《分子運動速率分布規(guī)律》學習目標1．初步了解什么是“統(tǒng)計規(guī)律”2．理解氣體分子運動的特點，知道氣體分子速率分布規(guī)律(重點)3．理解氣體壓強產(chǎn)生的微觀原因，知道影響壓強的微觀因素(難點)學法與考法學法：①理解氣體分子運動的特點，通過對氣體分子速率分布規(guī)律的學習，認識“統(tǒng)計規(guī)律”．②通過對氣體壓強產(chǎn)生的微觀原因的學習，知道影響氣體壓強的微觀因素．③通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析，滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的科學思維方法考法：①考查對氣體分子運動特點的理解．②考查氣體分子的統(tǒng)計規(guī)律．③考查對氣體壓強及影響因素的理解知識導圖預習導學|新知領(lǐng)悟1．氣體分子運動的特點氣體分子都在永不停息地做________運動，每個分子的運動狀態(tài)__________，每一時刻的運動情況完全是________、________的．2．現(xiàn)象某一事件的出現(xiàn)純粹是________的，但________偶然事件卻會表現(xiàn)出一定的規(guī)律．3．定義大量偶然事件表現(xiàn)出來的___________叫統(tǒng)計規(guī)律．氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律無規(guī)則瞬息萬變偶然的不確定偶然大量的整體規(guī)律4．氣體分子速率分布規(guī)律(1)圖像：(2)規(guī)律：在一定________下，不管個別分子怎樣運動，氣體的多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，表現(xiàn)出“________________”的分布規(guī)律．當溫度________時，該分布規(guī)律不變，氣體分子的平均速率________，分布曲線的峰值向___________的一方移動．溫度中間多、兩頭少升高增大速率增大氣體分子運動具有什么特點？氣體分子運動速率按什么規(guī)律分布？微思考【答案】氣體分子都在永不停息地做無規(guī)則運動．氣體分子的速率分布表現(xiàn)為“中間多、兩頭少”．

下列關(guān)于氣體分子運動的特點，正確的說法是 (

)A．氣體分子運動的平均速率與溫度有關(guān)B．當溫度升高時，氣體分子的速率分布不再是“中間多、兩頭少”C．氣體分子的運動速率可由牛頓運動定律求得D．氣體分子的平均速度隨溫度升高而增大【答案】A【解析】氣體分子的運動與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率變大，但仍遵循“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律，A正確，B錯誤；分子運動無規(guī)則，而且牛頓定律是宏觀定律，不能用它來求微觀的分子運動速率，C錯誤；大量分子向各個方向運動的概率相等，所以穩(wěn)定時，平均速度幾乎為零，與溫度無關(guān)，D錯誤．1．產(chǎn)生原因大量氣體分子頻繁撞擊器壁，對器壁產(chǎn)生一個______的壓力，從而產(chǎn)生壓強．2．壓強特點氣體內(nèi)部壓強___________．3．決定因素(1)氣體的________．(2)____________內(nèi)的分子數(shù)．氣體壓強的微觀解釋穩(wěn)定處處相等溫度單位體積氣體壓強有什么特點？氣體壓強大小與哪些因素有關(guān)？微思考【答案】氣體內(nèi)部壓強處處相等．氣體壓強的大小與氣體的溫度、單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)． (多選)對于氣體壓強的產(chǎn)生，下列說法正確的是 (

)A．氣體壓強是氣體分子之間的斥力產(chǎn)生的B．氣體對器壁的壓強是由于氣體的重力產(chǎn)生的C．氣體壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的D．氣體壓強決定于單位體積中的分子數(shù)和氣體的溫度【答案】CD【解析】決定氣體壓強的因素是溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)．溫度越高，分子的平均動能越大；單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，碰撞器壁的分子數(shù)越多，壓強越大．另外氣體分子間距大，分子力可忽略，故氣體無一定形狀，其體積就是容器容積.多維課堂|

素養(yǎng)初培如圖所示，一排球閑置了很長的時間，里面還有少量的氣體．問題(1)這些少量氣體會充滿排球的整個空間嗎？(2)這些少量氣體里面的某個分子的運動有規(guī)律嗎？(3)這些少量氣體里面大量分子的運動會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性嗎？對氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律的理解【答案】(1)由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱．通常認為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運動，因而氣體會充滿它能達到的整個空間．(2)氣體分子的密度很大，分子之間頻繁地碰撞，每個分子的速度大小和方向頻繁地改變，所以某個分子的運動雜亂無章．(3)在某一時刻，向著各個方向運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都相等，所以說大量分子的運動會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性．1．氣體分子運動的特點(1)氣體分子之間有很大空隙．(2)氣體分子之間的相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由地運動，可以充滿它所能達到的空間．(3)氣體分子運動時頻繁地發(fā)生碰撞，氣體分子向各個方向運動的機會相等．(4)速率分布表現(xiàn)為“中間多、兩頭少”．2．氣體分子統(tǒng)計規(guī)律(1)大量分子沿各個方向運動的機會均等．(2)麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律大量分子做無規(guī)則運動的速率有的大，有的小，但是卻按一定的規(guī)則分布，大多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，離開這個數(shù)值越遠，分子數(shù)越少，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，如圖所示．從麥克斯韋速率分布規(guī)律圖可以看出，當溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的平均速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動．(3)溫度升高，氣體分子的平均速率增大，則速率大的分子所占比例增大．素養(yǎng)點評：通過對氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律探究，培養(yǎng)“物理觀念”素養(yǎng)．對氣體分子運動特點的理解精練1

(多選)關(guān)于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是 (

)A．某一時刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B．某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C．某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目相等D．某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化【答案】BC【解析】具有任一速率的分子數(shù)目并不是相等的，而是呈“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律，A錯誤．由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時都會改變自己運動速度的大小和方向，因此在某一時刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，B正確．雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計規(guī)律．由于分子數(shù)目巨大，在某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認為是相等的，C正確．某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運動的平均速率相同，D錯誤．變式1在一定溫度下，某種氣體的速率分布應該是 (

)A．每個分子速度都相等B．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很少C．每個分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的D．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很多【答案】B【解析】由麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律知，氣體分子速率大部分集中在某個數(shù)值附近，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很少，所以B正確．對麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律的理解精練2

(多選)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示．下列說法正確的是 (

)A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實線對應于氧氣分子在100℃時的情形D．與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大【答案】ABC【解析】因分子總個數(shù)一定，圖中兩條曲線下面積相等，A正確；圖中虛線的峰值對應的橫坐標小于實線的峰值對應的橫坐標，虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形，對應的溫度為0℃，實線對應的溫度為100℃，B、C正確；與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，D錯誤．變式2

(多選)根據(jù)氣體分子動理論，氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，下列表格反映了氧氣分子速率分布規(guī)律.按速率大小劃分區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率/%溫度為0℃時溫度為100℃時100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9根據(jù)表格有四位同學總結(jié)出了以下規(guī)律，其中正確的是 (

)A．不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是占少數(shù)B．溫度變化時，“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律發(fā)生改變C．某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個數(shù)值越遠，分子越少D．溫度升高時，速率小的分子數(shù)增加【答案】AC【解析】從表格數(shù)據(jù)可看出，溫度升高時，速率大的分子數(shù)增多了，D錯誤；根據(jù)分子運動的特點，不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)分子，A、C正確；溫度變化時，“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律不會發(fā)生改變，B錯誤．

對氣體分子速率分布規(guī)律的認識氣體分子運動的規(guī)律應從兩個方面理解：一是個別分子運動的偶然性，二是大量分子整體具有的規(guī)律性．不可把大量分子的統(tǒng)計結(jié)果用在個別分子上，也不能因為少量的差異去要求整體上規(guī)律的嚴密性．用小滾珠作空氣分子模型，如圖所示，把裝有滾珠的杯子拿到秤盤上方某處，然后分不同的情況把滾珠倒在秤盤上．對氣體壓強微觀解釋的理解問題(1)把1粒滾珠倒在秤盤上和在相同的高處把100?；蚋嗟臐L珠快速倒在秤盤上，秤的指針擺動相同嗎？(2)把相同的滾珠從不同的高度上倒在秤盤上，觀察到秤的指針所指的位置相同嗎？為什么？(3)氣體壓強是由氣體分子間的相互作用產(chǎn)生的嗎？(4)氣體壓強和大氣壓是一回事嗎？【答案】(1)滾珠數(shù)目越多，對秤盤的沖擊力越大．擺動幅度越大．(2)釋放位置越高，滾珠對秤盤的沖擊力越大．(3)不是．氣體壓強是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的．(4)不是．氣體壓強由氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生，大小由氣體的體積和溫度決定，與地球引力無關(guān)；大氣壓強是由于空氣受到重力作用而對浸在其中的物體產(chǎn)生的壓強，隨高度的升高而減小，如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，也就沒有大氣壓強．1．氣體壓強產(chǎn)生的原因大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強．單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．2．氣體壓強的決定因素宏觀因素微觀因素溫度體積氣體分子密度氣體分子平均速率在體積不變的情況下，溫度越高，氣體分子的平均速率越大，氣體的壓強越大在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的密度越大，氣體的壓強越大氣體分子密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多氣體的溫度高，氣體分子的平均速率就大，單個氣體分子與器壁的碰撞(可視作彈性碰撞)給器壁的撞擊力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間里器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計撞擊力就大3.氣體壓強與大氣壓強的區(qū)別與聯(lián)系比較氣體壓強大氣壓強區(qū)別(1)因密閉容器的氣體分子的密集程度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生．(2)大小由氣體分子的密集程度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)．(3)氣體對上下左右器壁的壓強大小都是相等的(1)由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強．如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強．(2)地面大氣壓強的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值．(3)大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現(xiàn)對放入其中的物體產(chǎn)生壓強素養(yǎng)點評：通過對氣體壓強探究，培養(yǎng)“物理觀念”素養(yǎng)．聯(lián)系兩種壓強最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而實現(xiàn)的氣體壓強的理解精練3

(多選)封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是 (

)A．氣體的密度增大B．氣