3.分子運動速率分布規(guī)律學(xué)以致用

·隨堂檢測全達標(biāo)合作探究

·能力素養(yǎng)全提升自主落實

·必備知識全過關(guān)素養(yǎng)目標(biāo)1.通過伽爾頓板實驗、拋硬幣實驗初步認識統(tǒng)計規(guī)律.

(物理觀念)2.知道氣體分子運動的特點和氣體分子運動速率分布規(guī)律.(科學(xué)

思維)3.通過讓學(xué)生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)

生的微觀想象能力和邏輯思維.(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)自主落實必備知識全過關(guān)三TQ

甲

H

應(yīng)王飯一、氣體分子運動的特點1.隨機事件與統(tǒng)計規(guī)律(1)必然事件：在一定條件下，若某事件

_出現(xiàn)，這個事件叫作

必然事件

.(2)不可能事件：在一定條件下，若某事件不可能出現(xiàn)，這個事件

叫作不可能事件.(3)隨機事件：若在一定條件下某事件

可能

出現(xiàn)，也可能不

出現(xiàn)，這個事件叫作隨機事件.(4)統(tǒng)計規(guī)律：大量

隨機事件的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這

種規(guī)律叫作統(tǒng)計規(guī)律.個別事件出現(xiàn)具有偶然性，大量事件出現(xiàn)具

有規(guī)律性答案2.氣體分子運動的特點(1)運動的自由性：由于氣體分子間距離比較大，分子間的作用力很

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，氣體充滿它能達到的整個空間.(2運動的無序性：分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著

任何一個

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)目幾乎_相等答案二、分子運動速率分布圖像1.圖像如圖所示.各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比100以下100~200速率區(qū)間/(m·s?1)400~500700~800500~600800~600200~3006

0

0

以

上900~700300~4002.規(guī)律：在一定溫度下，氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”

的分布.當(dāng)溫度升高時，“中間多，兩頭少”_的分布規(guī)律溫度高也有速率小的分子不變，速率大的分子比例較

多

，分子的平均速率較大

，分布曲線的峰值分子數(shù)的百分比大的向速率大的一方移

動

.3.溫度越高，分子的熱運動_越劇烈答案三、氣體壓強的微觀解釋1.

產(chǎn)生原因氣體對容器的壓強是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果.壓強就是

器

壁單位面積上受到的壓力

.答案2.決定因素微觀上決定于分子的平均速率和分子的數(shù)密度.(1)若某容器中氣體分子的平均速率越大，單位面積上氣體分子與器

壁的碰撞對器壁的作用力就越大(2若某容器中氣體分子的數(shù)密度大，單位時間內(nèi)，與單位面積器壁

碰撞的分子數(shù)就

多

，平均作用力也會較

大答案情

境

體

驗1.如圖所示，在離臺秤一定高度處，每隔一段時間釋

放一個小鋼球，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?2.如果小鋼球持續(xù)不斷地落到臺秤上，會出現(xiàn)什么

現(xiàn)象?1.提示：有小鋼球落到臺秤上時，臺秤有示數(shù)，沒有小鋼球落到臺秤上時，臺

秤沒有示數(shù).2.提示：臺秤一直有示數(shù).答案合作探究

·能力素養(yǎng)全提升口

JED.BB17

王1YE1L探究一

氣體分子運動的特點和速率分布圖像

情境探究伽爾頓板是一種演示某種統(tǒng)計規(guī)律的裝置.如圖

所示，在一塊豎直木板的上部均勻釘上許多鐵釘，

木板下部用豎直隔板隔成等寬的狹槽，裝置前側(cè)面

以玻璃覆蓋.從入口處投入一個小鋼珠，小鋼珠在下落過程中

先后與許多鐵釘相碰，經(jīng)過曲折的路徑，落入某一

槽中.重復(fù)幾次，我們會觀察到小鋼珠落入哪個槽

完全是不確定的.如果保持手的姿勢不變，把大量

的小鋼珠從入口處緩緩倒入.(1)觀察落入狹槽的小鋼珠，哪個狹槽較多?哪些狹槽較少?(2)氣體分子在某一特定溫度下速率的分布可以類比于伽爾頓板實驗，

那么它有什么規(guī)律呢?(3)生活中，你還能找到哪些符合統(tǒng)計規(guī)律的實驗?zāi)?提

示：(1)落入中央狹槽的小鋼珠較多，落入兩邊狹槽的小鋼珠較少.(2)中間多、兩頭少的規(guī)律.(3)拋硬幣時硬幣出現(xiàn)正反面的次數(shù)，擲骰子時我們想要得到某一點數(shù)的幾率等等.答案核心歸納1.大量分子運動的統(tǒng)計規(guī)律(1)個別事物的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事物的出現(xiàn)，卻遵從一定

的統(tǒng)計規(guī)律

.(2)從微觀角度看，由于物體是由大量的分子組成的，這些分子并沒

有統(tǒng)一的運動步調(diào)，單獨來看，各個分子的運動都是不規(guī)則的，帶有

偶然性，但從總體來看，大量分子的運動卻有一定的規(guī)律.2.氣體分子運動的特點(1)分子都在做永不停息的無規(guī)則運動，常溫下大多數(shù)氣體分子的速

率都達到數(shù)百米每秒.(2分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動的分

子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都相等.即氣體分子沿

各個方向運動的機會(概率)相等.(3)分子運動速率分布圖像①溫度越高，分子的熱運動越劇烈.②氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.當(dāng)溫度升高時，

對某一分子在某一時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“中間多”的分子速率值增加(如圖所示).各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比400~500500~600溫度為100℃20151050溫度為0℃分子的速率100以下700~800900~700800~600200~300300~400100~2006

0

0

以

上應(yīng)用體驗例1(多選)大量氣體分子運動的特點是()A.

分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，還可在空間內(nèi)自由移動B.分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的運動C.分子沿各方向運動的機會均等D.

分子的速率分布毫無規(guī)律答案：ABC解析：A對：因氣體分子間的距離較大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力的作用，故可在空間

內(nèi)自由移動.B

、C對：分子間的頻繁碰撞使分子的運動雜亂無章，且向各方向運動的機會均等.D錯：氣體

分子速率按“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.解析答案針對訓(xùn)練1.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(dāng)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解析答案(

)A.

溫度升高，曲線峰值向左移動B.實線對應(yīng)的氣體分子溫度較高C.

虛線對應(yīng)的氣體分子平均動能較大D.與實線相比，虛線對應(yīng)的速率在300

~400m/s區(qū)間內(nèi)的氣體分子數(shù)較少答案：B解析答案2.[2022

·上海楊浦區(qū)二模]某種氣體在兩種不同溫度下的氣體分子速

率分布曲線分別如圖中實線和虛線所示，橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱

坐標(biāo)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，從圖中可得各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比1%探究二

氣體壓強的微觀解釋情境探究在玻璃管內(nèi)裝入一些塑料小球，這些小球代表氣體分子，在小球上

面放一輕質(zhì)活塞，用電動機帶動一振動器使小球運動.當(dāng)電動機啟動

后，活塞受到小球的撞擊，懸浮在一定的高度.改變電動機的轉(zhuǎn)速，觀察活塞高度的變化.保持電動機的轉(zhuǎn)速不變，增加塑料小球的數(shù)目，

再觀察活塞高度的變化.(1)電動機在不同轉(zhuǎn)速下，活塞的高度有什么不同?(2)電動機在相同的轉(zhuǎn)速下，增加塑料小球的數(shù)目，活塞的高度有什

么不同?(3)類比于氣體壓強的變化，對于一定質(zhì)量的氣體，它的壓強與哪些

因素有關(guān)呢?提示：(1)轉(zhuǎn)速越大，活塞的高度越高.(2)活塞的高度會增加.(3)單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子運動的劇烈程度.答案核心歸納1.氣體壓強的產(chǎn)生：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，

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.決定氣體壓強大小的因素：(1)氣體分子的密集程度：氣體分子的數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子

的數(shù)目)越大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，

氣體壓強就越大.(2)氣體分子的平均速率：氣體的溫度高，氣體分子的平均速率就大，

每個氣體分子與器壁碰撞時(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從

另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊

的次數(shù)就越多，累計沖力就越大，氣體壓強就越大.3.密閉氣體壓強與大氣壓強的不同：(1)密閉氣體壓強：因密閉容器中的氣體密度一般很小，由于氣體自

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，大小由氣體的分子密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)，氣

體對上下左右器壁的壓強大小都是相等的.(2)大氣壓強：大氣壓強是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.應(yīng)用體驗例2下列關(guān)于氣體壓強的說法，正確的是()A.

大氣壓強是由于大氣分子永不停息地做無規(guī)則熱運動產(chǎn)生的B.容器內(nèi)的大量氣體分子對器壁的碰撞滿足統(tǒng)計規(guī)律，機會均等，

故器壁受到各部分氣體的壓強都相等C.一定質(zhì)量的氣體，只要溫度升高，氣體分子的平均速率就增大，

在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的平均撞擊力就增大D.

一定質(zhì)量的氣體，只要體積減小，單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)就

增多，氣體分子對器壁的碰撞就更加頻繁，壓強就增大答案：B解析答案方法技巧判斷氣體壓強變化的方法(1)平均速率一定時，分子的數(shù)密度增大則壓強大，分子的數(shù)密度減

小，則壓強減小.(2)分子的數(shù)密度一定時，平均速率增大，則壓強增大，平均速率減

小，則壓強減小.(3)若壓強一定，平均速率和分子的數(shù)密度可能都不變，也可能一個

增大，另一個減小.7月份與1月份相比較，正確的是(

)A.

空氣分子熱運動的情況幾乎不變B.

空氣分子熱運動減弱了C.

單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面的撞擊次數(shù)增多了D.

單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積地面的撞擊次數(shù)減少了月份/月1234567平均最高氣溫/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大氣壓/(10?Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.9960針對訓(xùn)練3.[2022·河北石家莊高二聯(lián)考]下面的表格是某地區(qū)1～7月份氣溫與

大氣壓的對照表：解析答案當(dāng)堂小練1、關(guān)于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是(

)A.某一時刻具有某一速率的分子數(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.某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化D.

分子的速率分布毫無規(guī)律具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，故A、D錯誤；由于分子之間

不斷地碰撞，分子隨時都會改變自己的運動情況，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，

故B正確；某一溫度下，每個分子的速率仍然是隨時變化的，只是分子運動的平均速率不變，故C錯誤。B氣體的壓強與兩個因素有關(guān)：

一是氣體分子的平均速率，二是氣體分子的數(shù)密度。數(shù)密度或平均動能增大，

都只強調(diào)問題的一方面，也就是說，平均速率增大的同時，可能分子的數(shù)密度減小，所以壓強可能增大，也可能減小或不變。同理，當(dāng)分子數(shù)密度增大時，分子平均速率也可能減小，壓強的變化不能確定。故A、C、D錯

誤

，B正確。2

、有關(guān)氣體壓強，下列說法正確的是(

B)A.

體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大B.

氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強有可能減小C.

氣體分子的數(shù)密度增大，則氣體的壓強一定增大D.

氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大3

、(多選)如圖所示是氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律圖，橫坐標(biāo)表示分子速率

v,

縱坐標(biāo)表示速率對應(yīng)的分子數(shù)百分率，圖線1、2對應(yīng)的溫度分別為t?

、t?,

由圖

可知(

)ADA.

溫度t?

低于溫度t?B.圖線中的峰值對應(yīng)的橫坐標(biāo)數(shù)值為氧氣分子平均速率C.溫度升高，每一個氧氣分子的速率都增大D.