人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE21.3分子運動速率分布規律〖教學目標〗1.初步了解什么是統計規律。2.了解氣體分子運動的特點：分子沿各個方向運動的機會均等，分子速率按一定規律分布。3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強與所對應的微觀物理量間的聯系。〖教學重點〗統計規律、氣體分子運動的特點、分子速率按一定規律分布、解釋氣體壓強〖教學過程〗（一）新課導入某期福利彩票大獎連續兩期未出，資金池中有幾個億的資金，某同學經過百度可知，獲得大獎的概率為1700萬分之一，于是他經過計算判斷下一期一定要出一等獎了，他的判斷正確嗎?對此你有什么啟發?（二）新課學習一、氣體分子運動的特點1.統計規律:(1)在一定條件下，若某事件必然出現，這個事件叫作必然事件。(2)若某事件不可能出現，這個事件叫作不可能事件。(3)若在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現，這個事件叫作隨機事件。(4)大量隨機事件的整體往往會表現出一定的規律性，這種規律就叫作統計規律。2.氣體分子運動的特點:(1)氣體分子運動的自由性：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)單個分子運動的無序性：氣體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。分子的熱運動永不停息，單個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。(3)大量分子運動的規律性：在某一時刻，向各個方向運動的氣體分子數目幾乎相等。二、分子運動速率分布圖像思考：氣體的溫度升高時，所有氣體分子的速率都增大嗎?〖提示〗：溫度升高時，氣體分子的平均速率增大，但有可能個別分子的速率變小，事實上，對于某個氣體分子來說，其速率大小是時刻在變化的，并且也是無法確定的。1.大量分子整體的速率分布遵從一定的統計規律;在一定的溫度下，各種不同速率范圍內的分子數在總分子數中所占的比率是確定的。2.氣體分子中，速率很大的和速率很小的分子數占總分子數的比率是很小的，氣體中大多數分子的速率都接近某個數值，與這個數值相差越多，分子數越少，表現出“中間多、兩頭少”的分布規律。3.溫度升高時，分子數最多的速率區間移向速率大的一方，速率小的分子數減少，速率大的分子數增加，分子的平均速率增大。三、氣體壓強的微觀解釋1.氣體壓強的形成原因從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強源于氣體分子的熱運動，當它們飛到器壁時，就會跟器壁發生碰撞(可視為彈性碰撞)，就是這個撞擊對器壁產生了作用力，從而產生了壓強。2.分子給器壁的作用力分析由動量定理氣體分子受力牛頓第三定律器壁受力情境探究：自行車的輪胎沒氣后會變癟，用打氣筒向里打氣，打進去的氣越多，輪胎會越“硬”。在炎熱的夏天，打足了氣的汽車輪胎在日光的曝曬下容易脹破。問題1.假設輪胎的容積和氣體的溫度不發生變化，對于打進去的氣越多自行車的輪胎會越“硬”的現象，你怎樣用分子動理論的觀點來解釋?〖提示〗：輪胎的容積不發生變化，隨著氣體不斷地打入，輪胎內氣體分子的數密度不斷增大，溫度不變意味著氣體分子的平均速率沒有發生變化，故氣體壓強不斷增大，輪胎會越來越“硬”。2.對于在炎熱的夏天，打足了氣的汽車輪胎在日光的曝曬下容易脹破的現象，你怎

樣用分子動理論的觀點來解釋?〖提示〗：在日光曝曬下，輪胎內氣體溫度顯著升高，氣體分子熱運動加劇，分子的平均速率增大，使氣體壓強增大，超過輪胎的承受能力，輪胎便會脹破。3.決定氣體壓強大小的因素1.氣體壓強產生的原因:從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強是由于氣體分子跟器壁發生碰撞而產生的。(1)微觀因素：①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，氣體分子與器壁碰撞(可視為彈性碰撞)時給器壁的作用力就大，則氣體的壓強就大。②氣體分子的數密度(單位體積內氣體分子的數目):氣體分子的數密度大，在單位

時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就多，給器壁的平均作用力就大，則氣體的壓強就大。(2)微觀因素：①與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，氣體分子的平均速率越大，則氣體的壓強越大。②與體積有關：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的數密度越大，則氣體的壓強越大。4.氣體壓強與大氣壓強的區別與聯系氣體壓強大氣壓強區別①因密閉容器內的氣體分子的數密度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生②大小由氣體分子的數密度和溫度決定，與地球的引力無關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大氣壓強最終也是通過分子碰撞實現對放入其中的物體產生壓強聯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產生的〖即學即用〗1.(多選)在研究熱現象時，我們采用統計方法，這是因為()A.每個分子的運動速率隨溫度的變化是有規律的B.個別分子的運動不具有規律性C.在一定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D.在一定溫度下，大量分子的速率分布也隨時間而變化〖解析〗選B、C。大量分子運動的速率分布是有規律的，可以用統計方法，而個別分子的運動速率瞬息萬變，沒有規律，故B、C選項正確。2.關于氣體分子運動的特點，下列說法不正確的是()A.由于氣體分子間距離較大，所以氣體很容易被壓縮B.氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間內自由移動C.由于氣體分子之間的距離較大，所以氣體分子間根本不存在相互作用D.氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用〖解析〗選C。氣體分子間距離大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被壓縮，氣體分子能自由運動，故A、B正確;盡管氣體分子間的距離很大，但并不是氣體分子間沒有相互作用力，故C錯，D正確。3.對于一定質量的氣體，下列四個論述中正確的是()A.當分子熱運動變劇烈時，壓強必增大B.當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C.當分子間平均距離變大時，壓強必變大D.當分子間平均距離變大時，壓強必變小〖解析〗選B。影響氣體壓強的是分子的平均速率和氣體分子的數密度。分子熱運動變劇烈，表明氣體溫度升高，分子平均速率增大，但不知氣體分子的數密度怎么變化，故壓強的變化趨勢不明確，A錯誤，B正確;分子間平均距離變大，表明氣體分子的數密度變小，但因不知此時分子的平均速率怎么變，故氣體的壓強變化趨勢不明確，C、D錯誤。4.(多選)一定質量氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強增大的原因是()A.溫度升高后，氣體分子的平均速率變大B.溫度升高后，每一個氣體分子的速率變大C.溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大D.溫度升高后，單位體積內的分子數增多，撞擊到單位面積器壁上的分子數增多了〖解析〗選A、C。體積不變就是分子的數密度不變，溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但不是每一個氣體分子的速率都增大，所以氣體的壓強增大，同時由于氣體分子的平均速率變大，分子撞擊器壁的平均作用力增大，故A、C正確，B、D錯誤。1.3分子運動速率分布規律〖教學目標〗1.初步了解什么是統計規律。2.了解氣體分子運動的特點：分子沿各個方向運動的機會均等，分子速率按一定規律分布。3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強與所對應的微觀物理量間的聯系。〖教學重點〗統計規律、氣體分子運動的特點、分子速率按一定規律分布、解釋氣體壓強〖教學過程〗（一）新課導入某期福利彩票大獎連續兩期未出，資金池中有幾個億的資金，某同學經過百度可知，獲得大獎的概率為1700萬分之一，于是他經過計算判斷下一期一定要出一等獎了，他的判斷正確嗎?對此你有什么啟發?（二）新課學習一、氣體分子運動的特點1.統計規律:(1)在一定條件下，若某事件必然出現，這個事件叫作必然事件。(2)若某事件不可能出現，這個事件叫作不可能事件。(3)若在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現，這個事件叫作隨機事件。(4)大量隨機事件的整體往往會表現出一定的規律性，這種規律就叫作統計規律。2.氣體分子運動的特點:(1)氣體分子運動的自由性：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)單個分子運動的無序性：氣體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。分子的熱運動永不停息，單個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。(3)大量分子運動的規律性：在某一時刻，向各個方向運動的氣體分子數目幾乎相等。二、分子運動速率分布圖像思考：氣體的溫度升高時，所有氣體分子的速率都增大嗎?〖提示〗：溫度升高時，氣體分子的平均速率增大，但有可能個別分子的速率變小，事實上，對于某個氣體分子來說，其速率大小是時刻在變化的，并且也是無法確定的。1.大量分子整體的速率分布遵從一定的統計規律;在一定的溫度下，各種不同速率范圍內的分子數在總分子數中所占的比率是確定的。2.氣體分子中，速率很大的和速率很小的分子數占總分子數的比率是很小的，氣體中大多數分子的速率都接近某個數值，與這個數值相差越多，分子數越少，表現出“中間多、兩頭少”的分布規律。3.溫度升高時，分子數最多的速率區間移向速率大的一方，速率小的分子數減少，速率大的分子數增加，分子的平均速率增大。三、氣體壓強的微觀解釋1.氣體壓強的形成原因從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強源于氣體分子的熱運動，當它們飛到器壁時，就會跟器壁發生碰撞(可視為彈性碰撞)，就是這個撞擊對器壁產生了作用力，從而產生了壓強。2.分子給器壁的作用力分析由動量定理氣體分子受力牛頓第三定律器壁受力情境探究：自行車的輪胎沒氣后會變癟，用打氣筒向里打氣，打進去的氣越多，輪胎會越“硬”。在炎熱的夏天，打足了氣的汽車輪胎在日光的曝曬下容易脹破。問題1.假設輪胎的容積和氣體的溫度不發生變化，對于打進去的氣越多自行車的輪胎會越“硬”的現象，你怎樣用分子動理論的觀點來解釋?〖提示〗：輪胎的容積不發生變化，隨著氣體不斷地打入，輪胎內氣體分子的數密度不斷增大，溫度不變意味著氣體分子的平均速率沒有發生變化，故氣體壓強不斷增大，輪胎會越來越“硬”。2.對于在炎熱的夏天，打足了氣的汽車輪胎在日光的曝曬下容易脹破的現象，你怎

樣用分子動理論的觀點來解釋?〖提示〗：在日光曝曬下，輪胎內氣體溫度顯著升高，氣體分子熱運動加劇，分子的平均速率增大，使氣體壓強增大，超過輪胎的承受能力，輪胎便會脹破。3.決定氣體壓強大小的因素1.氣體壓強產生的原因:從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強是由于氣體分子跟器壁發生碰撞而產生的。(1)微觀因素：①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，氣體分子與器壁碰撞(可視為彈性碰撞)時給器壁的作用力就大，則氣體的壓強就大。②氣體分子的數密度(單位體積內氣體分子的數目):氣體分子的數密度大，在單位

時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就多，給器壁的平均作用力就大，則氣體的壓強就大。(2)微觀因素：①與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，氣體分子的平均速率越大，則氣體的壓強越大。②與體積有關：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的數密度越大，則氣體的壓強越大。4.氣體壓強與大氣壓強的區別與聯系氣體壓強大氣壓強區別①因密閉容器內的氣體分子的數密度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生②大小由氣體分子的數密度和溫度決定，與地球的引力無關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大氣壓強最終也是通過分子碰撞實現對放入其中的物體產生壓強聯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產生的〖即學即用〗1.(多選)在研究熱現象時，我們采用統計方法，這是因為()A.每個分子的運動速率隨溫度的變化是有規律的B.個別分子的運動不具有規律性C.在一定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D.在一定溫度下，大量分子的速率分布也隨時間而變化〖解析〗選B、C。大量分子運動的速率分布是有規律的，可以用統計方法，而個別分子的運動速率瞬息萬變，沒有規律，故B、C選項正確。2.關于氣體分子運動的特點，下列說法不正確的是()A.由于氣體分子間距離較大，所以氣體很容易被壓縮B.氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間內自由移動C.由于氣體分子之間的距離較大，所以氣體分子間根本不存在相互作用D.氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用〖解析〗選C。氣體分子間距離大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被壓縮，氣體分子能自由運動，故A、B正確;盡管氣體分子間的距離很大，但并不是氣體分子間沒有相互作用力，故C錯，D正確。3.對于一定質量的氣體，下列四個論述中正確的是()A.當分子熱運動變劇烈時，壓強必增大B.當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C.當分子間平均距離變大時，壓強必變大D.當分子間平均距離變大時，壓強必變小〖解析〗選B。影響氣體壓強的是分子的平均速率和氣體分子的數密度。分子熱運動變劇烈，表明氣體溫度升高，分子平均速率增大，但不知氣體分子的數密度怎么變化，故壓強的變化趨勢不明確，A錯誤，B正確;分子間平均距離變大，表明氣