三节气体·理想气体的状态方程
（一）引入新课
前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循的规律，而查理定律是一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规律，即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，
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