第七章分子動理論

7.1物質(zhì)是由大量分子組成的

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級；

(2)知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個常數(shù)的數(shù)值和單位；

(3)知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。

2、過程與方法：通過單分子油膜法估算測量分子大小，讓學(xué)生體會到物質(zhì)是由大量分子組成的。形成正確

的唯物主義價值觀。

3、情感、態(tài)度與價值觀

教學(xué)重難點

(1)使學(xué)生理解和學(xué)會用單分子油膜法估算分子大小(直徑)的方法；

(2)運用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量(分子的體積、直徑、分子數(shù)等)的方法。

教學(xué)教具

(1)教學(xué)掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鴇原子分布的圖樣；

(2)演示實驗：演示單分子油膜：油酸酒精溶液(1：200),滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有

方格線的透明塑料板。

教學(xué)過程：

第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的

(一)熱學(xué)內(nèi)容簡介

(1)熱現(xiàn)象：與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。

(2)熱學(xué)的主要內(nèi)容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。

(3)熱學(xué)的基本理論：由于熱現(xiàn)象的本質(zhì)是大量分子的無規(guī)則運動，因此研究熱學(xué)的基本理論是分子動理

論、量守恒規(guī)律。

(二)新課教學(xué)

1、分子的大?。悍肿邮强床灰姷?，怎樣能知道分子的大小呢?

(1)單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

演示：如果油在水面上盡可能地散開，可認(rèn)為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用

已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。

圖1

提問：已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S,那么這種油分子的直徑是多少？(如果分子直徑為d,油

滴體積是V,油膜面積為S,則d=V/S,根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級為io-10m)

(2)利用離子顯微鏡測定分子的直徑。

看物理課本上彩色插圖，鴇針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點直接反映鴇原子排列情況。

經(jīng)過計算得出鋁原子之間的距離是2X10-10mo如果設(shè)想鴇原子是一個挨著一個排列的話，那么鴇原子之

間的距離L就等于鋁原子的直徑d,如圖2所示。

圖2

(3)用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級是相同的。

測量結(jié)果表明，一般分子直徑的數(shù)量級是10Tom。例如水分子直徑是4X10-10m,氫分子直徑是2.3X

lOTOm。

(4)分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但通過估算分子大小的數(shù)

量級，對分子的大小有了較深入的認(rèn)識。

2、阿伏伽德羅常數(shù)

提問：在化學(xué)課上學(xué)過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確Imol物質(zhì)中含有的微粒數(shù)(包括

原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)……)都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號NA表示此常數(shù)，NA=6.02X1023

個/mol,粗略計算可用NA=6X10"個/mol。(阿伏伽德羅常數(shù)是一個基本常數(shù)，科學(xué)工作者不斷用各種

方法測量它，以期得到它精確的數(shù)值。)

提問：摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義?

如果已經(jīng)知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，Imol水的質(zhì)量是0.018kg,體積是

1.8X10%'。每個水分子的直徑是4義10七，它的體積是(4X10-10)m3=3X10-29m\如果設(shè)想水分子是一

個挨著一個排列的。

如何算出Imol水中所含的水分子數(shù)?

Imol水的體積1.8X1O-5

23

回答，A=6XioC4*/mol）。

N水分子體積3X10-29

3、微觀物理量的估算

若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對液體、固體的分子大小進行估算。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體

的分子是一個挨一個排列的(氣體不能這樣假設(shè))。

提問：Imol水的質(zhì)量是M=18g,那么每個水分子質(zhì)量如何求？

回答：一個水分子質(zhì)量m0=%=3xicr"(3)o

提問：若已知鐵的相對原子質(zhì)量是56,鐵的密度是7.8X10'kg/m',試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目

(取1位有效數(shù)字)。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？

回答，1g鐵的物質(zhì)量是2m其中鐵原子的數(shù)目是n,

2322

n=-l-X6X10(個)?IXIO(個)

JO

3

1g鐵的體積V=費-=:：c3Cm3)PIX10"Cm),

1個鐵原子的體積是V=Y=蘭黑=1X10-29Cm3),

n1人1U

鐵原子的直徑d=3^^=(2x10-29=3x10-1。(m)

總結(jié)：以上計算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)

是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積(直徑)

等這些微觀量聯(lián)系起來。

課堂練習(xí)：

(1)體積是10%ni'的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級是(B)

A.102cm2B.104cm2C.106cm2D.108cm"

(2)已知銅的密度是8.gxiO'kg/n?,銅的摩爾質(zhì)量是63.5X103kg/moL體積是4.5cm'的銅塊中，含

有多少原子？并估算銅分子的大小。(3.8X10",3X10%)

課堂小結(jié)

(1)物體是由體積很小的分子組成的。這一結(jié)論有堅實的實驗基礎(chǔ)。單分子油膜實驗等實驗是上述結(jié)論的

有力依據(jù)。分子直徑大約有10-10m的數(shù)量級。

(2)阿伏伽德羅常數(shù)是物理學(xué)中的一個重要常數(shù)，它的意義和常數(shù)數(shù)值應(yīng)該記住。

(3)學(xué)會計算微觀世界的物理量(如分子數(shù)目、分子質(zhì)量、分子直徑等)的一般方法。由于微觀量是不能

直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質(zhì)量

m,可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA,得到ni=M/NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M、密度P、阿伏伽

德羅常數(shù)NA,計算出分子直徑:

7.2分子的熱運動

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)知道并記住什么是布朗運動，知道影響布朗運動激烈程度的因素，知道布朗運動產(chǎn)生的原因；

(2)知道布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映；

(3)知道什么是分子的熱運動，知道分子熱運動的激烈程度與溫度的關(guān)系。

2、過程與方法：分析概括出布朗運動的原因；培養(yǎng)學(xué)生概括、分析能力和推理判斷能力。從對懸浮顆粒無

規(guī)則運動的原因分析，使學(xué)生初步接觸到用概率統(tǒng)計的觀點分析大量偶然事件的必然結(jié)果。

3、情感、態(tài)度與價值觀

教學(xué)重點：通過學(xué)生對布朗運動的觀察，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析出布朗運動不是外界影響產(chǎn)生的，是液體

分子撞擊微粒不平衡性產(chǎn)生的。布朗運動是永不停息的無規(guī)則運動，反映了液體分子的永不停息的無規(guī)則

運動。這一連串結(jié)論的得出是這堂課的教學(xué)重點。

教學(xué)難點：學(xué)生觀察到的布朗運動不是分子運動，但它又間接反映液體分子無規(guī)則運動的特點。這是課

堂上的難點。這個難點要從開始分析顯微鏡下看不到分子運動這個問題逐漸分散解疑。

教學(xué)教具：氣體和液體的擴散實驗：分別裝有二氧化氮和空氣的玻璃儲氣瓶、玻璃片；250mL水杯內(nèi)盛有

凈水、紅墨水。

教學(xué)過程：

第二節(jié)分子的熱運動

(-)引入新課

演示實驗：

(1)把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個玻璃瓶豎直方向?qū)谙嘟佑|，看到三氧化氮氣體從下面的瓶內(nèi)逐漸

擴展到上面瓶內(nèi)。

(2)在一燒杯的凈水中，滴入一二滴紅墨水后，紅墨水在水中逐漸擴展開來。

提問：上述兩個實驗屬于什么物理現(xiàn)象？這現(xiàn)象說明什么問題？

總結(jié)：上述實驗是氣體、液體的擴散現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象是一種熱現(xiàn)象。它說明分子在做永不停息的無規(guī)則運

動。而且擴散現(xiàn)象的快慢直接與溫度有關(guān)，溫度高，擴散現(xiàn)象加快。這些內(nèi)容在初中物理中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。

(二)新課教學(xué)

1,介紹布朗運動現(xiàn)象

1827年英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地做無規(guī)則運動，

后來把顆粒的這種無規(guī)則運動叫做布朗運動。不只是花粉，其他的物質(zhì)如藤黃、墨汁中的炭粒，這些小微

粒懸浮在水中都有布朗運動存在。

看教科書上圖，圖上畫的幾個布朗顆粒運動的路線，指出這不是布朗微粒運動的軌跡，它只是每隔30s

觀察到的位置的一些連線。實際上在這短短的30s內(nèi)微粒運動也極不規(guī)則，絕不是直線運動。

2、介紹布朗運動的幾個特點

(1)連續(xù)觀察布朗運動，發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個月時間內(nèi)，只要液體不干涸，就看不到這種運動停下來。這

種布朗運動不分白天和黑夜，不分夏天和冬天(只要懸浮液不冰凍)，永遠(yuǎn)在運動著。所以說，這種布朗

運動是永不停息的。(2)換不同種類懸浮顆粒，如花粉、藤黃、墨汁中的炭粒等都存在布朗運動，說明布

朗運動不取決于顆粒本身。更換不同種類液體，都不存在布朗運動。

(3)懸浮的顆粒越小，布朗運動越明顯。顆粒大了，布朗運動不明顯，甚至觀察不到運動。

(4)布朗運動隨著溫度的升高而愈加激烈。

3、分析、解釋布朗運動的原因

(1)布朗運動不是由外界因素影響產(chǎn)生的，所謂外界因素的影響，是指存在溫度差、壓強差、液體振動等

等。

提問：若液體兩端有溫度差，液體是怎樣傳遞熱量的？液體中的懸浮顆粒將做定向移動，還是無規(guī)則運動？

溫度差這樣的外界因素能產(chǎn)生布朗運動嗎？

總結(jié)：液體存在著溫度差時，液體依靠對流傳遞熱量，這樣懸浮顆粒將隨液體有定向移動。但布朗運動對

不同顆粒運動情況不相同，因此液體的溫度差不可能產(chǎn)生布朗運動。又如液體的壓強差或振動等都只能使

液體具有定向運動，懸浮在液體中的小顆粒的定向移動不是布朗運動。因此，推理得出外界因素的影響不

是產(chǎn)生布朗運動的原因，只能是液體內(nèi)部造成的。

(2)布朗運動是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體各個方向液體分子撞擊作用不平衡造成的。顯微鏡下看

到的是固體的微小懸浮顆粒，液體分子是看不到的，因為液體分子太小。但液體中許許多多做無規(guī)則運動

的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒，當(dāng)微小顆粒足夠小時，它受到來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不

平衡的。如教科書上的插圖所示。

在某一瞬間，微小顆粒在某個方向受到撞擊作用強，它就沿著這個方向運動。在下一瞬間，微小顆粒

在另一方向受到的撞擊作用強，它又向著另一個方向運動。任一時刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上占

優(yōu)勢只能是偶然的，這樣就引起了微粒的無規(guī)則的布朗運動。

懸浮在液體中的顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越少。布朗運動微粒大小在10-6m數(shù)量級,

液體分子大小在10—10m數(shù)量級，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因此，布朗運動越明顯。懸浮在

液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞擊的分子越多，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越不明顯，以至可

以認(rèn)為撞擊作用互相平衡，因此布朗運動不明顯，甚至觀察不到。

液體溫度越高，分子做無規(guī)則運動越激烈，撞擊微小顆粒的作用就越激烈，而且撞擊次數(shù)也加大，造

成布朗運動越激烈。

5、布朗運動的發(fā)現(xiàn)及原因分析的重要意義

(1)布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒分子的運動嗎？是液體分子無規(guī)則運動嗎？布朗微粒是被誰無規(guī)

則撞擊而造成的？布朗運動間接地反映了誰的無規(guī)則運動？

總結(jié)：

(1)固體顆粒是由大量分子組成的，仍然是宏觀物體；顯微鏡下看到的只是固體微小顆粒，光學(xué)顯微鏡是

看不到分子的；布朗運動不是固體顆粒中分子的運動，也不是液體分子的無規(guī)則運動，而是懸浮在液體中

的固體顆粒的無規(guī)則運動。無規(guī)則運動的原因是液體分子對它無規(guī)則撞擊的不平衡性。因此，布朗運動間

接地證實了液體分子的無規(guī)則運動。

(2)布朗運動隨溫度升高而愈加激烈，在擴散現(xiàn)象中，也是溫度越高，擴散進行的越快，而這兩種現(xiàn)象都

是分子無規(guī)則運動的反映。這說明分子的無規(guī)則運動與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動越激烈。所

以通常把分子的這種無規(guī)則運動叫做熱運動。

課堂小結(jié)：

(1)要知道什么是布朗運動。它是懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動，是在顯微鏡下觀察到的。

(2)知道布朗運動的三個主要特點：永不停息地?zé)o規(guī)則運動；顆粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布

朗運動越明顯。

(3)產(chǎn)生布朗運動的原因：它是由于液體分子無規(guī)則運動對固體微小顆粒各個方向撞擊的不均勻性造成的。

(4)布朗運動間接地反映了液體分子的無規(guī)則運動，布朗運動、擴散現(xiàn)象都有力地說明物體內(nèi)大量的分子

都在永不停息地做無規(guī)則運動。

課堂練習(xí)：

(1)關(guān)于布朗運動的下列說法中，正確的是(C、D)

A.布朗運動就是液體分子的熱運動B.布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒內(nèi)的分子的無規(guī)則熱運動

C.溫度越高，布朗運動越激烈D.懸浮顆粒越小，布朗運動越激烈

7-3.分子間的相互作用力

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能

(1)知道分子同時存在著相互作用的引力和斥力，表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。

(2)知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律，知道分子間距離是“時分子力為

零，知道％的數(shù)量級。

(3)了解在固體、液體、氣體三種不同物質(zhì)狀態(tài)下，分子運動的特點。

2.過程與方法

通過一些基本物理事實和實驗推理得出分子之間有引力，同時有斥力。這種以事實和實

驗為依據(jù)求出新的結(jié)論的思維過程，就是邏輯推理。

3.情感態(tài)度價值觀

通過學(xué)習(xí)這部分知識，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。

二、重點、難點的分析

1.重點內(nèi)容有兩個，一是通過分子之間存在間隙和分子之間有引力和斥力的一些演示

實驗和事實，推理論證出分子之間存在著引力和斥力；二是分子間的引力和斥力都

隨分子間距離的變化而變化，而分子力是引力和斥力的合力，能正確理解分子間作

用力與距離關(guān)系的曲線的物理意義。

2.難點是形象化理解分子間作用力跟分子間距離關(guān)系的曲線的物理意義。

三、教具

1.演示分子間有間隙的實驗。

①約Im長的，外徑約Icm的玻璃管，各約20~30ml的酒精和有紅色顏料的水、橡皮

塞。

②長15cm的U形玻璃管、架臺、橡皮塞、紅墨水。

2.演示分子間存在引力的實驗。

兩個圓柱形鉛塊（端面刮光、平滑）、支架、鉤碼若干。用細(xì)線捆住的平板玻璃、直徑20cm

的盛水玻璃槽、彈簧秤。

3.幻燈片：分子力隨分子間距離變化的曲線和兩個分子距離在r=ro,r>ro,陣與時分

子力的示意圖。

四、教學(xué)過程

（一）引入新課

分子動理論是在堅實的實驗基礎(chǔ)上建立起來的。我們通過單分子油膜實驗、離子顯微鏡

觀察鴇原子的分布等實驗，知道物質(zhì)是由很小的分子組成的，分子大小在數(shù)量級。

我們又通過擴散現(xiàn)象和布朗運動等實驗知道了分子是永不停息地做無規(guī)則運動的。分子動理

論還告訴我們分子之間有相互作用力，這結(jié)論的實驗依據(jù)是什么？分子間相互作用力有什么

特點?這是今天要學(xué)習(xí)的問題。

（二）教學(xué)過程設(shè)計

1.已知的實驗事實分析、推理得出分子之間存在著引力，

（1）演示實驗：

①長玻璃管內(nèi)，分別注入水和酒精，混合后總體積減小。

②U形管兩臂內(nèi)盛有一定量的水（不注滿水），將右管端橡皮塞堵住，左管繼續(xù)注入水，

右管水面上的空氣被壓縮。

提問學(xué)生：這兩個實驗說明了什么問題？

總結(jié)歸納學(xué)生的回答：上述實驗可以說明氣體、液體的內(nèi)部分子之間是有空隙的。鋼鐵

這樣堅固的固體的分子之間也有空隙，有人用兩萬標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓強壓縮鋼筒內(nèi)的油，發(fā)現(xiàn)

油可以透過筒壁溢出。

布朗運動和擴散現(xiàn)象不但說明分子不停地做無規(guī)則運動，同時也說明分子間有空隙，否

則分子便不能運動了。

前面第一節(jié)討論分子的大小時，認(rèn)為固體和液體分子是一個挨一個排列的，那只是估算

分子直徑的數(shù)量級而做的設(shè)想，實際上分子大小比估算值要小，中間存在著空隙，但數(shù)量級

還是正確的。

(2)一方面分子間有空隙，另一方面，固體、液體內(nèi)大量分子卻能聚集在一起形成固定

的形狀或固定的體積，這兩方面的事實，使我們推理出分子之間一定存在著相互吸引力。

(3)演示實驗：兩個圓柱體形鉛塊，當(dāng)把端面刮平后，讓它們端面緊壓在一起，合起來

后，它們不分開，而且懸掛起來后，下面還可以吊起一定量的重物。

還有平時人們用力拉伸物體時，為什么不易拉斷物體。

(4)以上所有實驗事實都說明分子之間存在著相互吸引力。

圖〕f斥產(chǎn)M

提問學(xué)生：由哪些實驗事實，判斷得出分子之間有斥力？

綜合學(xué)生的回答，總結(jié)出：固體和液體很難被壓縮，即使氣體壓縮到了一定程度后再壓縮

也是很困難的；用力壓縮固體(或液體、氣體)時，物體內(nèi)會產(chǎn)生反抗壓縮的彈力。這些事實

都是分子之間存在斥力的表現(xiàn)。

運用反證法推理，如果分子之間只存在著引力，分子之間又存在著空隙，那么物體內(nèi)部

分子都吸引到一起，造成所有物體都是很緊密的物質(zhì)。但事實不是這樣的，說明必然還有斥

力存在著。

3.分子間引力和斥力的大小跟分子間距離的關(guān)系。

(1)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力

隨分子間距離加大而減小得更快些，如圖1中兩條虛線所示。

(2)由于分子間同時存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實線

曲線表示引力和斥力的合力(即分子力)隨距離變化的情況。當(dāng)兩個分子間距在圖象橫坐標(biāo)”

距離時，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，％的數(shù)量級為10T°m,相當(dāng)于“位

置叫做平衡位置。

分子間距離當(dāng)!■<%時，分子間引力和斥力都隨距離減小而增大，但斥力增加得更快，

因此分子間作用力表現(xiàn)為斥力。展示幻燈片圖2O當(dāng)!■>為時，引力和斥力都隨距離的增大而

減小，但是斥力減小的更快，因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力，但它也隨距離增大而迅速減

小，當(dāng)分子距離的數(shù)量級大于10-，m時，分子間的作用力變得十分微弱，可以忽略不計了。

在圖2中表示分子間距離r不同的三種情況下，分子間引力斥力大小的情況。

4.固體、液體和氣體的分子運動情況。

分子動理論告訴我們物體中的分子永不停息地做無規(guī)則運動，它們之間又存在著相互作

用力。分子力的作用要使分子聚集起來，而分子的無規(guī)則運動又要使它們分散開來。由于這

兩種相反因素的作用結(jié)果，有固體、液體和氣體三種不同的物質(zhì)狀態(tài)。

(1)提問學(xué)生：固體與液體、氣體比較有什么特征？

總結(jié)學(xué)生回答的結(jié)果，說明固體為什么有一定的形狀和體積呢？因為在固體中，分子間

距離較近，數(shù)量級在lO-n,m,分子之間作用很大，絕大部分分子只能在各自平衡位置附近

做無規(guī)則的振動。

(2)液體分子運動情況。

固體受熱溫度升高，最終熔化為液體，對大多數(shù)物質(zhì)來說，其體積增加10%,也就是

說分子之間距離大約增加3%。因此，液體分子之間作用力很接近固體情況，分子間有較強

的作用力，分子無規(guī)則運動主要表現(xiàn)為在平衡位置附近振動。但由于分子間距離有所增加，

使分子也存在移動性，所以液體在宏觀上有一定的體積，而又有流動性，沒有固定的形狀。

(3)液體汽化時體積擴大為原來的1000倍，說明分子間距離約增加為原來強而,即

10倍。因此氣體分子間距離數(shù)量級在10"m,分子間除碰撞時有相互作用力外，彼此之間

一般幾乎沒有分子作用力，分子在兩次碰撞之間是自由移動的。所以氣體在宏觀上表現(xiàn)出沒

有一定的體積形狀，可以充滿任何一種容器。

五、課堂小結(jié)

1.前面三課時內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是對初中物理已學(xué)過的分子動理論的加深和擴展。總結(jié)起

來，分子動理論內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的，分子做永不停息的無規(guī)則熱運動，分子

之間存在著引力和斥力。分子動理論是建立在大量實驗事實基礎(chǔ)上的，這理論是解釋、分析

熱現(xiàn)象的基本理論。

2.通過實驗知道分子之間存在著引力和斥力，而且知道分子間的引力和斥力都隨分子

間距離增大而減少，尤其斥力隨距離增大減小得更快。由于分子間的斥力和引力同時存在，

每個分子受到引力和斥力的合力大小及方向隨分子間距離大小而改變。其中分子間距離在

107°m的數(shù)量級有一個平衡位置(4),此位置下，斥力與引力的合力為零。當(dāng)分子間距離

大于與引力顯著，當(dāng)分子間距離小于與斥力顯著。分子間距離接近10"m時，分子間作用

力將微小到可忽略的程度。

3.固體、液體、氣體三種狀態(tài)的分子之間距離不同，分子之間作用力的變化也由大到

小至幾乎不計。造成固、液、氣三種物質(zhì)狀態(tài)的特性不同。

課堂練習(xí)：

1.用分子動理論的知識解釋下列現(xiàn)象：

(1)灑在屋里的一點香水，很快就會在屋里的其他地方被聞到。

(2)水和酒精混合后，總體積減小。

(3)高壓下的油會透過鋼壁滲出。

(4)溫度升高，布朗運動及擴散現(xiàn)象加劇。

(5)固體不容易被壓縮和拉伸。

2.把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面(如圖3)。如果你想

使玻璃板離開水面，用手向上拉橡皮筋，拉動玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力？動手試

一試，并解釋為什么？

課堂上，表演后讓學(xué)生回答。

正確答案是：拉力會大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面時水會發(fā)生分裂，由于水分子

之間有引力存在，外力要克服這些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板離開水

面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，說明玻璃板離開水時，水層發(fā)生斷裂。

溫度和溫標(biāo)

一、教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：1.知道溫度表示物體的冷熱程度.

2.理解攝氏溫標(biāo)的定標(biāo)規(guī)定.

3.會估測溫度，并能用溫度計測量溫度.

過程與方法：1.通過觀察和實驗了解溫度計的結(jié)構(gòu)和工作原理.

2.通過實驗操作過程掌握使用溫度計的方法，培養(yǎng)學(xué)生摸索新器材

使用方法的能力。

3.通過為溫度計標(biāo)定刻度的過程，感悟攝氏溫標(biāo)的定標(biāo)方法.

情感、態(tài)度與價值觀：1.樂于探究溫度計等日常用品或新器件中的物理學(xué)原理.

2.關(guān)心溫度與生活的聯(lián)系.

重點：溫度計的原理、攝氏溫標(biāo).

難點：使用溫度計易錯之處、攝氏溫標(biāo)刻度的標(biāo)定.

二、教學(xué)設(shè)計思路

“溫度與溫標(biāo)”是初三物理新教材“熱和能”這一章教學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，教材

對本節(jié)內(nèi)容的處理是首先引入溫度概念，而后指出溫度計的測溫原理是根據(jù)液體

的熱脹冷縮，最后展開攝氏溫標(biāo)及正確使用溫度計的教學(xué)。分析教材，設(shè)計教案

時我主要考慮了以下兩點。

第一、常用溫度計的測溫原理是：標(biāo)準(zhǔn)物體一溫度計與待測物體接觸，達到

熱平衡，標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度，便是待測物體的溫度。因此，在教學(xué)設(shè)計時，我補充

強調(diào)液體溫度計測溫時，玻璃泡中液體的溫度與待測物體的溫度要相同，這既使

學(xué)生能更深入的理解溫度計的結(jié)構(gòu)設(shè)計和原理，也為下面學(xué)生探究正確使用溫度

計的方法埋下了伏筆。

第二、重視把課堂教學(xué)作為學(xué)生親身體驗、探究的過程，整節(jié)內(nèi)容以四個學(xué)

生實驗為主線展開。第一個實驗采用直接動手憑感覺、去判斷，并通過實驗探究

獲得更準(zhǔn)確判斷物體冷、熱的方法；第二個實驗：手握溫度計玻璃泡，觀察溫度

計中液柱在細(xì)管中的變化，引出溫度計測溫原理；第三個實驗讓學(xué)生根據(jù)測量的

基本要求和溫度計的測溫原理，通過測溫過程探究正確測定溫度的方法；第四個

實驗：從器材的選擇、實驗方法和過程的設(shè)計都交給學(xué)生研究和選擇，既鞏固了

剛學(xué)過的知識、培養(yǎng)了動手能力，更使學(xué)生了解了一些科學(xué)實驗的方法、體驗了

利用攝氏溫標(biāo)定標(biāo)的方法。

完成本設(shè)計內(nèi)容需2課時。

三、教學(xué)器材

常用液體溫度計、體溫計、寒暑表、無刻度溫度計（可用醫(yī)用膠布條將溫

度計的刻度貼?。崴?、溫水、冷水各一杯、刻度尺、多媒體.

四、教學(xué)過程

（-）引入新課

【實驗一】將左右兩手分別浸入熱水和冷水中，描述你左右兩手的感

覺:，將左右兩手分別浸入熱水和

冷水中一段時間后，再把它們一起浸入溫水中，描述你左右兩手的感

覺：.

（問題）人們常憑感覺比較物體的冷熱，這種感覺是不是絕對可靠呢？

人們可以憑感覺判斷物體的冷和熱，但這種判斷并不總是準(zhǔn)確的.為此,我們

引入溫度這一物理量來客觀地表示物體的冷熱程度,并用溫度計來測量物體的溫

度.

（二）新課教學(xué)

1.溫度：物體的冷熱程度.

2.溫度計

（1）溫度計的構(gòu)造

（讓學(xué)生認(rèn)真觀察各種溫度計:常用水銀溫度計、體溫計、寒暑表,再請一名

學(xué)生按從內(nèi)到外，從上到下的順序描述他們構(gòu)造上的相同之處。）

溫度計由內(nèi)徑細(xì)而且均勻的玻璃管、薄壁玻璃泡、液體、玻璃外殼、刻度和

符號C組成。

（2）溫度計的原理

（問題1）溫度計是如何測出溫度的？

【實驗二】手握溫度計下端玻璃泡,觀察溫度計中液柱在細(xì)管中的變化（保持一定

的時間），而后將手松開繼續(xù)觀察液柱變化。

觀察到的現(xiàn)象:,

原因：.

手握溫度計下端玻璃泡時，泡內(nèi)液體受熱膨脹，液面上升；手松開時，泡

內(nèi)液體變冷收縮，液面下降，從液面的位置可讀出溫度的數(shù)值。常用溫度計是利

用水銀、酒精或煤油等液體的熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度的。

（問題2）實驗時為什么要手握玻璃泡？手握玻璃泡時溫度計中的液柱會一直

往上升嗎？

提示:你生病發(fā)燒時是如何用體溫計測體溫的？（多媒體提示）

討論并總結(jié):手握玻璃泡是為了使泡中液體的溫度發(fā)生改變；當(dāng)泡中液體的

溫度與手的溫度相同時，液柱就不再上升了，這時溫度計顯示的就是手的表面溫

度。因此，溫度計在測溫時必須滿足的條件是：泡內(nèi)液體的溫度要與待測物體的

溫度保持相同，故玻璃泡一定要與待測物體充分接觸，大家用體溫計測體溫時就

是這樣做的.

（問題3）你手中的溫度計是很多科學(xué)家經(jīng)過不懈努力改進、完成的，溫度計

為什么要制成現(xiàn)在的樣子呢？一一請你再次觀察溫度計的結(jié)構(gòu)，簡單分析這些結(jié)

構(gòu)在測量過程中的作用。

①為什么溫度計的內(nèi)徑很細(xì)而且均勻？②為什么溫度計玻璃泡的壁很??？

③為什么體溫計的細(xì)玻璃管和玻璃泡之間有一個細(xì)小的折彎?④為什么體溫計的

測量范圍和最小刻度與常用水銀溫度計、寒暑表不同？

溫度計的內(nèi)徑很細(xì)可使液體熱脹冷縮現(xiàn)象明顯、均勻可使刻度均勻；溫度計

玻璃泡的壁很薄可使玻璃泡中液體的溫度盡快與待測物體溫度相同。體溫計的小

折彎可防止體溫計離開人體后細(xì)玻璃管中的水銀流回玻璃泡內(nèi)，這樣體溫計可以

離開人體進行讀數(shù);體溫計的測量范圍和最小刻度是根據(jù)人體溫度變化范圍和測

量需要達到的準(zhǔn)確程度決定的。

（如果學(xué)生的思維活躍,可提的問題很多.如：玻璃管為什么要密封?管中液體

為什么要用水銀、酒精或煤油而不用水?為什么細(xì)玻璃管的下端要設(shè)計玻璃泡？

為什么溫度計比較小巧?溫度計上的刻度是如何劃分的?外殼上的C表示什么？等

等）

3.攝氏溫標(biāo)

溫度計玻璃外殼上的C表示此溫度計確定標(biāo)度時采用的是攝氏溫標(biāo)，那么

攝氏溫標(biāo)是怎樣確定溫度的？（學(xué)生看書后回答，教師配合多媒體演示）

（1）規(guī)定：0℃——冰水混合物的溫度

100℃——1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度

（問題1）50℃的刻度在哪里？（學(xué)生回答，配合多媒體演示.）

（問題2）1℃的刻度在哪里？（學(xué)生回答，配合多媒體演示.）

（問題3）怎樣將分度擴展到100℃以上和0℃以下？（學(xué)生回答，配合多媒

體演示.）

（問題4）:（閱讀課本P40頁的表格）在給溫度計標(biāo)定刻度時要注意什么問

題？

（2）單位：攝氏度（℃）

（3）讀法：37℃讀作：37攝氏度；-4.7℃讀作：負(fù)4.7攝氏度或零下4.7

攝氏度.

（閱讀溫度的階梯圖表）：了解自然界中的溫度,練習(xí)攝氏溫標(biāo)讀法.

4.為溫度計標(biāo)定攝氏溫標(biāo)刻度

（1）怎樣正確使用溫度計

【實驗三】請你先估測水溫，然后嘗試用溫度計測出熱水的溫度，并在測溫過程

中思考如何測量才能得出正確的結(jié)果。

思考依據(jù):①測量的基本要求②溫度計的測溫原理。（多媒體提示）

正確方法：

你從測量的基本要求想到：1._______________________________________

2._____________________________________________

你從溫度計的測溫原理想到：1.2._

學(xué)生測量熱水溫度并上臺演示，師生總結(jié)正確使用溫度計的方法（配合多媒

體演示）.

（2）為無刻度溫度計標(biāo)定刻度

【實驗四】請你選擇器材、設(shè)計實驗方法和步驟給一只無刻度溫度計標(biāo)上刻度。

實驗器

材：-

實驗方法：L______________________________________________________

__________________________________________________________________,

2.___________________________________________________________________

實驗步驟：______________________

學(xué)生總結(jié)實驗方法并上臺演示；選兩組同學(xué)的溫度計測講臺上溫水的溫度,

比一比誰的溫度計更準(zhǔn)確。

（可選擇的實驗方法：1.用冷水、熱水定標(biāo)；2.用室溫和手的表面溫度定標(biāo).）

⑶練習(xí)（課本P42例題）

三、課堂小結(jié)

學(xué)生談二談本節(jié)課的收獲，教師歸納、總結(jié)

2.擴展知識

等溫線：閱讀等溫線圖，談?wù)劀囟韧祟惣皠?、植物的?lián)系.

①農(nóng)作物只有在適宜的溫度下才能生長、成熟.

②人類、動物必須在適宜的溫度下才能生存.

③煉鋼、育種和孵化幼雛要控制溫度。

④食物要在低溫下儲藏------冰箱的使用。

四、布置作業(yè)

1.閱讀課本P43-P44了解其它常用的測溫計及其使用方法。

2.查閱資料，了解溫度計、溫標(biāo)的形成及演變。

3.收集有關(guān)資料，從以下題目中選一個寫一篇幾百字左右的科學(xué)小

論文：

溫度與氣候、溫度與生命、溫度與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、溫度與宇宙

演化、溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)。

4.課本P471、2、3、4

五、課后反思

本節(jié)課的核心內(nèi)容是溫度計的結(jié)構(gòu)、原理、刻度的標(biāo)定及使用。按教材的安

排學(xué)生在學(xué)完溫度計的使用方法后，知道測溫時溫度計的玻璃泡要與被測液體充

分接觸并不能碰到容器的側(cè)壁和底部，讀數(shù)時溫度計的玻璃泡不能離開被測液

體，可是卻并不知道為什么要這樣做。針對上述問題，我設(shè)計了【實驗二】并用

相應(yīng)的問題作引導(dǎo)，使學(xué)生充分理解常用溫度計的測溫原理是利用液體的熱脹冷

縮并要使泡中液體的溫度與待測物體的溫度相同。在【實驗三】時學(xué)生就能自行

摸索，邊思考邊操作得出溫度計的使用方法。這樣做可以改變死記操作步驟的灌

輸式教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生自己摸索使用新器材的能力。因為他們今后在生活工作

中有很多場合會遇到新器材，需要他們自己去摸索其使用方法，本設(shè)計的目的就

是想為培養(yǎng)學(xué)生的這種能力作一定的努力.

六、意見和建議

1.本節(jié)內(nèi)容基本上是以溫度計為主線展開的，所以是否能將標(biāo)題改為“溫度與

溫度計”。

2.能否將溫度計的測溫原理改為：利用液體的熱脹冷縮并保持與待測物體的溫

度相同；讀數(shù)時溫度計不能離開被測液體能否改為溫度計的玻璃泡不能離開

被測液體；課本P40表格是否能增加煤油的數(shù)據(jù)。

3.卡片上簡易溫度計在制作時如瓶中不放滿水，定標(biāo)時會出現(xiàn)細(xì)管中液體基本

不太上升，或猛然上升沖出細(xì)管的情況；如瓶中裝滿水，瓶中水在膨脹時會

從橡皮泥中滲出；如改為瓶中不裝水，在細(xì)管中滴一小段液柱，也會出現(xiàn)稍

微受熱液柱就沖出細(xì)管的現(xiàn)象。所以，我設(shè)計用醫(yī)用膠布將溫度計的刻度貼

住，再讓學(xué)生為此無刻度溫度計標(biāo)定刻度的實驗。

7.5物體的內(nèi)能

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)知道分子的動能，分子的平均動能，知道物體的溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志；

(2)知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)

律；

(3)知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機械能。

2、過程與方法：這節(jié)課中要讓學(xué)生建立：分子動能、分子平均動能、分子勢能、物體內(nèi)能、

熱量等五個以上物理概念，又要讓學(xué)生初步知道三個物理規(guī)律：溫度與分子平均動能關(guān)系，

分子勢能與分子間距離關(guān)系，做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。因此，教學(xué)中著重培

養(yǎng)學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀：在分子平均動能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計的方法。在分子

間勢能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。

教學(xué)重點：教學(xué)重點是使學(xué)生掌握三個概念（分子平均動能、分子勢能、物體內(nèi)能），掌握

三個物理規(guī)律（溫度與分子平均動能關(guān)系、分子勢能與分子之間距離關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)

系）。

教學(xué)難點：區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量三個物理量是教學(xué)上的一個難點；分子勢能隨分子間距離

變化的勢能曲線是教學(xué)上的另一難點。

教學(xué)教具：圖片，展示分子間勢能隨分子間距離變化而變化的曲線。

教學(xué)過程：

第四節(jié)物體的內(nèi)能

（-）引入新課

我們知道做機械運動的物體具有機械能,那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中，也有相應(yīng)的能量變化。

另一方面，我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無規(guī)律熱運動產(chǎn)生的。那么熱運動的能量與大量

的無規(guī)律運動有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。

（二）新課教學(xué)

1、分子的動能、溫度

物體內(nèi)大量分子不停息地做無規(guī)則熱運動，對于每個分子來說都有無規(guī)則運動的動能。

由于物體內(nèi)各個分子的速率大小不同，因此，各個分子的動能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量

分子無規(guī)則運動的結(jié)果，所以研究個別分子運動的動能是沒有意義的。而研究大量分子熱運

動的動能，需要將所有分子熱運動動能的平均值求出來，這個平均值叫做分子熱運動的平均

動能。

學(xué)習(xí)布朗運動和擴散現(xiàn)象時，我們知道布朗運動和擴散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)系，溫度越高,

布朗運動越激烈，擴散也加快。依照分子動理論，這說明溫度升高后分子無規(guī)則運動加劇。

用上述分子熱運動的平均動能來說明，就是溫度升高，分子熱運動的平均動能增大。如果溫

度降低，說明分子熱運動的平均動能減小。因此從分子動理論觀點來看，溫度是物體分子熱

運動的平均動能的標(biāo)志。“標(biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低，表示了物體內(nèi)部大量分

子熱運動的平均動能增大或減小。溫度不變，就表示了分子熱運動的平均動能不變。其他宏

觀物理量如時間、質(zhì)量、物質(zhì)種類都不是分子熱運動平均動能的標(biāo)志。但是，溫度不是直接

等于分子的平均動能。

另一方面，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運動的統(tǒng)計意義上的平均動能相對應(yīng)，對于個別

分子或幾十個、幾百個分子熱運動的動能大小與溫度是沒有關(guān)系的。

我們知道，溫度這個物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱

運動平均動能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。

2、分子勢能

分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，這就是分子

勢能。如果分子間距離約為數(shù)量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r。。

當(dāng)分子距離小于r。時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥

力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時彈性勢能增

大是相似的。如圖1中彈簧壓縮，彈性勢能Ep增大。

如果分子間距離大于r。時，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須

克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時彈性

勢能增大是相似的。如圖1中彈簧拉伸，Ep增大。

從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r。為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增

大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點。如果分子間距離是無限遠(yuǎn)時，取分子勢

能為零值，分子間距離從無限遠(yuǎn)逐漸減少至r。以前過程，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，而

且距離減少，分子引力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。當(dāng)分子間距

離到達r。以后再減小，分子作用力表現(xiàn)為斥力，在分子間距離減小過程中，克服斥力做功，

使分子勢能增大。其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。分子勢能隨分子間距離r

的變化情況可以在圖的圖象中表現(xiàn)出來。從圖中看到分子間距離在r。處，分子勢能最小。

既然分子勢能的大小與分子間距離有關(guān)，那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢能的大

小變化情況呢？如果對于確定的物體，它的體積變化，直接反映了分子間的距離，也就反映

了分子間的勢能變化。所以分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。

3、物體的內(nèi)能

(1)物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由

不停地做無規(guī)則熱運動并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。

提問：宏觀量中哪些物理量是分子熱運動的平均動能和分子勢能的標(biāo)志？(一個確定的物體,

分子總數(shù)是固定的，那么這物體的內(nèi)能大小是由宏觀量一一溫度和體積決定的。如果不是確

定的物體，那么物體的內(nèi)能大小是由質(zhì)量、溫度、體積和物態(tài)來決定。)

課堂討論題：下列各個實例中，比較物體的內(nèi)能大小，并說明理由。

①一塊鐵由15℃升高到55℃,比較內(nèi)能。

②質(zhì)量是lkg50℃的鐵塊與質(zhì)量是0.lkg50℃的鐵塊，比較內(nèi)能。

③質(zhì)量是IkglOCTC的水與質(zhì)量是IkglOOC的水蒸氣，比較內(nèi)能。

(2)物體機械運動對應(yīng)著機械能，熱運動對應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能，同時還可以

具有機械能。例如在空中飛行的炮彈，除了具有內(nèi)能，還具有機械能一一動能和重力勢能。

提問：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣，當(dāng)汽車以60km/h行駛起來后，氣瓶內(nèi)氧氣的內(nèi)能

是否增加？(內(nèi)能是所有分子熱運動動能和分子勢能之總和，而不是分子定向移動的動能。

另一方面，物體機械能增加，內(nèi)能不一定增加)

課上練習(xí)：

判斷下面各結(jié)論是否正確？

(1)溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。

(2)同樣質(zhì)量的水在100℃時的內(nèi)能比60℃時的內(nèi)能大。

(3)內(nèi)能大的物體，溫度一定高。

(4)內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。

答案：(1)、(2)是對的。

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，100℃的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過程，下面的說法是否正確？

(1)分子熱運動的平均動能不變，因而物體的內(nèi)能不變。

(2)分子的平均動能增加，因而物體的內(nèi)能增加。

答案：以上結(jié)論都不對。

課堂小結(jié)：

(1)這節(jié)課上新建立了三個物理概念：分子熱運動的平均動能、分子勢能、內(nèi)能。要知道

這三個概念的確切含義，更為重要的是能夠區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量，知道內(nèi)能與機械能的區(qū)

別和聯(lián)系。

（2）要掌握三個物理規(guī)律：分子熱運動的平均動能與溫度的關(guān)系、分子間的相互作用力與

分子間距離的關(guān)系、做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上的關(guān)系。

第八章氣體

8.1氣體的等溫變化玻意耳定律

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

（1）知道什么是等溫變化；

（2）知道玻意耳定律是實驗定律，掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式，知道定律的適用條件；

（3）理解氣體等溫變化的p—V圖象的物理意義；

（4）知道用分子動理論對玻意耳定律的定性解釋；

（5）會用玻意耳定律計算有關(guān)的問題。

2、過程與方法：通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力和從實驗得出物理規(guī)律的能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀：當(dāng)需要研究兩個以上物理量間的關(guān)系時，先保持某個或某幾個物理量不變，從最

簡單的情況開始研究，得出某些規(guī)律，然后再進一步研究所涉及的各個物理量間的關(guān)系。

教學(xué)重點：通過實驗使學(xué)生知道并掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關(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。

教學(xué)難點：學(xué)生往往由于“狀態(tài)”和“過程”分不清，造成抓不住頭緒，不同過程間混淆不清的毛病，

這是難點。在目前這個階段，有相當(dāng)多學(xué)生尚不能正確確定密閉氣體的壓強。

教學(xué)教具：定性演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強與體積的關(guān)系，橡皮膜（或氣球皮）、直徑

為5cm左右兩端開口的透明塑料筒（長約25cm左右）、與筒徑匹配的自制活塞、20cmX6cni薄木板一塊。

較精確地演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強與體積的關(guān)系實驗儀器。

教學(xué)過程：

第一節(jié)氣體的等溫變化玻意耳定律

（一）引入新課

對照牛頓第二定律的研究過程先m一定，axF；再F一定，現(xiàn)在我們利用這種控制條件的研

究方法，研究氣體狀態(tài)參量之間的關(guān)系。

（-）新課教學(xué)

1、一定質(zhì)量的氣體保持溫度不變，壓強與體積的關(guān)系

思考：怎樣保證氣體的質(zhì)量是一定的？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，壓強與體積的關(guān)系

（1）介紹實驗裝置，觀察實驗裝置，并回答：

①研究哪部分氣體？

②A管中氣體體積怎樣表示？(1?S)

③閥門a打開時，A管中氣體壓強多大？閥門a閉合時A管中氣體壓強多大？(p?)

④欲使A管中氣體體積減小，壓強增大，B管應(yīng)怎樣操作？寫出A管中氣體壓強的表達式(p=p?+h)。

⑤欲使A管中氣體體積增大，壓強減小，B管應(yīng)怎樣操作？寫出A管中氣體壓強的表達式(p=p?-h)。

⑥實驗過程中的恒溫是什么溫度？為保證A管中氣體的溫度恒定，在操作B管時應(yīng)注意什么？(緩慢)

(2)實驗數(shù)據(jù)采集

壓強單位：mrrfig；體積表示：倍率法環(huán)境溫度：室溫大氣壓強：

Po=mmHg

①A管中氣體體積減小時(基準(zhǔn)體積為V)

順序12345

1

體積Vl3v3MV

壓強

②A管中氣體體積增大時(基準(zhǔn)體積為W)

順序12345

體積▽2W3W

壓強

(3)實驗結(jié)論：實驗數(shù)據(jù)表明：

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積縮小到原來的幾分之一，它的壓強就增大到原來的幾倍;

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積增大到原來的幾倍，它的壓強就減小為原來的幾分之一。

改用其他氣體做這個實驗，結(jié)果相同。

3、玻意耳定律

(1)定律內(nèi)容表述之一

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強跟體積成反比。數(shù)學(xué)表達式，設(shè)初態(tài)體積為％,壓

強為P1；末態(tài)體積為丫2,壓強為P2。有：

PlVl=P2V2

(2)定律內(nèi)容表述之二

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強跟體積的乘積是不變的。數(shù)學(xué)表達式，pv二恒量

(3)用圖象表述玻意耳定律

縱軸代表氣體的壓強；橫軸代表氣體的體積；選取恰當(dāng)?shù)姆侄群蛦挝弧?/p>

討論：一下圖線該是什么形狀，并嘗試把它畫出來。(等溫線)

4、關(guān)于玻意耳定律的討論

問題：圖象平面上的一個點代表什么？曲線AB代表什么？線段AB代表什么？pV二恒量一式中的恒量是普適

恒量嗎？(作出一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的幾條等溫線，比較后由學(xué)生得出結(jié)論：恒量隨溫度升高

而增大)

下面的數(shù)據(jù)說明什么？一定質(zhì)量的氮氣

壓強latm500atm1000atm

實測體積lm31.36/500m32.0685/1000m3

計算體積l/500m31/1000m3

適用條件：壓強不太大(和大氣壓比較)、溫度不太低(和室溫比較)的任何氣體。你能推導(dǎo)出用密度形

式表達的玻意耳定律嗎？你能用分子動理論對玻意耳定律作出解釋嗎？

例1：某個容器的容積是10L,所裝氣體的壓強是20Xl（rPa。如果溫度保持不變，把容器的開關(guān)打開以后,

容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設(shè)大氣壓是LOXlO'Pa。

解：設(shè)容器原裝氣體為研究對象。

初態(tài)p!=20X105PaVi=10LTi=T

5

末態(tài)p2=l.0X10PaV2=?LT2=T

由玻意耳定律PiVi=p2V2得:

PM2070$x10,“c,

-J-2-=------------j—L=200L

p2i.oxicr

故部XI。。%=5%

即剩下的氣體為原來的5%。

8.2氣體的等容變化和等壓變化

★新課標(biāo)要求

（-）知識與技能

1.知道什么是氣體的等容變化過程；掌握查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式；理解

P-T圖象的物理意義；知道查理定律的適用條件。

2.知道什么是氣體的等壓變化過程；掌握蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式；

理解V-T圖象的物理意義。

（二）過程與方法

掌握物理規(guī)律的表達方法

（二）情咸太府與價值如

1.7養(yǎng)嬴圖泊這種數(shù)學(xué)語言表達物理規(guī)律的能力。

2.領(lǐng)悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學(xué)的價值觀。

★教學(xué)重點

1.查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式及適用條件。

2.蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式及適用條件。

★教學(xué)難點

對p-T圖象和V-T圖象的物理意義的理解。

★教學(xué)方法

講授法、電教法

★教學(xué)用具：

投影儀、投影片

★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師：（復(fù)習(xí)提問）玻意耳定律的內(nèi)容和公式是什么？

教師：應(yīng)用玻意耳定律求解問題的基本思路是什么？

學(xué)生討論回答

教師點出課題：那么，當(dāng)氣體的體積保持不變時，氣體的壓強與溫度的關(guān)系是怎

樣的呢？若氣體的壓強保持不變時，氣體的體積與溫度的關(guān)系又是怎樣的呢？這

節(jié)課我們學(xué)習(xí)氣體的等容變化和等壓變化。

（二）進行新課

1.氣體的等容變化

教師：我們先來看一個演示實驗：滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤滑油

的橡皮塞蓋住瓶口，把瓶子放入熱水中，會看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合

物中，拔掉塞子時會比平時費力。

學(xué)生討論回答

教師：（提問）實驗說明了怎樣的道理？

學(xué)生討論回答

教師：一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，壓強隨溫度的變化叫做等容變化。在等容

變化過程中，壓強和溫度有何定量關(guān)系呢？

法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體的體積一定時，各種氣體的壓強與溫度之

間都有線性關(guān)系。我們把它叫做查理定律。

p/'ApJ'A

Z

/

Z

B

0273.15r/K

甲乙

教師：畫出氣體壓強p與攝氏溫度t的關(guān)系圖線（如圖甲所示），圖線不過原

點。然后引導(dǎo)學(xué)生分析得出氣體壓強p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線（如圖乙所

示），圖線過原點。從而得出查理定律在熱力學(xué)溫標(biāo)下的表述：

查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T

成正比。即P/T=C（是比例常數(shù)）。

或P1/T1=P2/T2

強調(diào)指出：（1）上述規(guī)律，必須滿足“一定質(zhì)量的氣體”。Pi、T1、P2、T2

分別表示氣體在兩個不同狀態(tài)下的壓強和熱力學(xué)溫度。

（2）等容過程的圖象：一定質(zhì)量的氣體，在等容過程中壓強p與熱力學(xué)溫度T

成正比，p-T圖線為過原點的直線。等容過程的p-T圖象稱為等容線。

2.氣體的等壓變化

教師：一定質(zhì)量的氣體在壓強不變時，體積隨溫度的變化叫做等壓變化。在等壓

變化過程中，體積和溫度有何定量關(guān)系呢？

法國科學(xué)家蓋一呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體的壓強一定時，各種氣體的體積與

溫度之間都有線性關(guān)系。我們把它叫做蓋一呂薩克定律。

在熱力學(xué)溫標(biāo)下蓋一呂薩克定律的表述為：

一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。

即V/T=C（比例常數(shù)）?；騐1/T1=V2/T2

強調(diào)指出：（1）上述規(guī)律，必須滿足“一定質(zhì)量的氣體”。Vi、Ti、V2、

T2分別表示氣體在兩個不同狀態(tài)下的體積和熱力學(xué)溫度。

（2）等壓過程的圖象：一定質(zhì)量的氣體，在等壓過程中體積V與熱力學(xué)溫度T

成正比，V-T圖線為過原點的直線。等壓過程的V-T圖象稱為等壓線。

［投影］例題（教材25頁）

（通過引導(dǎo)學(xué)生分析解決實際問題，加強學(xué)生對實驗定律的理解和應(yīng)用能力。培

養(yǎng)學(xué)生運用定律求解問題的思路和方法。）

學(xué)生完成教材25頁的“思考與討論”，加深對圖象的理解。

（三）課堂總結(jié)、點評

這節(jié)課我們望習(xí)了鼻體的等容變化和等壓變化規(guī)律。

查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T

成正比。即P/T=C

（C是比例常數(shù)）

或P1/T1=P2/T2

蓋一呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力

學(xué)溫度T成正比。即V/T=C（C是比例常數(shù)）

或V1/T1=V2/T2

★課后作業(yè)

完成P26"問題與練習(xí)”的題目。

8.3氣體理想氣體的狀態(tài)方程

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

（1）初步理解“理想氣體”的概念；

（2）掌握運用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達式,

并能正確運用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡單問題；

（3）熟記蓋?呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達式，并能正確用它來解答氣體等壓變化