2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册2.2气体实验定律(II)表格式教学设计

气体实验定律（Ⅱ）教学设计
本节内容为粤教版高二物理选择性必修 3 中第二章第 2 节的教学内容，本节课的学习既可以巩固第 1 节探究等温变化的控制变量法，又为学习下一节理想气体的状态方程奠定了基础，起到承上启下的作用。
一、教学目标
(1)通过实验认识一定质量的气体在等容条件下其压强与温度之间关系，及在等压条件下其体积与温度之间关系
(2)知道查理定律、盖-吕萨克定律及其适用的条件
(3)知道等容、等压函数图像
(4)会运用查理定律、盖-吕萨克定律解释生产生活中的一些现象，解决一些实际问题
(5)懂得如何运用控制变量的方法，对多因素的问题进行分析与研究；知道等容、等压的过程是一种为方便解决问题而理想化的过程
(6)通过实验中气体状态量之间关系确定的过程，知道如何运用数学的代数、函数图像等工具对实验现象和问题进行分析推理，寻找规律或解决问题
二、教材分析
玻意耳定律、查理定律与盖-吕萨克定律都是实验定律，在上一节中，学生亲自动手对玻意耳定律进行了实验探究，本节教学通过演示实验引入查理定律与盖一吕萨克定律，一方面可以增加学生的感性认识，深化其对相关定律内容的理解；另一方面可以让学生认识到这些规律都来自实际，是对自然物理现象的概括与总结。对查理定律、盖-吕萨克定律内容及函数图像的理解是本节的重点之一。
关于热力学温度，教材没有将其当成一个知识点直接告知学生，而是将热力学温度的数学推导过程及其历史告诉学生，一方面让学生学习到物理研究的一种方法，另一方面也可深化学生对热力学温度的理解，同时深化对查理定律的理解，为理想气体模型的建立奠定基础。
按照课程标准“能用气体实验定律、热力学定律解释生产生活中的一些现象，解决一些实际问题”的学业要求，教材选用了“出发前汽车轮胎要充多少气”“开空调的前后，教室内空气质量会有多大变化”这样贴近生活实际的问题作为例题。这样的例题，不仅是为了帮助学生巩固所学的两个 4 体实验定律，还能让学生了解如何分析问题情景、建构物理模型、确定符合规律适用条件的研究对象再运用规律解决问题。这一部分内容是本节的另一个重点，也是难点。研究变质量问题时如何巧取研究对象，对学生的想象力与创造性思维，以及逻辑推理能力都是个挑战。只有突破了这个难点，才有可能达到课程标准的学业水平要求。
三、学情分析
根据日常生活经验，学生对一定质量的气体，其温度、体积、压强三者间的关系有一定的认识，但不清楚它们之间的定量关系。
作为高中学生，他们已具备了一定的逻辑分析与推理能力，有了玻意耳定律的学习基础，熟悉控制变量法，知道数学函数图像的意义
在解决情景化问题时如何在纷杂的背景信息中提取核心信息，建构起物理模型仍然是学生的短板。
四、重难点分析
1、重点
查理定律和盖-吕萨克定律的内容、数学表达式、图象及适用条件。
2、难点
运用气体定律综合处理和分析问题的能力；气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 备注
新课导入
一、新课导入 1、播放笔芯空气炮的视频，引起学生思考，并且复习上节课所学内容，气体的等温变化 2、播放瓶吞鸡蛋视频，提问学生：如果忽略次要因素影响，那么瓶子里面的气体以及气 1、回顾气体等温变化 2、对瓶吞鸡蛋进行思考讨论（评论区） 复 习 巩固，引入新课
球里面的气体属于什么变化过程呢？
1、从瓶吞鸡蛋实验当中总结气体等容变化的 这样导入
概念：一定质量的某种气体，在体积不变时， 压强随温度的变化。 同时进行猜想：等容变化过程中，压强与温 1、学生对瓶吞鸡蛋实验进行分析（举手 热力学温度 的 概
度有何关系？ 区） 念，可以
定性分析：一定质量的某种气体，保持体积 帮助学生
不变，当温度升高时，气体的压强增大；当 温度降低时，气体的压强减小。 2、学生计算热水当中气体压强 了解到一种运用数
学工具解
2、实验探究：利用封闭气体装置（未泡入水 3、查理定律的内容 决物理问
二、气体的等容变 中，泡入冰水以及泡入热水中的场景），研 究一定质量的气体在体积保持不变的情况下，它的压强怎样随温度的变化而变化。 （包括文字叙述、公 式和适用条件）的理解。 题 的 方法，认识
化 引导学生理解装置当中温度计需要充分时间 到数学工
后才能读数，以及压强变化的测量计算 4、等容线（P-T 图） 具在物理
3、通过数据处理从而总结查理定律的内容 （包括文字叙述、公式和适用条件）。 点、线、斜率的理解 研究中的重 要 作
用，认识
4、等容线（P-T 图）点、线、斜率的理解 到科学的
推导也能
引发科学
的 新 发
现。
1、学生对简易温度
1、从铝罐简易温度计实验当中总结气体等压 计工作原理进行分
变化的概念：一定质量的某种气体，在压强 不变时，体积随温度的变化。 同时进行猜想：等压变化过程中，体积与温 析（举手区） 通过查理
三、气体的等压变化 度有何关系？ 定性分析：一定质量的某种气体，保持压强不变，当温度升高时，气体的体积增大；当温度降低时，气体的体积减小。 2、盖-吕萨克定律的 内容（ 包括文字叙述、公式和适用条件）的理解。 定律的学习，归纳总结得到盖 - 吕 萨
3、等压线（V-T 图） 克定律
2、总结盖-吕萨克定律的内容（包括文字叙 点、线、斜率的理解
述、公式和适用条件）。
3、等压线（V-T 图）点、线、斜率的理解
设置了真
实情景的
例 1 汽车轮胎的气压是影响汽车节油及行驶 问题，其
安全的重要因素，据统计，在高速公路上有 目的还是
40％以上的交通事故是由于轮胎发生故障引 让学生经
起的。汽车在高速行驶时车胎因反复形变而 历解决问
升温，车胎内气压随之升高。某品牌的汽车 题 的 过
轮胎说明书上标有“最大胎压 3kg/cm2”.该 程，提升
车在夏天以 120km/h 的速度行驶时，车胎内气体温度可达 70℃。为保证汽车在最高限速 学生思考解题 其捕捉关键信息、
120 km/h 的高速道路上安全行驶，则在 30℃ 建构物理
的气温下，汽车出发前给车胎充气的气压上 模型、分
限是多少？ 析解决问
四、典例 题的能力
分析，变 与素养
式提高
该题的突
例 2 炎热的夏天，当我们在教室开空调时， 破点有两
除了温度以外，教室内空气的质量其实也发 个：一个
生了改变。设教室为长，长宽、高别为 L=10 是如何选
m，D=6m，H =3m，开空调使室内空气从温 取研究对
度t1=33℃降到t2=26℃,请估算降温前后教室 象；另一
内空气的质量变化量。（已知 1 个标准大气 个是采用
压下，温度为 0℃，空气密度为 1.29kg/m3) 学生思考解题 什么温度下的空气
的密度计算空气质量的变化量，解答此题时需教师细心引导，逐点突破。