1.2 气体分子运动与压强 教案1
一、教学目标
【知识与技能】
了解规律及其在科学研究和社会生活中的作用
知道气体分子速率分布规律
知道气体压强的微观意义和从微观角度分析气体的压强为什么跟气体的温度和体积有关。
【过程与方法】
1．本节首先利用了统计规律来研究气体分子运动的特点，比较直观、具体
2．从微观角度来定义和分析宏观物理量及其产生机理，然后再对宏观物理量之间的规律进行解释，使人有一种豁然开朗的感觉。
【情感态度与价值观】
1．体会统计规律的重要性，在社会生活和生产实践中注重应用统计的方法来进行调查研究。
2．通过学习气体分子运动的特点，以及温度的微观定义，压强的微观意义，体会微观世界的奥秘，培养自己对未知世界探索的兴趣。
二、教学重点
1．气体压强产生的原因
2．气体压强与什么因素有关
三、教学过程
（一）偶然中的必然──统计规律
1．概率是用来表示随机事件发生可能性大小的一个量。
在大量重复进行同一试验时，事件A发生的频率（在进行的n次试验中，事件A发生了mA次，则称为事件A发生的频率）总是接近于某个常数，在它附近摆动，这时就把这个常数叫做事件A的概率。
你在投掷硬币的实验中，正面朝上的概率为50%，反面朝上的概率为50%，通过这次活动，你悟出的规律是大量的偶然事件整体遵循着一定的统计规律。
2．统计规律：大量偶然事件再现出来的整体规律。
在大量的偶然事件背后，隐藏着一种规律，这种规律要通过搜集大量资料并加以整理分析后才能显示出来。某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律。统计规律不仅普遍存在于自然现象中，也广泛存在于社会现象中。
伽儿顿板实验装置中在落球的通路上以密排方式布置了铁钉点阵，如果从入口处投入一个粒子，粒子下落过程中将与若干铁钉相碰，不断改变其运动方向，最终落入某一槽中。每次用一个粒子重复实验几次，可以看到单个粒子落在哪个槽中是偶然的，随机的，不可预见的。
若抽动隔板，使全部粒子一起下落，可以看到大量粒子在各个槽中的分布近似为正态分布，即中间的槽中粒子数多，两侧的槽中粒子数少。重复几次，可发现每次实验所得到的粒子分布曲线基本相同，曲线之间略有差异。这表明大量随机事件的整体特征有一定的规律性，这就是统计规律，各次实验结果之间的偏差就是统计规律的涨落现象。
抽动隔板，使全部粒子落下来，大量粒子在各槽中的分布大致是对称的，并且中间的槽中粒子数多，两侧的槽中粒子数少。
（二）气体分子速率分布规律
气体分子速率分布遵循着麦克斯韦速率分布规律：
1．在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，现出“中间多、两头少”的分布规律；
2．当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。
麦克斯韦的方法在物理学思想史上具有重要意义
（三）气体的压强
1．气体的压强与气体温度和单位体积的分子数有关。
2．温度越高，单位体积的分子数越多，气体的压强越大。
气体分子密度大（单位体积内气体分子的数目大），在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数目就多，气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞给器壁的冲力就；另一方面，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体的体积增大，分子密度变小，在这种情况下，若温度不变，则气体的压强减小；若温度降低，气体压强进一步减小，若温度升高，则气体压强可能不变也可能增大，所以气体压强的变化情况由分子密度的变化和温度的变化两个因素中起主导地位的来决定。
【典型例题】
例题 气体压强产生的原因是什么？
解析：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地撞击器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
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