知识点:
1. 大气压与海拔高度有关,海拔越高,大气压越低。
2、气体压强与气体分子数、容器容积、气体温度有关。
1、数字越多,气压越大;
2、体积越小,气压越大;
3、温度越高,气压越大。
视频教程:
实践:
1.(多选)下列关于温度的表述哪一项是正确的?
A. 摄氏温标和热力学温标是表达温度的两种不同方式。
B.用两个温度来表示温度变化时,两个温度的数值相等。
C.1K为1℃
D.当温度变化1°C时,也可以说温度变化了274K
2.(多选) 下列关于热力学温度的表述哪一项是正确的?
答:-33℃=240K
B. 1°C 的温度变化相当于 1K 的温度变化
C.摄氏温度和热力学温度都可以取负值
D.温度由t℃上升至2t℃,对应热力学温度上升t+273K
3.(多选) 下列关于热力学温度的表述哪一项是正确的?
A.热力学温度与每摄氏度温度相同。
B.热力学温度零点为-273.15℃
C.热力学零度是不可能达到的
D.当气体的温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零
4.(多选)关于气体压强,下列说法正确的是()
A.气体的压力是由气体分子的重力引起的。
B.气体的压力是由大量气体分子频繁地与器壁碰撞而产生的。
C.气体的压强,在数值上等于大量气体分子对单位面积容器壁所施加的平均力。
D.气体分子间平均距离越大,气体体积越大,气体压强越大
5. 下列哪项关于气体压力的说法是正确的?
A.如果气体分子的平均速度增加,气体的压强就会增加。
B.随着气体分子密度的增加,气体的压强会增加。
C.如果气体分子的平均动能增加,气体的压强就会增加。
D.如果气体分子的平均动能增加,气体压强可能会降低。
6、关于气体压强有以下几种学说: ①气体对壁面施加的压强,是由于大量气体分子与壁面频繁碰撞引起的。
②气体对壁面施加的压力等于作用在壁面单位面积上的平均力。
③从微观上看,气体压强的大小与气体分子的平均动能、分子的密度有关。
④从宏观上看,气体压强的大小与气体的温度、体积有关。
下列选项中,正确的是( )
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①②③正确 D.①②③④全部正确
7、将一端封闭的玻璃管倒置插入水银罐中,当管垂直放置时,管内水银面比管外水银面高h,上端空气柱长度为L,如图所示,已知大气压为HcmHg,下列说法正确的是?
A、此时封闭气体的压强为(L+h)cmHg
B.此时封闭气体的压强为(Hh)cmHg
C.此时封闭气体的压强为(H+h)cmHg
D.此时封闭气体的压强为(HL)cmHg
8、如图所示,垂直放置的弯管有一开口端A和一封闭端B,密度为ρ的液体在管内封住两段空气,管内液面高度差分别为h1、h2、h3,则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)()
A.p0-ρg(h1+h2-h3)
B.p0-ρg(h1+h3)
曲线C.p0-ρg(h1+h3-h2)
D.p0-ρg(h1+h2)
课件:
课程计划:
1.教学目标
1. 知识和技能
(1) 知道压力、温度和体积是描述气体状态的参数,其中一个量的变化会导致另一个或两个量的变化。
(2)理解波义尔定律。
(3)认识PV图,并能用PV图表示气体的等温变化过程。
(4)能运用波义尔定律解释生活中的有关现象。
2. 流程与方法
(1)体验探索一定质量气体的压强与体积关系的实验过程,感受控制变量等实验方法在研究多参数内在关系中的作用。
(2)通过画出pv等图像,使学生理解如何用图像来反映物理定律。
3.情感态度和价值观
通过探索一定质量的理想气体的压强与体积的关系,我们体会到物理定律是建立在实验研究基础上的,培养了尊重事实的科学态度。
3.教学重点与难点:
重点:探究一定质量的气体等温变化时压强与体积的定量关系
难点:如何处理压力和体积两个物理量的实验数据。
四、教学资源
演示实验:平底烧瓶和剥皮的煮鸡蛋、波义尔定律演示器、热水、冷水等。
学生实验:学生DIS(计算器+压力传感器+数据采集装置)实验系统、DIS专用注射器及注射器等。
饮料瓶、气球、注射器等
5. 教学设计理念
设计内容包括三个方面:第一,探究在温度不变的情况下,一定质量的气体的压强与体积之间的关系;第二,设计实验数据的测量和处理步骤;第三,了解波义尔定律的内容,并简单运用波义尔定律解释生活中的相关现象。
本次设计的基本思路是:首先通过演示实验的介绍网校头条,了解一定质量的气体的压强、体积和温度都会发生变化,再引入本课的研究目的。首先定性地了解在温度不变的情况下,一定质量的气体的压强与体积之间的关系,然后利用DIS实验定量地研究它们之间的关系,并推导出压强与体积之间的定量关系——波义尔定律。
本设计的重点为:体验探索—猜测、设计实验方案、获取实验数据、得出结论的过程,采用DIS实验与传统物理实验相结合的策略,更新实验研究流程,鼓励学生在实验研究中更加注重实验条件和研究方法;
本次设计的难点在于:如何根据实验数据证明前面的猜测是否正确。方法是:1.可以看pv的乘积(而不是pv的和)。2.通过pv图像分析,需要引导和学生讨论,画出p-1/v的图像,让学生体会“把曲线变成直线”的思路来处理数据。然后得出对于一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强和体积成反比,也就是波义尔定律。
这种设计强调学生自主的探索讨论、规律的形成过程以及伴随这一过程的物理方法的应用,培养学生分析、讨论、总结实验结果的能力。
本课的课堂教学设计充分利用了信息技术的支持来提高课堂教学的效率,无论是实验中DIS设备的使用,还是通过网络实现的不同实验组之间的交流与反馈,学生基于网络和课件的自主学习过程,在信息技术的支持下,为转化教学过程中的师生关系,让学生成为课堂教学过程的主体做出了很好的探索。
6.教学过程
1.流程图:
2.工艺说明:
活动一:学生观看烧瓶“吞”和“吐”鸡蛋实验。前者是温度降低,压强减小,体积减小;后者是温度升高,压强增大,体积增大。通过对现象的观察和讨论,学生认识到一定质量的气体的压强、体积、温度的变化之间存在一定的关系。
问题一:切入正题,通过提问的方式引导学生确定本节课的研究目的和方法。
活动二:猜想
学生在演示实验的基础上,进行讨论、交流,并围绕研究主题对气体压强与体积之间可能存在的定量关系做出猜测和假设。
问题二:根据猜想,引导学生构思实验方案,研究在温度不变的情况下,一定质量的气体的压强与体积之间的定量关系。
活动三:探究实验
在对气体压强与体积之间可能存在的定量关系进行假设的基础上,设计了实验方案。在实验设计过程中,对如何建立模型、如何利用DIS实验进行数据测量、数据处理等进行了具体的讨论。利用DIS实验系统采集一定质量的气体在等温变化过程中的压强和体积的实验数据,并对实验数据进行了分析处理。
活动四:数据分析
通过计算机图形学的分析和交流,我们得出了压强和体积之间存在定性关系,即压强增大,体积减小,我们推测压强和体积可能成反比。
活动五:图形分析
利用“把曲线变成直线”的思想,画出p-1/V图,得到p与1/V的比例关系,并得出压强与体积成反比的结论。
活动六:实际应用
运用所学知识,解决生活中与气体状态变化有关的问题,体会知识与生活的联系。
三、教学主要环节
第一部分:通过情境介绍和学生活动,发现当一定质量的气体的温度不变时,压强与体积之间存在一定的关系。
第二部分:通过学生的探索性实验,发现当一定质量的气体在一定的温度下,其压强和体积在变化过程中所遵循的规律就是等温变化规律。
第三部分:利用实验研究的成果,即波义尔定律,来分析一些现象,解决一些实际问题。
7. 课程计划示例
1. 场景介绍
【演示实验】将一个开口的平底烧瓶升温,在烧瓶口处放置一颗剥了壳的鸡蛋,将烧瓶浸入冷水中。可以观察到随着烧瓶温度的下降,鸡蛋会慢慢被烧瓶“吞下”。再将烧瓶倒过来,倒入热水,让其升温,鸡蛋就会慢慢被“吐出”。
【问题】烧瓶在“吞下又吐出”鸡蛋的过程中高中物理的内部联系教案,烧瓶内封闭气体的哪些参数发生了变化?它们是如何变化的?请解释原因。
【摘要】在让学生解释气体压强和体积如何随温度变化后,教师讲解,一定质量的气体的压强、体积、温度其中一个量的变化,会引起另两个量的变化,说明它们之间存在一定的关系。
2.探索实验
(1)请猜测等温条件下一定质量的气体的压强与体积的关系。
(2)老师提问:我们的猜测对吗?判断正确与否的依据是什么?
结果:科学实验是检验一个假设是否正确的基础。
(3)实验设计
首先,建立模型
“一定质量的气体”,用注射器封住一定质量的气体。
讨论:如果实验过程中活塞被拔出,我们可以把它压回去继续实验吗?不可以,因为气体的质量已经发生了变化。
“温度不变”,第一,做实验时不能用手握住注射器,第二,必须慢慢推拉注射器。
二、测量:测量的数据包括体积、压力。
“容量”:注射器上的数据是注射器内部的容量。
“压力”:更先进的方法是使用压力传感器。
三、数据处理:(学生实验得到数据后进行处理)
通过问题的讨论,让学生了解设计物理实验的基本步骤,以及每个步骤中的基本研究方法和关键实验条件,为独立进行实验研究做好准备。
(4)学生分组进行实验和数据收集:
实验准备:
a.全班同学组成实验小组,每组配备一台计算机、专用注射器、压力传感器、数据采集器等。
b. 老师介绍实验硬件及软件的使用
c.实验前,请实验人员连接传感器并打开电源。
实验步骤:
a.点击实验条目“研究温度恒定时,一定质量气体的压强与体积的关系”;
b.在数据表中输入设定的体积;
c.推拉注射器活塞直至到达各个设定容量,点击“记录数据”高中物理的内部联系教案,表格会记录不同容量对应的注射器内气体的压力数据。
3. 交换实验结果
分析实验数据:
问题:这个数据可以用什么方法来处理?你可以根据数据的大概关系进行猜测,然后证明它。
证明方法:首先计算乘积,请计算一下或者点击一下,可以看到在误差范围内,压强与体积的乘积是一个常数。
为了证明物理定律,我们也可以用图解法,画出两个变量的图形,也就是pv图。从pv图中我们可以看到,压强p随着体积v的增大而减小,就像一条双曲线。既然是曲线,我们就不能得出曲线上各点横纵坐标的乘积是常数(一定是双曲线),也不能得出压强和体积一定成反比。
请思考一下:如何得出压力与体积成反比的结论?(可以类比a与m的关系)。
如果图形是直线,就说明压力和体积成反比。这体现了处理实验数据的“把曲线变成直线”的思想。
4.研究结果
波义尔定律:当一定质量的气体的温度不变时,它的压强和它的体积成反比。
这个规律可以用一个公式来表达,即:
p1v1=p2v2 或写为:pv=
物理定律不仅可以通过公式来表达,还可以通过图形来表达。我们称 pv 图为等温线。等温线是一条双曲线,其中每个点的横坐标和纵坐标的乘积相等。
这一定量关系最早是300多年前的1661年6月18日,由英国化学家、物理学家波义尔通过实验发现的,因此被称为波义尔定律。
5. 实践与应用
(1)吹气球比赛:每个同学手拿一个塑料瓶,里面装着气球,比赛看谁能把瓶中的气球吹起来。运用所学知识分析原因。(注意研究对象是瓶中的气体,而不是气球或气球内的气体)
(2)如何改变密封在容器中的气球的体积。想一个策略。
(3)1、在南京考察时,有同学想到用波义尔定律测量紫金山的高度。他们做了一个简单的实验:把一根一端封闭的细玻璃管垂直放在山脚下,开口朝上,往里面灌入一块水银,封住一部分空气。水银柱高16cm,封住的空气柱高15.0cm。现把它带到山上,测量高15.63cm。请问紫金山有多高?(据调查,当地大气压为101.1kPa,海拔每升高12m,气压约下降0.1cmHg)
6. 布置作业:(见学习计划)
高中生预习+老师备课资料:
测试中心
考试要点总结+课件+教案+试卷
图片及文字来源于网络,版权归原作者所有,如有不当请告知我们将删除