1.3分子运动速率分布规律 学案(含答案)-2021年高中物理人教版(新教材)选择性必修第三册
《1.3分子运动速率分布规律 学案(含答案)-2021年高中物理人教版(新教材)选择性必修第三册》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1.3分子运动速率分布规律 学案(含答案)-2021年高中物理人教版(新教材)选择性必修第三册(12页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
1、第第 3 节节 分子运动速率分布规律分子运动速率分布规律 核 心 素 养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与 责任 1.了解什么是统计规律。 2.知道气体分子运动的特点、 方向、速率大小。 3.能用气体分子动理论和动量 定理等内容解释气体压强产 生的原因。 4.知道影响气体压强大小的微 观因素。 1.体会用气体分子 的速率分布图像 描述气体分子速 率分布特点。 2.体会用动量定理 分析气体压强的 产生机制。 实验模拟 气体压强 产生的机 理。 利用所学知 识迁移解决 生产生活中 的问题。 知识点一 随机性与统计规律 气体分子运动特点 阅读助学 抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛
2、掷次数较少和次数很多时,会 有什么规律? 答案 抛掷次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但抛掷次数很多时,正 面向上或向下的概率是相等的,即遵守统计规律。 随机性与统计规律、气体分子运动的特点 1.随机性与统计规律 (1)必然事件:在一定条件下必然出现的事件。 (2)不可能事件:在一定条件下不可能出现的事件。 (3)随机事件:在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件。 (4)统计规律:大量随机事件整体表现出来的规律。 2.气体分子运动的特点 (1)由于气体分子间的距离比较大,分子间作用力很弱。通常认为,气体分子除了 相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做匀速直线运动,因而气体会充满它能达 到
3、的整个空间。 (2)分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且 向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。 思考判断 (1)由于气体分子间距离较大,所以气体很容易被压缩。() (2)气体之所以能充满整个空间,是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微 弱,气体分子可以在空间自由运动。() (3)由于气体分子间的距离较大,所以气体分子间根本不存在相互作用。() (4)某一时刻一个分子的速度大小和方向是偶然的。() 知识点二 分子运动速率分布图像 阅读助学 下表是氧气分别在 0和 100时, 同一时刻在不同速率间内的分子数占总分子数 的百分比,阅读后能得出什么结论? 按速率大
4、小划分的区间(m s 1) 各速率区间的分子数占总分子数 的百分比(%) 0 100 100 以下 1.4 0.7 100200 8.1 5.4 200300 17.0 11.9 300400 21.4 17.4 400500 20.4 18.6 500600 15.1 16.7 600700 9.2 12.9 700800 4.5 7.9 800900 2.0 4.6 900 以上 0.9 3.9 答案 (1)大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的速率较大或较小。 (2)随着温度升高,气体分子的平均速率增大。 1.气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布。当温度升高时,对某一分子 在某
5、一时刻它的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且“中间 多”的分子速率值在增加。如图所示。 2.温度越高,分子的热运动越剧烈。 思考判断 (1)气体内部所有分子的速率都随温度的升高而增大。() (2)当温度发生变化时,气体分子的速率不再是“中间多,两头少”。() (3)温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同。() 知识点三 气体压强的微观解释 观图助学 如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中恰好装满水,乙中充满空气(容 器容积恒定) 请比较 A、B 两点和 C、D 两点压强大小关系。 提示 液体的压强 pgh,hAhB,可知 pApB,而密闭容器中气体压强各处均相 等,与位
6、置无关,pCpD 1.气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力。 2.产生原因:大量气体分子对器壁的碰撞引起的。 3.决定气体压强的微观因素 (1)若某容器中气体分子的平均速率越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器 壁的碰撞对器壁的作用力就越大。 (2)若容器中气体分子的数密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数 就多,平均作用力也会较大。 思考判断 (1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的。() (2)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。() (3)气体分子的平均速率越大,分子数密度越大,气体压强越大。() 关于统计规律 (1)个别事件的出现具有偶
7、然性,但大量事件出现的机会却遵从一定的统计规律。 (2)从微观角度看,由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的 运动步调,单独来看,每个分子的运动都是不规则的,具有偶然性,但从总体来 看,大量分子的运动却有一定的规律。 对气体分子运动特点再认识 (1)运动的自由性 气体分子之间的距离很大,大约是分子直径的 10 倍,数量级为 10 9 m;因此除 了相互碰撞或者跟器壁碰撞外, 气体分子间没有作用力, 可以在空间内自由移动。 这就是为什么气体能充满它能到达的整个空间的原因。 (2)运动的无序性 分子的运动永不停息、但杂乱无章,在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子 都有,而且向各个
8、方向运动的气体分子数目几乎相等。 (3)运动的高速性 常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒,虽然分子运动无规则,速率大 小也不相等,但大量分子的速率分布呈现“中间多、两头少”的规律(如图中曲线 所示)。当温度升高时,对某一分子在某一时刻它的速率不一定增大,但大量分 子的平均速率一定增大,而且“中间多”的分子速率在增大,即曲线峰值向速率 大的方向移动。如图中曲线所示。 由于频繁地碰撞,气体分子运动瞬息万变、速度剧增或剧减都很频繁,所以热学 中并不研究某一个分子或某些分子的运动。 图中两曲线下的面积表示各种速率区间的分子数占总分子数的百分比的总和,其 数值等于 1,故两曲线下的面积相等。 要
9、注意压强产生的原因,本题中液体产生压强是由于重力的作用,气体产生压强 是由于气体分子撞击器壁。液体内部随深度的增加压强增大,而气体内压强处处 相同。 气体分子与器壁碰撞产生的撞击力 F 由动量定理和牛顿第三定律推出,碰撞为弹 性碰撞。 Ft2mv FF 则 F2mv t 气体压强与大气压强不同 大气压强是由大气自身重力作用产生的,随高度增大而减小。 气体压强是由大量分子撞击器壁产生的,不随高度变化而变化。 核心要点 统计规律与气体分子运动 要点归纳 1.对统计规律的理解 (1)个别事件的出现具有偶然性, 但大量事件出现的机会, 却遵从一定的统计规律。 (2)从微观角度看,由于物体是由数量极多的
10、分子组成的,这些分子并没有统一的 运动步调,单独来看,各个分子的运动都是不规则的,具有偶然性,但从总体来 看,大量分子的运动却有一定的规律。 2.气体的微观结构特点 (1)气体分子间的距离较大,大于 10r0(10 9 m),气体分子可看成质点。 (2)气体分子间的分子力很微弱,通常认为气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外, 不受其他力的作用。 3.气体分子运动的特点 (1)标准状态下 1 cm3气体中的分子数比地球上的人口总数还要多上许多亿倍。大 量气体分子做无规则热运动,因此,分子之间频繁地碰撞、每个分子的速度大小 和方向频繁地改变。 (2)正是“频繁碰撞”,造成气体分子不断地改变运动方向,
11、使得每个气体分子可 自由运动的行程极短(理论研究指出通常情况下气体分子自由运动行程的数量级 仅为 10 8 m),整体上呈现为杂乱无章的运动。 (3)分子运动的杂乱无章,使得分子在各个方向运动的机会均等。 试题案例 例 1 (多选)关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是( ) A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的 B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等 D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化 解析 具有某一速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计分 布规律,选项 A 错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1.3分子运动速率分布规律 学案含答案2021年高中物理人教版新教材选择性必修第三册 1.3 分子 运动 速率 分布 规律 答案 2021 年高 物理 人教版 新教材 选择性 必修 第三
链接地址:https://www.77wenku.com/p-195261.html