物理人教版（2019）选择性必修第三册1.3分子运动速率分布规律（共29张ppt）

(共29张PPT)
§3 分子运动速率分布规律
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第三册
伽尔顿板实验
新课引入
思考与讨论：
1.从顶部入口放入一个小球时，小球落入下面等宽的狭槽是不是偶然的？
2.从顶部入口投入大量小球时，这些小球落入狭槽的分布情况有没有什么规律？
新课引入
3.生活中还有那些类似现象？
情况1
情况2
情况3
情况4
5种情况均是随机事件
扔4枚硬币，出现花色的可能情况有几种？
情况5
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分组实验：
每个人都把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷是正面朝上的硬币数,统计共10次投掷中有0,1,2,3,4枚硬币正面朝上的次数各是多少,将结果填在以下表格中
　 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数 　
　 0 1 2 3 4
小组一的数据 　 　 　 　 　
小组二的数据 　 　 　 　 　
全班的数据　 　 　 　 　 　
统计对象
次数
统计项目
上面的统计的数据能给我们什么启示？
新课引入
上面的实验给我们的启示：
1、个别事件的出现有其偶然性
2、大量随机事件的整体会表现出一定的规律------统计规律
新课引入
单个气体分子的运动是无规则的
研究气体分子运动的特点思路:
四枚硬币,每投掷一次,正面朝上的硬币数是不确定的
投掷多次后,正面朝上的硬币数存在着一定的统计规律
大量气体分子的运动也应该存在一定的统计规律
(微观 宏观)
类比
(微观 宏观)
类比
热现象
新课引入
一、气体分子运动的特点
问题1：气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动的性质时，可否将气体分子看成质点？
气体分子间的空隙大约是气体分子直径的10倍左右，所以我们可以认为气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，在研究气体分子的运动时，可以把气体分子看成质点。
新课讲授
一、气体分子运动的特点
问题2：气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？
由于气体分子间的空隙比较大，气体分子间的作用力很弱，所以除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力而做匀速直线运动。
新课讲授
一、气体分子运动的特点
问题3：为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？
（1）气体分子做匀速直线运动，气体能充满它能达到的整个空间。
（2）气体分子的数密度十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子速度的大小和方向频繁地改变。
（3）在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。
新课讲授
一、气体分子运动的特点
问题4：试分析总结气体分子运动的特点？
（1）对某个分子而言，分子在做匀速直线运动，在某一时刻，沿着什么方向、以多大的速率运动都具有偶然性。
（2）对于大量分子而言，分子的运动具有规律性，即在某一时刻，向着任何方向运动的分子都有，且向着各个方向运动的分子数目近似相等。
（3）大量分子的集体行为具有统计规律。
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二、分子运动速率分布图像
新课讲授
氧气分子的速率分布图
观察图表，思考一下，0℃和100℃氧气分子的速率有什么特点？
新课讲授
1.两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的。
2.分子速率呈现“中间多、两头少”的分布。
3.温度升高时，速率大的分子数增加，速率小的分子数减少。
特点总结：
4.图线与横轴所围面积相等，都等于1。
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三、气体压强的微观解释
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从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。
1.气体压强产生的原因
三、气体压强的微观解释
气体分子受到的冲量：
气体分子受到的作用力：
器壁受到的作用力：
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2.器壁所受作用力大小
三、气体压强的微观解释
模拟演示
新课讲授
1.实验现象：
三、气体压强的微观解释
（1）单颗豆粒给秤盘的压力很小，作用时间很短，豆粒对秤盘的撞击是间断的。
（2）大量豆粒对秤盘的频繁碰撞，对秤盘产生了一个持续的相对均匀的压力。
（3）高度增大，豆粒落到秤盘上时的动能增大，秤盘受到的压力增大，压强增大。
（4）高度不变，豆粒落到秤盘上时的动能不变，豆粒的密度增大，秤盘受到的压力增大，压强增大。
新课讲授
2.模拟与类比
三、气体压强的微观解释
新课讲授
一个分子撞击容器壁的过程与之类似
一颗豆子
多颗豆子
对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的
多数气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似
对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的
3.微观解释
三、气体压强的微观解释
（1）容器内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对器壁产生的作用力越大；
新课讲授
（2）容器内气体分子的数密度越大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，平均作用力越大。
4.宏观因素
三、气体压强的微观解释
（1）与温度有关：温度越高，气体分子的平均速率越大，气体的压强越大；
新课讲授
（2）与体积有关：体积越小，气体分子的数密度越大，气体的压强越大。
1．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．在①状态下，分子速率大小的分布范围相对较大
B．两种状态氧气分子热运动的剧烈程度相同
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
D
课堂练习
【答案】D
【详解】AD．由题图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，故②对应的温度较高，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故A错误，D正确；
B．②对应的温度较高，②状态氧气分子的热运动更剧烈，故B错误；
C．由题图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误。
故选D。
课堂练习
2．如图所示为一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下速率分布图像。下列说法正确的是（　　）
A．图中曲线反映了任意速率区间的氧气分子数
B．曲线Ⅱ对应的每个分子的速率大于曲线Ⅰ对应每个分子的速率
C．两种温度下，氧气分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布
D．曲线Ⅰ对应氧气的温度为100℃
C
课堂练习
【答案】C
【详解】A．由图可知，图中曲线反映了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比，并不是反映了任意速率区间的氧气分子数，故A错误；
B．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个分子没有意义，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但并不是每个分子运动速率都大，故B错误；
C．由图可知，两种温度下，氧气分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布，故C正确；
D．由图可知，分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%，100℃氧气与0℃氧气相比，速率大的分子数比例多，故曲线Ⅱ对应氧气的温度为100℃，故D错误。
故选C。
课堂练习
3．关于对气体压强的理解，下列说法错误的是（　　）
A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
B．气体压强是由气体分子不断撞击器壁而产生的
C．气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率
D．单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强
A
课堂练习
【答案】A
【详解】A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量地做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，故A错误；
B．密闭容器内的气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，故B正确；
C．气体压强取决于分子的密集程度与分子的平均速率，即为单位体积内分子数和分子的平均速率，故C正确；
D．根据公式P=F/S可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，故D正确。
本题选错误的，故选A。
课堂练习
BD
课堂练习
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