小學(xué)健康的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-13八、氣體的壓強(qiáng)。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的八、氣體的壓強(qiáng),供您參考,希望能夠幫助到大家。
八、氣體的壓強(qiáng)教學(xué)目標(biāo):
1.了解氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
2.掌握我們所談的氣體的壓強(qiáng)就是氣體對(duì)容器器壁的壓強(qiáng)。
3.掌握氣體壓強(qiáng)的微觀意義。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析:
重點(diǎn):
氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因,即氣體壓強(qiáng)的微觀解釋。
難點(diǎn):
1.氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn);
2.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因;
3.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素。
課時(shí)安排:
1課時(shí)。
課前準(zhǔn)備:
演示1:大針管、橡膠套
演示2:氣球、打氣筒
演示3:彈簧秤、托盤、細(xì)線、水槽、小彈珠
演示4:燒瓶、軟管、玻璃管、微小壓強(qiáng)計(jì)、酒精燈、火柴
演示5:微小壓強(qiáng)計(jì)、大針管
教學(xué)過(guò)程:
引入新課
提問(wèn):分子間作用力的特點(diǎn)如何?氣體分子間作用力的特點(diǎn)如何?
答:分子間同時(shí)存在著引力和斥力,隨著分子間距離的增大,分子間引力和斥力都將減小。氣體分子間距約為平衡距離r0的10倍,分子間引力和斥力減小到幾乎為零。
提出:本節(jié)開(kāi)始研究氣體的性質(zhì),現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)氣體的壓強(qiáng)。
板書(shū):八、氣體的壓強(qiáng)
進(jìn)行新課
板書(shū):1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
演示:利用大針管封閉一段氣體,壓縮活塞做氣體壓縮演示。
板書(shū):(1)氣體很容易被壓縮說(shuō)明氣體分子間有很大的空隙。
演示:用手捏一個(gè)氣球,改變氣球的形狀,引導(dǎo)學(xué)生了解容器形狀的改變表明了氣體的形狀也隨之改變,并提問(wèn)學(xué)生這說(shuō)明了什么,是什么原因造成的。
板書(shū):(2)氣體能夠充滿整個(gè)容器,氣體分子可以自由地運(yùn)動(dòng)。氣體既沒(méi)有一定的體積,也沒(méi)有一定的形狀。
指導(dǎo)閱讀:課本第111面的《閱讀材料——?dú)怏w分子的速率和統(tǒng)計(jì)規(guī)律》
板書(shū):(3)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率很大,氣體分子的速率分布呈“正態(tài)分布”。
演示:壓縮大針管活塞沖開(kāi)橡膠塞。
板書(shū):(4)氣體的壓強(qiáng):氣體對(duì)容器的器壁有壓強(qiáng)。單位:帕斯卡(Pa)
提問(wèn):氣體分子對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是怎樣產(chǎn)生的?
舉例:(1)擊打球,如籃球、足球、排球,能感到運(yùn)動(dòng)的球?qū)ι眢w的壓力作用。
(2)大風(fēng)天氣,揚(yáng)起的灰塵吹在臉上,有被“打”痛的感覺(jué)。
演示3:小彈珠持續(xù)打擊托盤對(duì)托盤產(chǎn)生了壓強(qiáng)。
結(jié)論:氣體的壓強(qiáng)就是大量的氣體分子頻繁地與器壁發(fā)生碰撞的結(jié)果。
板書(shū):2.氣體壓強(qiáng)的微觀意義
板書(shū):(1)產(chǎn)生原因:大量的氣體分子頻繁地與器壁發(fā)生碰撞。
板書(shū):(2)氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。
演示4:加熱氣體,溫度升高,壓強(qiáng)增大。
演示5:壓縮氣體,壓強(qiáng)增大。
板書(shū):3.影響氣體壓強(qiáng)的因素
板書(shū):(1)微觀——?dú)怏w分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。
板書(shū):(2)宏觀——?dú)怏w溫度和體積。
小結(jié):本節(jié)課知識(shí)及重點(diǎn)內(nèi)容。
隨堂練習(xí):
1.關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng),下列說(shuō)法中正確的是:
A.是由氣體的重力而產(chǎn)生的;
B.是大量氣體分子與器壁發(fā)生頻繁的碰撞而產(chǎn)生的;
C.一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)與氣體的溫度有關(guān)而與體積無(wú)關(guān);
D.平均動(dòng)能大的氣體分子產(chǎn)生的壓強(qiáng)一定大。
2.關(guān)于大氣壓強(qiáng),下列說(shuō)法正確的是:
A.是由大氣的重力而產(chǎn)生的;
B.是大量氣體分子與器壁頻繁地發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的;
C.隨著高度的增加大氣壓強(qiáng)增大;
D.隨著高度的增加大氣壓強(qiáng)減小。
延伸閱讀
氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?下面是由小編為大家整理的“氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
第六章C氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系
一、教學(xué)任務(wù)分析
本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生在學(xué)習(xí)了分子動(dòng)理論和波意耳定律等知識(shí)后,對(duì)氣體狀態(tài)變化規(guī)律的研究過(guò)程和方法有一定了解的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究氣體的等容變化過(guò)程及其規(guī)律。從科學(xué)研究方法來(lái)看,熱學(xué)作為一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)體系,它在繼承力學(xué)的許多研究方法的同時(shí),又增添一些新的研究方法——外推法(也稱極限思維法),并導(dǎo)致熱力學(xué)溫標(biāo)的創(chuàng)立;建立微觀氣體模型對(duì)宏觀規(guī)律獲得本質(zhì)的認(rèn)識(shí)等。
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要理解氣體的體積、壓強(qiáng)和溫度這三個(gè)狀態(tài)參量和氣體的狀態(tài)變化之物理意義,并且要了解探究氣體狀態(tài)變化規(guī)律常用的方法——控制變量法和使用DIS實(shí)驗(yàn)器材的一些必備技能。
通過(guò)氣球加熱后破裂等情景引入,使學(xué)生定性認(rèn)識(shí)到一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)其壓強(qiáng)變化與溫度變化的趨向相同。
通過(guò)對(duì)不同種類、不同體積的氣體進(jìn)行DIS實(shí)驗(yàn)探究,在計(jì)算機(jī)上得到p-t圖像,并要求學(xué)生作圖,然后通過(guò)對(duì)p-t圖像的分析、討論,理解壓強(qiáng)隨溫度變化是線性的關(guān)系和圖線在縱軸與橫軸上截距的物理意義。
應(yīng)用外推法合理外推圖線,創(chuàng)建熱力學(xué)溫標(biāo),并得到查理定律。
本節(jié)課的學(xué)習(xí)體現(xiàn)出以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體,在獲得知識(shí)的同時(shí),感受科學(xué)探究的過(guò)程與方法,學(xué)會(huì)應(yīng)用DIS實(shí)驗(yàn)研究實(shí)際問(wèn)題,應(yīng)用物理思維方法進(jìn)行推理分析、得出結(jié)論,促使學(xué)生形成樂(lè)于探究的情感。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)知道一定量的氣體在體積不變的情況下壓強(qiáng)和溫度間關(guān)系的圖象表達(dá),即p-t圖像和p-T圖像。
(2)知道熱力學(xué)溫標(biāo),知道絕對(duì)零度的物理意義。
(3)理解查理定律。
(4)學(xué)會(huì)用DIS實(shí)驗(yàn)器材完成一定量的氣體在體積不變的情況下壓強(qiáng)和溫度間關(guān)系的
探究任務(wù),并正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.過(guò)程與方法
(1)運(yùn)用控制變量的方法進(jìn)行DIS實(shí)驗(yàn)。
(2)運(yùn)用外推法建立熱力學(xué)溫標(biāo),并在對(duì)p-T圖像分析的基礎(chǔ)上得出查理定律。
3.情感、態(tài)度價(jià)值觀
(1)領(lǐng)略物理思維方法在探究、分析推理過(guò)程中的作用。
(2)由日常生活中的氣體等容變化現(xiàn)象養(yǎng)成觀察身邊的物理現(xiàn)象的習(xí)慣。
(3)在探究過(guò)程中體驗(yàn)合作的意義和樂(lè)趣,養(yǎng)成共享各自的探究成果的習(xí)慣。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):對(duì)p-t圖像的分析討論,得到查理定律。
難點(diǎn):對(duì)p-t圖像物理意義的分析討論,歸納得出結(jié)論,應(yīng)用外推法建立熱力學(xué)溫標(biāo)。
四、教學(xué)資源
器材
演示實(shí)驗(yàn):
投影儀、玻璃試管、橡皮塞、熱水、冷水等。
學(xué)生實(shí)驗(yàn):
DIS(壓強(qiáng)傳感器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)等)、分別裝有二氧化碳、氧氣、空氣等各種形狀的玻璃燒瓶,遠(yuǎn)紅外加熱器。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括三個(gè)方面:一是實(shí)驗(yàn)探究一定質(zhì)量的氣體在等容過(guò)程中的壓強(qiáng)與溫度的線性關(guān)系;二是熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系;三是查理定律及溫度升高導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大的微觀原因。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:從氣體在等容過(guò)程中壓強(qiáng)隨溫度的升高而增大的定性認(rèn)識(shí)到DIS實(shí)驗(yàn)定量研究,然后從圖像分析歸納得出壓強(qiáng)與溫度的線性關(guān)系,在熱力學(xué)溫標(biāo)得基礎(chǔ)上得到定量規(guī)律——查理定律。
本設(shè)計(jì)要突破的重點(diǎn)是:DIS實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的分析討論。方法是:通過(guò)對(duì)不同體積、不同種類的氣體的研究和計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)與學(xué)生作圖相結(jié)合,從圖線的物理意義入手認(rèn)識(shí)到氣體在質(zhì)量一定、體積不變的情況下其壓強(qiáng)與溫度的變化關(guān)系。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:從圖像分析討論得出壓強(qiáng)與溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系。方法是:通過(guò)觀看演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生舉例等,定性得到封閉在容器內(nèi)的空氣其壓強(qiáng)的大小變化趨向與溫度變化相同的結(jié)論的,在定量探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上充分討論,分析推理、歸納整理得出p-t數(shù)學(xué)關(guān)系,利用外推法建立熱力學(xué)溫標(biāo)并進(jìn)而得到查理定律。
本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究與討論、重視規(guī)律形成的過(guò)程,以及伴隨這一過(guò)程的物理方法的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論、歸納概括的能力。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需1課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、流程圖說(shuō)明
情景演示實(shí)驗(yàn)
改變玻璃試管中空氣的溫度,通過(guò)設(shè)問(wèn)1使學(xué)生感悟到氣體溫度的變化可能會(huì)引起壓強(qiáng)跟著變化。
活動(dòng)I大家談
通過(guò)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際中的例子,討論歸納出“壓強(qiáng)隨溫度的升高而增大、隨溫度的降低而
減小”的結(jié)論。
通過(guò)設(shè)問(wèn)2引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)其壓強(qiáng)與溫度變化的定量關(guān)系,并注意應(yīng)用控制變量法進(jìn)行DIS實(shí)驗(yàn)
活動(dòng)IIDIS實(shí)驗(yàn)
由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究一定質(zhì)量的各種氣體在體積不變時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系。
活動(dòng)III作圖分析
通過(guò)計(jì)算機(jī)作圖和學(xué)生描點(diǎn)作圖,分析交流得出壓強(qiáng)與溫度的具體關(guān)系。
活動(dòng)Ⅳ分析外推
分析p-t的物理意義,得到p-t的數(shù)學(xué)關(guān)系、熱力學(xué)溫標(biāo)、查理定律。
實(shí)際應(yīng)用反饋練習(xí)
通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用,解決生活中相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,感悟知識(shí)與生活的聯(lián)系。
3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為三個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生舉例,通過(guò)討論交流,得到氣體的壓強(qiáng)與溫度變化之間的定性關(guān)系。
第二環(huán)節(jié),通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)得出氣體壓強(qiáng)與溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系。
第三環(huán)節(jié),通過(guò)熱力學(xué)溫標(biāo)的建立得到查理定律的表達(dá)式。
七、教案示例
(一)情景引入:
[演示實(shí)驗(yàn)]使用酒精燈對(duì)開(kāi)口端用小木塞封閉的玻璃試管加熱使木瓶塞彈出,把同樣的玻璃管放入冰水中,要求一個(gè)學(xué)生用手捏住瓶塞。
[提出問(wèn)題]為什么木瓶塞會(huì)彈出?為什么感覺(jué)瓶塞往下滑?
[歸納小結(jié)]在請(qǐng)學(xué)生例舉各種生活中的氣體壓強(qiáng)隨溫度變化的例子、并予以解釋后,教
師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上予以小結(jié)得出定性的結(jié)論,
(二)自主探究
[提出問(wèn)題].一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)其壓強(qiáng)與溫度變化的定量關(guān)系究竟是怎樣的?我們應(yīng)該采取怎樣的方法和器材進(jìn)行探究?
[實(shí)驗(yàn)探究]1、分組討論構(gòu)思實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)器材。
2、小組實(shí)驗(yàn)。
[作圖分析]1、在計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的p-t圖。
2、小組討論分析得出壓強(qiáng)與溫度的具體關(guān)系。
3、各組交流自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[分析外推]教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步加深理解p-t圖的物理意義,得出p-t的數(shù)學(xué)關(guān)系。利用外
推法建立熱力學(xué)溫標(biāo),理解絕對(duì)零度的物理意義。
(三)得出定律:利用熱力學(xué)溫標(biāo)得到查理定律。
(四)作業(yè)布置(略)
氣體
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè),幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“氣體”,希望能為您提供更多的參考。
復(fù)習(xí)內(nèi)容第八章氣體
復(fù)習(xí)目標(biāo)1.掌握三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律一個(gè)狀態(tài)方程并會(huì)用定律和理想氣體狀態(tài)方程分析定質(zhì)量狀態(tài)變化問(wèn)題。
2.會(huì)計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng),會(huì)利用圖象進(jìn)行解題。
考點(diǎn)分析I級(jí)要求,2011年考試說(shuō)明中對(duì)定量計(jì)算不做要求
考查題型概念性選擇題為主,會(huì)出現(xiàn)一些用定律的簡(jiǎn)單真空型計(jì)算
學(xué)習(xí)過(guò)程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
一、氣體實(shí)驗(yàn)定律
玻意耳定律表達(dá)式:,圖象特征:
查理定律表達(dá)式:,圖象特征:
蓋。呂薩克定律:,圖象特征:
二、理想氣體狀態(tài)方程
1.理想氣體是指:
2.方程的表達(dá)式:
三、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義。
【知識(shí)點(diǎn)考查】
一、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算
例1如圖所示,豎直放置的U型管,左端開(kāi)口,右端封閉,管內(nèi)有a、b兩段水銀柱,將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)。已知水銀柱a長(zhǎng)為10cm,水銀柱b兩個(gè)液面的高度差為5cm,大氣壓強(qiáng)為75cmHg,求氣體A、B的壓強(qiáng)。
二、氣體狀態(tài)變化圖象及應(yīng)用
例2一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過(guò)程,ab、bc、cd和da這四個(gè)過(guò)程在p—T圖上都是直線段,其中ab的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)點(diǎn)0,bc垂直于ab而cd平行于ab,由圖可以判斷()
A.a(chǎn)b過(guò)程中氣體體積不斷減小
B.bc過(guò)程中氣體體積不斷減小
C.cd過(guò)程中氣體體積不斷增大
D.da過(guò)程中氣體體積不斷增大
三、氣缸類問(wèn)題處理
一般思路:
⑴弄清題意,確定研究對(duì)象,一般地說(shuō),研究對(duì)象分兩類:一類是熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體),另一類是力學(xué)研究對(duì)象(氣缸、活塞或某系統(tǒng))。
⑵分析題目所描述的物理過(guò)程,對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程,依氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程;對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確進(jìn)行受力分析,依力學(xué)規(guī)律列出方程。
⑶注意挖掘題目的隱含條件,如幾何關(guān)系等,列出輔助方程。
⑷多個(gè)方程聯(lián)立求解。對(duì)求解的結(jié)果要注意檢查它們的合理性。
例3一個(gè)質(zhì)量可不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開(kāi)口的直立圓筒形容器內(nèi),活塞上堆放著鐵砂,如圖所示。最初活塞擱置在容器內(nèi)壁的固定卡環(huán)上,氣體柱的高度為H0,壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0,現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱,當(dāng)氣體溫度升高了ΔT=60K時(shí),活塞及鐵砂開(kāi)始離開(kāi)卡環(huán)而上升,繼續(xù)加熱直到氣柱高度為H1=1.5H。此后,在維持溫度不變的條件下逐漸取出鐵砂,直到鐵砂全部取走時(shí),氣柱高度為H2=1.8H0,求此時(shí)氣體的溫度(不計(jì)活塞與容器之間的摩擦)。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.一定質(zhì)量的理想氣體的性質(zhì)和特性有()
A.在溫度不變的條件下,體積與壓強(qiáng)成反比
B.只有在溫度不太低和壓強(qiáng)不太大的情況下,普通實(shí)際氣體才適用理想氣體狀態(tài)方程
c.體積不變時(shí),分子的平均速率越大,氣體壓強(qiáng)也越大
D.理想分子之間沒(méi)有相互作用力,除了相互碰撞,或者跟容器壁碰撞外不受力的作用
2.下列過(guò)程可能發(fā)生的是()
A.氣體的溫度變化,但壓強(qiáng)、體積保持不變
B.氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變,而體積發(fā)生變化
C.氣體的溫度保持不變,而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化
D.氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化
3.一定質(zhì)量的理想氣體被等溫壓縮時(shí),壓強(qiáng)增大,從微觀上來(lái)分析是因?yàn)?)
A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖量增大
B.器壁單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)受到分子碰撞次數(shù)增多
C.氣體分子數(shù)增加
D.氣體分子密度增大
4.已知離地面越高時(shí)大氣壓強(qiáng)越小,溫度也越低?,F(xiàn)有一氣球由地面向上緩慢升起,試問(wèn)大氣壓強(qiáng)與溫度對(duì)此氣球體積的影響如何()
A.大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積增大,溫度降低有助于氣球體積增大
B.大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小,溫度降低有助于氣球體積減小
c.大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積增大,溫度降低有助于氣球體積減小
D.大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小,溫度降低有助于氣球體積增大
5.如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著一支薄壁平底玻璃試管,將它的開(kāi)口端向下插入水銀槽中,由于管內(nèi)有一部分空氣,此時(shí)試管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)。若試管本身的重力與管壁的厚度不計(jì),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)()
A.等于進(jìn)入試管內(nèi)的H高水銀柱的重力
B.等于外部大氣壓與內(nèi)部空氣對(duì)試管平底部分的壓力之差
c.等于試管內(nèi)高出管外水銀面的h高水銀柱的重力
D.等于上面A、C所述的兩個(gè)數(shù)值之差
6.如圖所示,一導(dǎo)熱性能良好的汽缸吊在彈簧下,缸內(nèi)被活塞封住一定量的氣體(不計(jì)活塞與缸壁摩擦),當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值時(shí),變化了的物理量有()
A.活塞高度hB.缸體高度H
C.氣體壓強(qiáng)pD.彈簧長(zhǎng)度L
7.如圖所示,u形管A、B內(nèi)裝有一部分水銀,通過(guò)橡皮管與玻璃管c相連,c管豎直插入水銀槽中,已知A、B、C三管內(nèi)徑相同,若再往B管內(nèi)注入一些水銀,設(shè)整個(gè)過(guò)程溫度不變,則()
A.A管內(nèi)水銀面上升的距離等于C管內(nèi)水銀槽中的水銀面下降的距離
B.A管內(nèi)水銀面上升的距離大于C管內(nèi)水銀槽中的水銀面下降的距離
C.注入B管內(nèi)的水銀與排出c管中的水銀一樣多
D.注入B管內(nèi)的水銀多于排出C管中的水銀
8.將質(zhì)量相同的同種氣體A、曰分別密封在體積不同的兩個(gè)容器中,保持兩部分氣體體積不變,A、B兩部分氣體壓強(qiáng)隨溫度t的變化圖線如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()
A.A部分氣體的體積比B部分小
B.A、B的延長(zhǎng)線將相交于t軸上的同一點(diǎn)
C.A、A、B氣體溫度改變量相同時(shí),壓強(qiáng)改變量也相同
D.A、B氣體溫度改變量相同時(shí),A部分氣體壓強(qiáng)改變量較大
9.一定質(zhì)量的氣體,下列敘述中正確的是()
A.如果體積減小,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大
B.如果壓強(qiáng)增大,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增太
C.如果溫度升高,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大
D.如果分子密度增大,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大
10.鋼瓶中裝有一定質(zhì)量的氣體,現(xiàn)在用兩種方法抽取鋼瓶中的氣體,第一種方法是用小抽氣機(jī),每次抽出lL氣體,共抽取三次,第二種方法是用大抽氣機(jī),一次抽取3L氣體,這兩種抽法中,抽取氣體質(zhì)量較多的是()
A.第一種抽法
B.第二種抽法
C.兩種抽法抽出氣體質(zhì)量一樣多
D.無(wú)法判斷
11.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,以P、V、T三個(gè)狀態(tài)參量中的兩個(gè)為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系上描點(diǎn)能直觀地表示這兩個(gè)參量的數(shù)值。如圖所示,三個(gè)坐標(biāo)系中,兩個(gè)點(diǎn)都表示相同質(zhì)量某種理想氣體的兩個(gè)狀態(tài)。根據(jù)坐標(biāo)系中不同點(diǎn)的位置來(lái)比較第三個(gè)參量的大小。
(1)P一T圖象(如圖甲)中A、B兩個(gè)狀態(tài),狀態(tài)體積小。
(2)V—T圖象(如圖乙)中C、D兩個(gè)狀態(tài),狀態(tài)壓強(qiáng)小。
(3)P—V圖象(如圖丙)中E、F兩個(gè)狀態(tài),狀態(tài)溫度低。
12.如圖所示為一種測(cè)定“肺活量”(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置,A為開(kāi)口薄壁圓筒,排盡其中的空氣.,倒扣在水中。測(cè)量時(shí),被測(cè)者盡力吸足空氣,再通過(guò)B管用力將氣體吹入A中,使A浮起。設(shè)整個(gè)過(guò)程中呼出氣體的溫度保持不變。
(1)呼出氣體的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)設(shè)圓筒A的橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為P0,水的密度為ρ,桶底浮出水面的高度為h,桶內(nèi)外水面的高度差為Δh,被測(cè)者的“肺活量”,即V0=.
13(選做題)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa、體積為2.0×10-3m3的理想氣體?,F(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子,使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半,然后將汽缸移出水槽,緩慢加熱,使氣體溫度變?yōu)?270C。
(1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積。
(2)在下面的P—V圖上畫出整個(gè)過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。(大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa)
氣體的等溫變化
【導(dǎo)學(xué)案】
第八章第1節(jié)氣體的等溫變化
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,了解氣體的三個(gè)狀態(tài)參量,初步把握氣體等溫實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、目的要求、材料用具和方法步驟。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
(一)、氣體的狀態(tài)及參量
研究氣體的性質(zhì),用、、三個(gè)物理量描述氣體的狀態(tài)。描述氣體狀態(tài)的這三個(gè)物理量叫做氣體的。
(二)、玻意耳定律
1、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。
2、英國(guó)科學(xué)家玻意耳和法國(guó)科學(xué)家馬略特各自通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)p與體積v成。這個(gè)規(guī)律叫做玻意耳定律。
3、玻意耳定律的表達(dá)式:pv=C(常量)或者。其中p1、v1和p2、v2分別表示氣體在1、2兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。
(三)、氣體等溫變化的p—v圖象
1、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p—v圖象如圖
8—1所示。圖線的形狀為。由于它描述
的是溫度不變時(shí)的p—v關(guān)系,因此稱它為線。
一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的等溫線是不同的。
2、畫出p—圖象,說(shuō)明圖線的形狀,圖線的斜率與溫度的關(guān)系。
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道氣體的狀態(tài)及三個(gè)參量。
2、掌握玻意耳定律,并能應(yīng)用它解決氣體的等溫變化的問(wèn)題、解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
3、知道氣體等溫變化的p—v圖象,即等溫線。
4、了解用實(shí)驗(yàn)探究氣體等溫變化規(guī)律的方法和思路,培養(yǎng)動(dòng)手操作能力、采集數(shù)據(jù)能力及運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):
1.重點(diǎn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道并掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時(shí)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,理解p-V圖象的物理意義,知道玻意耳定律的適用條件。
2.往往由于“狀態(tài)”和“過(guò)程”分不清,造成抓不住頭緒,不同過(guò)程間混淆不清的毛病,這是難點(diǎn)。
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
?1.一定質(zhì)量的氣體保持溫度不變,壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)前,請(qǐng)同學(xué)們思考以下問(wèn)題:
①怎樣保證氣體的質(zhì)量是一定的?
??②怎樣保證氣體的溫度是一定的?
??(密封好;緩慢移活塞,筒不與手接觸。)
??2.較精確的研究一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變,壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
??(1)介紹實(shí)驗(yàn)裝置
??觀察實(shí)驗(yàn)裝置,并回答
??①研究哪部分氣體?
??②欲使管中氣體體積減小,壓強(qiáng)增大,應(yīng)怎樣操作?
??③欲使管中氣體體積增大,壓強(qiáng)減小,應(yīng)怎樣操作?
??④實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的恒溫是什么溫度?操作時(shí)應(yīng)注意什么?)
??(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集
??壓強(qiáng)單位:mmHg;體積表示:倍率法環(huán)境溫度:室溫大氣壓強(qiáng):p0=mmHg
①管中氣體體積減小時(shí)(基準(zhǔn)體積為V)
順序12345
體積V
……
壓強(qiáng)
②管中氣體體積增大時(shí)(基準(zhǔn)體積為V′)
順序12345
體積V′2V′3V′……
壓強(qiáng)
??(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
??實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:
??改用其他氣體做這個(gè)實(shí)驗(yàn),結(jié)果相同。
??3.玻意耳定律
??(1)定律內(nèi)容表述之一
??
??數(shù)學(xué)表達(dá)式
????(2)定律內(nèi)容表述之二
??
??數(shù)學(xué)表達(dá)式
???(3)用圖象表述玻意耳定律
??縱軸代表氣體的壓強(qiáng);
??橫軸代表氣體的體積;
??選取恰當(dāng)?shù)姆侄群蛦挝弧?br>
??請(qǐng)學(xué)生討論一下圖線該是什么形狀,并嘗試把它畫出來(lái)。(等溫線)
??(4)關(guān)于玻意耳定律的討論
??①圖象平面上的一個(gè)點(diǎn)代表什么?曲線AB代表什么?線段AB代表什么?
??②pV=恒量一式中的恒量是普適恒量嗎?
??
④在圖8—1中,一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的兩條等溫線,判斷t1、t2的高低。
⑤畫出p—圖象,說(shuō)明圖線的形狀,圖線的斜率與溫度的關(guān)系。
三、課堂小結(jié)
整理總結(jié):
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1、如圖8—5所示,一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置,
金屬圓板的上表面是水平的,下表面與水平面的夾角為θ,
圓板的質(zhì)量為M,不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁間的摩擦。若大氣
壓強(qiáng)為P0,則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)等于
A、P0+Mgcosθ/SB、P0/cosθ+Mg/Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/SD、P0+Mg/S
2、一個(gè)氣泡從水底升到水面上時(shí),增大2倍,設(shè)水的密度為ρ=1×103Kg/m3,大氣壓強(qiáng)P0=1×105Pa,水底與水面溫差不計(jì),求水的深度。(g=10m/s2)
3、如圖8—6所示,為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p—圖線。由圖可知()
A、一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí),其壓強(qiáng)與體積成正比
B、一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí),其p—圖線的延長(zhǎng)
線是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的
C、T1>T2
D、T1<T2
4、噴霧器筒內(nèi)藥液面上方有打氣孔,可通過(guò)打氣筒將外界空氣壓入筒內(nèi)液面上方,使被封閉的空氣壓強(qiáng)增大。設(shè)噴霧器筒內(nèi)上方的空氣體積為1.5L,然后用打氣筒緩慢向藥液上方打氣,每次打進(jìn)1atm的空氣0.25L,設(shè)打氣過(guò)程中溫度不變,要使噴霧器里的壓強(qiáng)達(dá)到4atm,打氣筒應(yīng)打氣次。
5、如圖8—7所示,若氣壓式保溫瓶?jī)?nèi)水面與出水口的距離為h時(shí),密封空氣體積為V,設(shè)水的密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為P0,欲使水從出水口流出,瓶?jī)?nèi)空氣壓縮量(即體積減小量)△V至少為多少?(設(shè)瓶?jī)?nèi)彎曲管的容積不計(jì),壓水前管內(nèi)無(wú)水,溫度保持不變)
課后練習(xí)與提高
1、下列過(guò)程可能發(fā)生的是()
A、氣體的溫度變化,但壓強(qiáng)、體積保持不變
B、氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變,而體積發(fā)生變化
C、氣體的溫度保持不變,而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化
D、氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化
2、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí),若體積增大為原來(lái)的n倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的倍
A、2nB、nC、1/nD、2/n
3、在溫度均勻的水池中,有一空氣泡從池底緩緩地向上浮起,在其上浮的過(guò)程中,泡內(nèi)氣體(可看成理想氣體)()
A、內(nèi)能減少,放出熱量
B、內(nèi)能增加,吸收熱量
C、對(duì)外做功,同時(shí)吸熱,內(nèi)能不變
D、對(duì)外做的功等于吸收的熱量
4、如圖8—8所示,一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過(guò)程,A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上,則此變化過(guò)程中()
A、從A到B的過(guò)程溫度升高
B、從B到C的過(guò)程溫度升高
C、從A到C的過(guò)程溫度先降低再升高
D、A、C兩點(diǎn)的溫度相等
5、如圖8—9所示,兩端開(kāi)口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中,管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體,這時(shí)管下端開(kāi)口處內(nèi)外水銀面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變,當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時(shí),下列分析正確的是()
A、h2變長(zhǎng)B、h2變短
C、h1上升D、h1下降
6、一個(gè)容積是10升的球,原來(lái)盛有1個(gè)大氣壓的空氣,現(xiàn)在使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?個(gè)大氣壓,應(yīng)向球內(nèi)打入升1個(gè)大氣壓的空氣(設(shè)溫度不變)
7、抽氣機(jī)對(duì)某容器抽氣,已知被抽容器的容積是抽氣機(jī)最大活動(dòng)容積的兩倍,在按最大活動(dòng)容積抽氣2次后,容器中氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的倍。
參考答案
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
1、D2、10m3、B、D4、185、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
[課后練習(xí)]
1、C、D2、C3、C、D4、A、D5、D6、407、4/9
壓縮氣體的應(yīng)用
第六章D壓縮氣體的應(yīng)用
一、教學(xué)任務(wù)分析
“壓縮氣體的應(yīng)用”這節(jié)是這一章《分子和氣體定律》的最后一節(jié)的內(nèi)容,是在學(xué)習(xí)了氣體的兩條實(shí)驗(yàn)定律——玻意耳定律和查理定律后,應(yīng)用兩條氣體的實(shí)驗(yàn)定律解釋實(shí)際生活中的具體問(wèn)題。
學(xué)習(xí)本節(jié)的知識(shí)需理解氣體的兩條實(shí)驗(yàn)定律,即玻意耳定律和查理定律,理解氣體的體積和溫度發(fā)生變化時(shí),氣體的壓強(qiáng)會(huì)隨之發(fā)生變化。一定質(zhì)量的氣體,在溫度一定時(shí),減小氣體的體積可以增加氣體的壓強(qiáng);在體積一定時(shí),升高溫度可以增加氣體的壓強(qiáng)。
本節(jié)教學(xué)中,首先通過(guò)一些生活中具體的實(shí)例引入壓縮氣體的概念,然后,讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)——“扁平塑料瓶實(shí)驗(yàn)”,明白一定質(zhì)量的氣體,保持溫度不變并減小其體積,就可以獲得壓縮氣體。通過(guò)對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的復(fù)習(xí),知道一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)體積不變時(shí),通過(guò)升高溫度的方法也可以獲得壓縮氣體。然后,再運(yùn)用這一知識(shí)解釋大客車車門開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)和宇航員的宇航服問(wèn)題,以及解釋高壓鍋的問(wèn)題。并指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手制作沉浮子,體會(huì)和解釋潛水艇的工作原理。
本節(jié)教學(xué)中,從對(duì)壓縮氣體的實(shí)際運(yùn)用,感悟科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系,體會(huì)從生活到物理,再?gòu)奈锢淼缴畹奈锢硭枷敕椒ā?br>
二、教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:
(1)知道壓縮氣體,知道壓縮氣體在實(shí)際生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。
(2)知道獲得壓縮氣體的兩種方式:保持一定質(zhì)量的氣體溫度不變,減小氣體的體積;保持一定質(zhì)量的氣體體積不變,升高溫度,以獲得壓縮氣體。
2、過(guò)程與方法:
(1)通過(guò)對(duì)“扁平塑料瓶實(shí)驗(yàn)”的分析和研究,明白一定質(zhì)量的氣體,如果溫度不變,減小氣體的體積就能獲得壓縮氣體。
(2)通過(guò)氣體實(shí)驗(yàn)定律的復(fù)習(xí),明白一定質(zhì)量氣體,如果體積不變,升高氣體的溫度就能獲得壓縮氣體。
(3)運(yùn)用所學(xué)的氣體實(shí)驗(yàn)定律,通過(guò)學(xué)生間的交流與討論,分析并解釋大客車車門的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)、宇航員的宇航服和沉浮子等生活實(shí)際現(xiàn)象中的物理原理。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)通過(guò)了解壓縮氣體在生活中非常普遍的運(yùn)用,感悟科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系。¥資%源~網(wǎng)
(2)通過(guò)對(duì)生活實(shí)際中壓縮氣體的應(yīng)用實(shí)例的分析和討論,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,體會(huì)從生活到物理,再?gòu)奈锢淼缴畹乃枷敕椒ā?br>
(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和討論,體會(huì)分工合作在實(shí)驗(yàn)中的作用,增加合作意識(shí)。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
重點(diǎn):
(1)了解壓縮氣體的獲得過(guò)程。
(2)了解壓縮氣體在實(shí)際生活中的應(yīng)用,并能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解釋這些現(xiàn)象。
難點(diǎn):綜合應(yīng)用氣體的實(shí)驗(yàn)定律來(lái)解釋生活實(shí)際中的壓縮氣體的應(yīng)用問(wèn)題。
四、教學(xué)資源:
器材:充滿氣體的氣球、底部刺孔的扁平塑料瓶、水、量筒、橡膠薄膜,小瓶
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路:
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括三個(gè)方面:一是通過(guò)實(shí)際例子提出壓縮氣體的概念,二是研究獲得壓縮氣體的兩種方法:對(duì)扁平塑料瓶的實(shí)驗(yàn)研究,得到一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí),減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng);從氣體的實(shí)驗(yàn)定律出發(fā),得到要獲得壓縮氣體,也可使一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),升高溫度,三是應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解釋實(shí)際生活中壓縮氣體的問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:從生活實(shí)際中的問(wèn)題出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并提出壓縮氣體的概念,然后,從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)著手,加上通過(guò)前兩節(jié)所學(xué)的氣體兩條實(shí)驗(yàn)定律的復(fù)習(xí)得出獲得壓縮氣體的兩種方式:一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí),減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng);一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),升高溫度也可得到壓縮氣體。再引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的氣體實(shí)驗(yàn)定律解釋生活實(shí)際中壓縮氣體的問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:壓縮氣體的獲得以及壓縮氣體在實(shí)際生活中的應(yīng)用。方法是讓學(xué)生自己動(dòng)手做扁平塑料瓶的實(shí)驗(yàn)和復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)氣體的兩條實(shí)驗(yàn)定律,將所學(xué)的知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合,先討論得到獲得壓縮氣體的兩種方式,再例舉一些實(shí)際中壓縮氣體的應(yīng)用實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)際的問(wèn)題,再組織學(xué)生動(dòng)手做沉浮子實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步體會(huì)所學(xué)的知識(shí),加深對(duì)知識(shí)的理解。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:綜合應(yīng)用氣體的實(shí)驗(yàn)定律來(lái)解釋生活實(shí)際中的壓縮氣體的應(yīng)用問(wèn)題。方法是:先通過(guò)扁平塑料瓶實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象中找規(guī)律,再通過(guò)兩條氣體實(shí)驗(yàn)定律的復(fù)習(xí),加深對(duì)壓縮氣體的理解。再通過(guò)例舉學(xué)生熟悉的大客車車門、宇航服、高壓鍋以及潛水艇等問(wèn)題,與學(xué)生共同討論壓縮氣體的問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)中通過(guò)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)的氣體實(shí)驗(yàn)定律的知識(shí)兩個(gè)角度著手,研究壓縮氣體,并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解釋壓縮氣體在實(shí)際中的運(yùn)用實(shí)例。通過(guò)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,感悟生活中的壓縮氣體的實(shí)際運(yùn)用;通過(guò)學(xué)生的相互合作,共同討論,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí),并學(xué)會(huì)將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容需一課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、流程圖說(shuō)明
情景例舉實(shí)例,展現(xiàn)圖片。展示生活中爆米花的圖片,體會(huì)壓縮氣體在實(shí)際生活中的運(yùn)用,從而引入課題。
實(shí)驗(yàn)1擠壓充滿氣體的氣球,感悟到氣體體積越小,壓強(qiáng)越大,從而引入壓縮氣體的概念。
實(shí)驗(yàn)2扁平塑料瓶實(shí)驗(yàn),觀察蓋緊和打開(kāi)瓶蓋兩種情況下,水流的情況,再?gòu)牟煌姆较驍D壓塑料瓶,觀察水流的情況。從實(shí)驗(yàn)中體會(huì),一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變,減小氣體體積時(shí),壓強(qiáng)增大,水流加快。
實(shí)驗(yàn)3動(dòng)手制作沉浮子,體會(huì)壓縮氣體的應(yīng)用,學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步解釋實(shí)際問(wèn)題。
應(yīng)用1展示大客車的車門開(kāi)關(guān)的原理圖,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解釋這一現(xiàn)象,體會(huì)壓縮氣體在實(shí)際中的一種應(yīng)用。
應(yīng)用2觀察宇航員的宇航服在太空中的情況,討論、分析,如何將膨脹的宇航服體積減小。這一問(wèn)題可以有不同的解決方法,從而進(jìn)一步理解,獲得壓縮氣體不同途徑。
應(yīng)用3分析高壓鍋的工作原理。并通過(guò)具體的運(yùn)算,體會(huì)升高溫度從而獲得壓縮氣體的方法。
3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),從學(xué)生身邊的實(shí)例出發(fā),結(jié)合學(xué)生所熟悉的問(wèn)題,引入壓縮氣體的概念。
第二環(huán)節(jié),讓學(xué)生動(dòng)手操作并觀察“扁平塑料瓶”實(shí)驗(yàn),體會(huì)獲得壓縮氣體的第一種方式,即一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí),減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng)。再?gòu)?fù)習(xí)學(xué)過(guò)的氣體實(shí)驗(yàn)定律,歸納得到一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),升高溫度,也可得到壓縮氣體。
第三環(huán)節(jié),應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解釋實(shí)際生活中壓縮氣體的問(wèn)題。
七、教案示例
1、引入課題
情景展現(xiàn)一組生活實(shí)際中的爆米花的實(shí)例圖片(如圖所示)。
問(wèn)題大家看見(jiàn)過(guò)爆米花嗎?為什么最后“砰”的一聲巨響后可以把玉米爆成爆米花?
討論學(xué)生猜測(cè)中的原因。
實(shí)驗(yàn)1展現(xiàn)一個(gè)充滿空氣的氣球,請(qǐng)學(xué)生用力擠壓,體會(huì)體積不斷減小時(shí),手上感覺(jué)到壓力越來(lái)越大。
提出概念像上面所舉的實(shí)例中可看出氣體溫度或體積改變時(shí),氣體的壓強(qiáng)會(huì)隨之發(fā)生變化。我們把儲(chǔ)存在高壓容器中的氣體稱為壓縮氣體。
板書(shū)D壓縮氣體的應(yīng)用
一、壓縮氣體:儲(chǔ)存在高壓容器中的氣體。
啟發(fā)今天,我們就先來(lái)討論,如何獲得壓縮氣體。請(qǐng)大家根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí),提出獲得壓縮氣體的方法。
2、壓縮氣體的獲得
(一)通過(guò)減小氣體體積從而得到壓縮氣體
實(shí)驗(yàn)2“扁平塑料瓶實(shí)驗(yàn)”——將扁平塑料瓶底部的四面用針對(duì)稱地刺幾個(gè)小孔,灌入大半瓶水。
實(shí)驗(yàn)分兩步完成:
(1)擰緊瓶蓋,觀察現(xiàn)象;打開(kāi)瓶蓋在觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象蓋緊瓶蓋,水流出少部分后不會(huì)再流出,打開(kāi)瓶蓋,水流出。
(2)從不同方向擠壓瓶蓋,觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象從扁平的一側(cè)擠壓瓶子,水會(huì)流出;從窄的一側(cè)擠壓瓶子,水不會(huì)流出。
討論并分析實(shí)驗(yàn)中包含的物理原理
(1)蓋緊瓶蓋,流走部分水,氣體體積增加,根據(jù)玻意耳定律,瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,比外界大氣壓小,故水不會(huì)再流出。打開(kāi)瓶蓋,水上方和下方均為與大氣相通,壓強(qiáng)相等,水由于重力作用而流走。
(2)蓋緊瓶蓋后,瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量一定,從扁平一側(cè)擠壓瓶子,氣體體積減小,根據(jù)玻意耳定律,瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)增大,大于大氣壓,故水會(huì)流出。而從窄的一側(cè)擠壓瓶子,將會(huì)使氣體體積增大,同樣根據(jù)玻意耳定律,氣體壓強(qiáng)將減小,所以水不會(huì)流出。
結(jié)論1(板書(shū)結(jié)論)二、壓縮氣體的獲得:
1.一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí),減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng),從而獲得壓縮氣體。
(二)通過(guò)升高溫度從而獲得壓縮氣體
啟發(fā)運(yùn)用我們學(xué)過(guò)的氣體的實(shí)驗(yàn)定律思考一下,還有什么方法可以得到壓縮氣體?
復(fù)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律查理定律:一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。
結(jié)論2(板書(shū)結(jié)論)2.一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),升高溫度,氣體的壓強(qiáng)增大,也可獲得壓縮氣體。
3.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題:
引入問(wèn)題的分析米為什么能爆成爆米花?
學(xué)生討論并解釋根據(jù)查理定律,空氣受熱后,壓強(qiáng)增大,打開(kāi)蓋子瞬間,由于內(nèi)部壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于外界大氣壓,米就被炸開(kāi)了,成了爆米花。
應(yīng)用1公交車的車門開(kāi)關(guān)就是應(yīng)用壓縮氣體來(lái)工作的,車門是如何被打開(kāi)和關(guān)閉的?請(qǐng)同學(xué)們觀察圖片加以解釋。
引導(dǎo)學(xué)生邊觀察圖片邊分析
開(kāi)門:售票員或司機(jī)向右拉動(dòng)電磁控制閥,壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的左側(cè),壓縮氣體壓強(qiáng)較大,向右推動(dòng)活塞,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),門就被打開(kāi)。
關(guān)門:售票員或司機(jī)向左拉動(dòng)電磁控制閥,壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的右側(cè),壓縮氣體壓強(qiáng)較大,向左推動(dòng)活塞,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),門就被關(guān)閉打開(kāi)。
應(yīng)用21965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開(kāi)“上升二號(hào)”飛船密閉艙,系者安全帶第一次實(shí)現(xiàn)了人類到茫茫太空中行走的夢(mèng)想。但在返回飛船時(shí)卻遇到了意想不到的困難,因?yàn)樘諑缀鯙檎婵?,他的宇航服有些向外膨脹,很難從密封艙的接口處鉆回艙內(nèi)。試估計(jì)宇航員在太空行走時(shí)每平方米宇航服上所承受的壓力。他應(yīng)用什么方法可以安全地回到密封艙內(nèi)?
引導(dǎo)學(xué)生思考
(1)由于宇航服內(nèi)部的氣體必須是大氣壓,而外界是真空,壓強(qiáng)幾乎為零。所以每平方米上的氣體壓強(qiáng)就是大氣壓強(qiáng)。
解:F=p0S=1.0×105Pa×1m2=1.0×105N
(2)可采取的方法(引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用前面所講的兩種方法著手解決這一問(wèn)題)
①根據(jù)查理定律,降低宇航服內(nèi)氣體的溫度,從而減少內(nèi)部氣體的壓強(qiáng),使宇航員回密閉艙。
②排出一些宇航服內(nèi)的氣體,從而減少內(nèi)部氣體的壓強(qiáng),使宇航員回密閉艙。(但此舉很危險(xiǎn))
應(yīng)用3高壓鍋有很好的密封性,基本上不漏氣。鍋蓋中間有一個(gè)排氣閥,上面套有類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住。當(dāng)加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí),氣體就能把限壓閥頂起來(lái),部分蒸汽即從排氣孔排出鍋外。已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量是0.1kg,排氣孔直徑為0.3cm,則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少?已知每增加3.5×103Pa,水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃,則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是多少?(g取10m/s2)
分析什么時(shí)候氣體把限壓閥頂起來(lái)?只有當(dāng)內(nèi)部氣體的壓力和外部氣體的壓力之差剛好等于限壓閥的重力時(shí),才把限壓閥頂起來(lái)。
解答pS-p0S=mg
p=p0+=p0+
=(1.013×105+)Pa
≈2.428×105Pa
由于水的沸點(diǎn)每升高1℃,氣體壓強(qiáng)增加3.5×103Pa,,所以高壓鍋內(nèi)氣體溫度最多能達(dá)到的值為t:
t=100℃+℃
=140℃
實(shí)驗(yàn)3潛水艇是怎樣完成潛入水中和浮起來(lái)的工作的呢?我們先來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn),請(qǐng)大家仔細(xì)觀察并解釋其中的原因。
在一個(gè)量筒內(nèi)放入大半筒水,里面放入一個(gè)倒置的小瓶,小瓶?jī)?nèi)留有大約一半水,使其能剛好浮出水面;再用橡膠薄膜把量筒口密封,如圖所示。當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí),觀察所發(fā)生的現(xiàn)象,并加以解釋。
學(xué)生觀察現(xiàn)象并做出解釋當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí),根據(jù)玻意耳定律,量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,將水壓入小瓶?jī)?nèi),小瓶?jī)?nèi)排開(kāi)氣體的體積減小,所受浮力減小,所以小瓶就下沉。撤去外力時(shí),量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)恢復(fù),小瓶?jī)?nèi)氣體被排出,浮力增加,小瓶又浮出水面。
潛水艇的工作原理與此次相仿,請(qǐng)同學(xué)們回去自己查找相關(guān)資料,大家互相交流一下。
4.課堂小結(jié):
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們復(fù)習(xí)了氣體的兩條實(shí)驗(yàn)定律,即玻意耳定律和查理定律,知道了獲得壓縮氣體的兩種方式:一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí),減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng),從而獲得壓縮氣體;一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時(shí),升高溫度,氣體的壓強(qiáng)增大,也可獲得壓縮氣體。并且,我們還通過(guò)對(duì)一些生活、科技中壓縮氣體的實(shí)例研究,學(xué)會(huì)了運(yùn)用氣體的實(shí)驗(yàn)定律解釋實(shí)際問(wèn)題,并能進(jìn)行定量運(yùn)算。
5.課后作業(yè):