【新教材】高中物理选择性必修三--1.3分子运动速率分布规律 同步精选课件（15页ppt）

(共15张PPT)
第
节
3
分子运动速率分布规律
高中物理 选择性必修第三册
第一章
初步了解什么是统计规律。
了解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会相等，分子速率按一定规律分布。
能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。
学习目标
引入
伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。
如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。
重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗？
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：大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律．
一、统计规律
5．对统计规律的理解
(1)个别事件的出现具有偶然因素，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，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律．
1、气体分子间的距离很大，大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动．所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的容积．
2、分子的运动杂乱无章，在某一时刻，气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等．
3、每个气体分子都在做永不停息的无规则运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率．
二、气体分子运动的特点
1．温度越高，分子热运动越剧烈．
2．气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某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”的分子速率值增加(如图所示)．
三、分子运动速率分布图像
1．气体压强的产生
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
四、气体压强的微观解释
2．决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．
②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．
(2)宏观因素
①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．
②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．
气体压强 大气压强
区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的 ①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强
联系 两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的 3．气体压强与大气压强的区别与联系
本课小结
一.气体分子运动特点
二.分子运动速率分布图像
1.气体压强产生的原因
2.气体压强影响速度
三.气体压强的微观解释
当堂检测
1.［多选］大量气体分子运动的特点是（ 　　）
A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动
B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动
C.分子沿各方向运动的机会均等
D.分子的速率分布毫无规律
ABC
【解析】A对：因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力的作用，故可在空间内自由移动。
B、C对：分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等。
D错：气体分子速率按“中间多、两头少”的规律分布。
2.如图所示是氧气分子在不同温度（T1和T2）下的速率分布，由图可确定（　　）
A.温度T1高于温度T2
B.两条曲线与横轴所围成的面积不相等
C.随着温度的升高，每个氧气分子的速率都增大
D.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
解析：
A错：与温度T1相比，T2温度下曲线的峰值右移，说明平均速率变大，T2>T1。
B错：由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，即两条曲线与横轴所围成的面积相等。
C错：随着温度的升高，分子的平均速率增大，但并不是每个氧气分子的速率都增大。
D对：由速率分布图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律。
D
3.下列关于气体压强的说法正确的是（　　）
A.气体压强是由于气体受到重力而产生的
B.失重情况下气体对器壁不会产生压强
C.气体对容器底的压强比侧壁压强大
D.气体的压强是由于气体分子不断地碰撞器壁而产生的
【解析】　A错，D对：气体的压强是由于气体分子不断对容器壁碰撞而产生的，而不是由于气体本身的重力而产生的。
B错：在失重情况下气体分子的热运动不会受到影响，对器壁的压强不会变化。
C错：气体的密度很小，重力的影响可以忽略不计，所以气体对器壁的压强各处都是相等的。
D
4.［多选］下列说法中正确的是（　　）
A.在完全失重的情况下，液体对容器的压强不为零
B.气体的压强主要是大量气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的
C.一定质量的气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大
D.一定质量的气体在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞单位面积容器的分子数一定减少
解析：A错：液体的压强是由于重力产生的，完全失重状态下，液体对器壁压力为零，故压强为零。
B对：气体压强主要是大量气体分子不断对容器碰撞而产生的，在失重情况下气体分子的热运动不会受到影响，气体对容器的压强不会变化。
C对：当气体体积不变，分子热运动变剧烈时，单位时间内撞击容器壁的分子数增加，对容器壁的撞击作用力增大，压强变大。
D对：一定质量的气体，当体积增大时，分子数密度减小，要保持压强不变，分子的平均速率增大，分子每次碰撞器壁的作用力增大，则单位时间撞击单位面积容器壁的分子数一定减少。
BCD
谢 谢！