气体压强的微观解释
理想气体的压强及温度的微观解释
理想气体的压强及温度的微观解释在普通物理热学的教学中，对理想气体的压强、温度的学习和讨论时，学生对压强、温度的微观实质理解困难，特别是对宏观规律的微观解释与分析问题。
文章从理想气体分子模型的建立和统计假设的提出，对压强、温度的实质进行讨论，从而使学生得到正确理解，并学会用微观理论解释和研究宏观现象和规律的分析方法。
标签：理想气体；微观模型；压强；温度；微观本质在物理的学习和研究中，经常会讨论和分析一些物理现象和规律，很多物理现象和规律，是可以通过实验观察和验证的宏观规律，而表征分子、原子运动性质的微观量，很难用观察或实验直接测定。
宏观量与微观量之间必然存在着联系，要更深入地认识和研究宏观规律，必须对宏观规律的微观本质进行分析。
通过对理想气体的几个宏观规律与微观实质的关系对比和分析，帮助我们认识和理解气体动理论的有关规律，并掌握这一研究方法。
1 理想气体模型及状态方程1.1 理想气体模型。
所谓理想气体是指重力不计，密度很小，在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的稀薄气体。
理想气体是一种理想化的物理模型，是对实际气体的科学抽象。
理想气体的微观特征是：分子间距大于分子直径10倍以上，分子间无相互作用的引力和斥力，分子势能为零，其内能仅由温度和气体的量决定，内能等于分子的总动能。
温度提高，理想气体的内能增大；温度降低，理想气体的内能减小。
实际气体抽象为理想气体的条件：不易被液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在压强不太大、温度不太低的情况下，所发生的状态变化，可近似地按理想气体处理。
分子本身的线度与分子之间的距离相比可忽略不计，视分子为没有体积的质点；除碰撞瞬间外，分子之间及分子与容器壁之间没有相互作用力，不计分子所受的重力；分子之间及分子与器壁之间作完全弹性碰撞，没有能量损失，气体分子的动能不因碰撞而损失。
容器各部分分子数密度等于分子在容器中的平均密度n=NV，式中，n是气体分子数密度，N是气体的总分子数，V是气体容器的容积；沿空间各个方向运动的分子数目是相等的；气体分子的运动在各个方向机会均等，不应在某个方向更占优势，即全体分子速度分量vx、vy和vz的平均值vx=vy=vz=0。
分子运动理论气体的压强
分子运动理论气体的压强分子运动理论：气体的压强气体是由大量分子组成的，它们在不断地运动。
根据分子运动理论，当气体分子与容器壁碰撞时，它们会产生压力。
这种压力称为气体的压强。
本文将深入探讨分子运动理论如何解释气体的压强，并从分子碰撞频率、分子速率以及容器形状等方面解释压强的影响因素。
1. 分子碰撞频率气体的分子之间存在着相互碰撞的现象。
分子碰撞频率取决于气体的浓度，即单位体积内分子数的多少。
在相同温度和体积条件下，气体的浓度越高，分子碰撞频率越大，进而气体的压强也会增加。
2. 分子速率分子运动速率与气体的温度密切相关。
热运动使得分子具有动能，分子速率与温度成正比。
根据运动学原理，速度越大，分子碰撞的力量也越大，从而造成更大的压力。
因此，相同体积和浓度的气体，在温度上的差异会直接影响其压强。
3. 容器形状气体的压强还与容器形状密切相关。
当气体分子与容器壁碰撞时，它们会对容器壁施加压力。
对于形状相同的容器，压强主要取决于分子碰撞的频率和速率。
然而，若改变容器的形状，比如将容器缩小，分子碰撞的频率会增加，从而增加气体的压强。
这是因为在较小的容器内，分子碰撞次数增加，导致更多的分子在同一单位时间内碰撞到容器壁上，给容器壁施加更大的压力。
综上所述，气体的压强由分子运动理论解释，取决于分子碰撞的频率、分子速率和容器形状。
通过掌握这些理论知识，我们可以更好地理解气体行为，并在实际生活中应用相关知识，例如控制气体压强的装置设计、气体扩散速率的预测等。
对于研究和应用气体行为的工程师和科学家来说，深入理解分子运动理论对解决相关问题至关重要。
气体压强微观解释
气体压强微观解释
气体压强是指气体分子对容器壁的撞击所产生的压力。
在微观层面上，气体是由大量的分子组成的，它们以高速无规则地运动着。
当气体分子与容器壁碰撞时，它们会传递动量给壁面，产生一个力，即气体分子对壁面的撞击力。
气体分子的撞击力可以通过分子的动能来解释。
根据动能定理，分子的动能与其速度的平方成正比。
由于气体分子的速度是随机分布的，因此每个分子的动能也不相同。
当气体分子与容器壁碰撞时，动能较大的分子会给壁面传递更大的力，而动能较小的分子则传递较小的力。
因此，整体上来看，气体分子对壁面的撞击力是不均匀的。
气体压强的大小取决于气体分子对容器壁的平均撞击力。
当气体分子的速度分布更加均匀时，撞击力的差异会减小，从而使平均撞击力更接近于真实值。
此外，气体分子的数量和速度也会对压强产生影响。
当气体分子数量增加或者平均速度增加时，撞击力的总和也会增加，从而导致更高的压强。
除了速度和数量，分子之间的相互作用也会影响气体压强。
在理想气体模型中，分子之间不存在相互作用，因此气体分子与容器壁的碰撞仅与分子的速度和数量有关。
然而，在实际气体中，分子之间可能存在各种各样的相互作用，如分子之间的引力或排斥力。
这些相互作用
会改变分子的运动方式，从而影响气体的压强。
总而言之，气体压强是由气体分子对容器壁的撞击力产生的。
分子的速度、数量和相互作用都会对压强产生影响。
微观解释揭示了气体压强背后的分子动力学原理，帮助我们更好地理解气体行为和性质。
理想气体状态方程微观与宏观的联系
理想气体状态方程微观与宏观的联系理想气体状态方程是描述气体行为的重要公式，通过该方程可以得到气体的压强、体积和温度之间的关系。
这个方程可以从微观和宏观两个角度来解释。
首先，从微观的角度来看，理想气体状态方程可以通过分子动理论进行解释。
根据分子动理论，气体是由大量微小的、运动的粒子组成的。
这些粒子之间具有相互作用力，它们不断地碰撞、运动和相互交换能量。
根据动理论，气体的压强可以看作是气体分子对容器壁的撞击力产生的结果。
当气体分子速度越大，撞击壁的力就越大，从而压强增加。
此外，气体的体积可以看作是气体分子之间的相互作用导致的；当气体分子之间的距离增大时，体积也会随之增大。
另外，气体的温度可以看作是气体分子平均动能的度量。
根据动理论，分子的平均动能与温度成正比，因此，当气体的温度升高时，气体分子的平均动能也会增加。
从微观角度出发，理想气体状态方程可以用以下公式表示：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
在宏观角度上，理想气体状态方程可以通过理想气体定律进行解释。
理想气体定律是根据研究发现的实验规律提出的，它描述了在一定条件下理想气体的状态变化。
根据理想气体定律，当气体的温度和物质量保持不变时，压强与体积成反比。
当气体的温度和压强保持不变时，体积与物质量成正比。
当气体的压强和体积保持不变时，温度与物质量成正比。
从宏观角度出发，理想气体状态方程可以用以下公式表示：PV = kT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，T表示气体的温度，k表示气体常数。
通过微观和宏观的解释，我们可以看到理想气体状态方程是微观和宏观之间的联系。
从微观角度来看，方程中的压强、体积和温度与分子的速度、相互作用力和平均动能有关。
从宏观角度来看，方程中的压强、体积和温度与物质量保持一定的关系。
总结起来，理想气体状态方程微观与宏观的联系在于方程中的压强、体积和温度与气体分子的速度、相互作用力以及平均动能有关，同时也与物质量保持一定的关系。
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题113气体(解析版)
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第十九章热学专题113 气体第一部分知识点精讲1．气体压强(1)产生的原因由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
(2)决定因素①宏观上：决定于气体的温度和体积。
②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
2.气体压强的求解方法（1）平衡状态下气体压强的求法（2）加速运动系统中封闭气体压强的求法恰当地选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象，进行受力分析，然后依据牛顿第二定律列式求封闭气体的压强，把压强问题转化为力学问题求解。
2.典例分析汽缸开口向上对活塞，p汽缸开口向下对活塞，受力平衡：p汽缸开口水平对活塞，受力平衡：活塞上放置物以活塞为研究对象，受力如图乙所示。
由平衡条件(M+m)g开口向对水银柱，mgmg开上压强：向对水银柱，又由：开下压强：放对水银柱，受力平衡，类似开口水平的汽缸：柱气同种液体在同一深度的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强。
如图所示，处压强相等。
管沿斜面方向：p2．理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。
(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，所以理想气体无分子势能。
[注4][注4] 理想气体是理想化的物理模型，一定质量的理想气体，其内能只与气体温度有关，与气体体积无关。
3．气体实验定律4．理想气体的状态方程一定质量的理想气体的状态方程：p 1V 1T 1 ＝p 2V 2T 2 或pVT ＝C 。
5．气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力。
(2)气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。
气体及气体状态方程
气体及气体状态方程1、气体实验定律①玻意耳定律：pV = C（C为常量）一等温变化微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就曾大。
适用条件：压强不太大，温度不太低1图象表达：p - V②查理定律：T = C（C为常量）一等容变化o微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大＞适用条件：温度不太低，压强不太大/V图象表达：p—③盖吕萨克定律：T = C（C为常量）一等压变化o ------------------------- ► V微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变适用条件：压强不太大，温度不太低V '图象表达：V - T2、理想气体宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验气体可以看成理想气体微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想o气体的内能只与温度有关，与体积无关理想气体的方程：T=C3、气体压强的微观解释大量分子频繁的撞击器壁的结果影响气体压强的因素：①气体的平均分子动能（温度）②分子的密集程度即单位体积内的分子数（体积）1、如图所示，为质量恒定的某种气体的P-T 图，A 、B 、C三态中体积最大的状态是（） ” ・C A. A 状态B. B 状态C. C 状态D.条件不足，无法确定 °2、 一定质量的理想气体处于某一平衡态，此时其压强为p °,欲使气体状态发生变化后压强 仍为p o ,通过下列过程能够实现的是（） °A. 先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，使气体压缩B. 先保持体积不变，使压强降低，再保持温度不变，使气体膨胀C. 先保持温度不变，使气体膨胀，再保持体积不变，使气体升温D. 先保持温度不变，使气体压缩，再保持体积不变，使气体降温3、 下列说法中正确的是（） A. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B. 气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C. 压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D.分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 到达受b 的作用力为零处时， 定最大4、一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 「七、 平衡状态下的压强、体积和温度分别为P 2、v 2、T 2,下列关系正确的是（'）' T =1T B. p =p ，V =1V ，T =2T1 2 2 1 2 1 2 2 1 2T =2T D. p =2p ，V =V ，T =2T 1 2 1 2 12 1 2中间有一段水银把空气分割为两部分，当玻璃管竖直时，上、下两A.水银柱下降，上面空气体积增大 B.水银柱上升，上面空气体积减小C.水银面不动，上面空气体积不变D.下面部分的空气压强减小6、 一定质量气体作等容变化，温度降低时，气体的压强减小，这时（） A. 分子平均动能减小 B.分子与器壁碰撞时，对器壁的总冲量减小C.分子平均密度变小了D.单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数减少a 的动能一A. P ] = P 2，V ] = 2V 2, C. P i = 2p 2， V ] = 2V 2，5、两端封闭的玻璃管， 部分的空气体积相等，如果将玻璃管倾斜，则（ ）7、对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（）A.当体积减小时，V必定增加B.当温度升高时，N必定增加C.当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D.当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变8、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K、P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。
关于气体压强的理解
气体压强是热学部分的重要概念，也是学习中的难点，从微观和宏观两个角度正确地理解气体压强的概念是解决问题的关键。
一、微观方面气体压强是由大量气体分子碰撞器壁产生的，在数值上等于垂直作用于器壁单位面积上的平均冲击力，或者说等于单位时间内器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。
气体分子质量越大，速度越大，即分子的平均动能越大，每个气体分子撞击一次器壁的作用力越大，而单位时间内气体分子撞击的次数越多，对器壁的总压力越大，而这一次数又取决于单位体积内的分子数（分子的密集程度）和平均动能（分子在容器中往返运动着，其平均动能越大，分子平均速率也越大，连续两次碰撞某器壁的时间间隔越短，即单位时间内撞击次数越多），可见，从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均动能和密集程度。
例1：下列说法正确的是（）a.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
b.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量。
c.气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小。
d.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大。
答案：a二、宏观方面教材中对气体压强做了如下的定义：容器中的大量气体分子对器壁的频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的、均匀的压力，而器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强。
对于质量一定的某种气体，气体的体积越小密度越大，单位体积内分子数就越多，单位时间碰撞气壁单位面积分子数越多，气体的压强越大；气体的温度越高，分子的平均速率越大，单位时间碰撞气壁单位面积分子数越多并且每次碰撞作用力越大，气体的压强越大；所以从宏观上说，一定质量气体压强的大小是由气体的体积和温度共同决定的。
一定质量的气体体积越小，温度越高，气体的压强就越大。
例2：如下图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。
气缸壁和隔板均绝热。
初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。
定性分析 定量计算——以“气体压强的微观解释”教学设计为例
2021年2月1日理科考试研究•综合版• 43 •走性分析走量计箅以“气体压强的微观解释”教学设计为例施生晶熊美华(三明市第二中学福建三明365000)摘要：“气体压强的微观解释”是高中物理教学的难点.本文设计米粒撞击台秤创新实验，模拟气体压强产生的机理，定性分析影响气体压强各因素；建立气体模型，应用数学和物理知识，推理、定量计算获得气体压强表达式；从定 性到定量，突破教学的难点，帮助学生体验概念建立的过程，培养学生创新意识和实验素养.关键词：气体压强；创新实验；定性分析；定量计算1问题的提出高中物理(选修3 - 3)“气体压强的微观解释”， 教材提供的材料十分有限，实验室没有现成器材，传 统上是纯理论教学，是教学的难点.为了满足课堂的 需要，把抽象的气体压强直观呈现给学生，需要教师 研制教具，进行课堂演示实验，突破教学难点，激发学 生学习兴趣，帮助学生建立概念，让学生体验概念建 立的过程，助力学生认知的构建、创新意识和实验素 养的培养.2设计创新实验，定性分析在“探究加速度与力、质量关系”的力学实验中， 在“探究平行板电容器的影响因素”电学实验中，学 生已经掌握了用控制变量的方法来研究变量问题，本 节课设计的米粒撞击台秤实验也贯穿这类研究 方法[1].实验模拟气体压强产生机理的实验.实验器材:如图1所示的数字电子台秤、一定数 量的米粒、底部有3个圆孔的瓶子（圆孔设计:孔的大小相同,能封闭和打开）.图1米粒撞击台秤实验探究一模拟气体压强产生教师演示1:把瓶子拿到台秤上方约30cm 位置 处，打开一个圆孔，米粒通过圆孔，连续撞击台秤.实验现象1:数字电子台秤示数先增大(〇 ~24. 8)， 到最大值后，有些许缓慢减小到0(24. 8〜0)[2].实验目的:教师通过创新实验，把台秤示数变化 情况，直观呈现给学生，激发学生思考，台秤示数为何 会变化？现象分析:因米粒撞击台秤，台秤才有示数;撞击 台秤的米粒数量大致相同，台秤示数稳定，台秤示数 与米粒的撞击有关.探究二模拟气体压强与气体分子平均动能关系教师演示2:把瓶子拿到台秤上方约50cm 位置 处，重复刚才实验.实验现象2:数字电子台秤示数先增大（0〜34. 6),到最大值后，有些许缓慢减小到0(34.6 ~0)， 最大值明显增加.现象分析:因米粒从更高位置落下，撞击台秤速 度更大，导致台秤示数最大值增加，台秤示数与米粒 的撞击速度有关.实验结论1:台秤示数与米粒撞击的速度有关.探究三模拟气体压强与气体分子密集程度的关系教师演示3:把瓶子拿到台秤上方约30cm 位置 处，打开2个圆孔，让米粒通过圆孔，连续撞击台秤;打开3个圆孔，重复刚才实验.基金项目：福建省教育科学“十三五”规划课题“在山区高中实施物理创新教学的策略与实践研究”（课题编号：2020XB 0547);2019年三明市基础教育教学研究课题“核心素养视野下高中物理创新教学的实践研究”（课题编号：JYKT - 19004).作者简介：施生晶（1974 -),男，福建三明人，本科，中学高级教师，研究方向：高中物理竞赛和教学研究.• 44 •理科考试研究•综合版2021年2月1日实验现象3 :打开2个圆孔，台秤示数最大值增加 到31.8;打开3个圆孔，台秤示数最大值增加到41.5.现象分析：比较演示1和3,打开圆孔的个数越 多，单位时间内撞击台秤米粒数量增加，导致台秤示 数最大值增加.实验结论2:台秤示数与撞击台秤米粒数量（米粒 的密集程度）有关.本实验所需器材简单，制作容易，能方便模拟气 体压强产生的机理•通过米粒撞击台秤，学生视觉上 产生强烈的刺激，实验直观清晰，效果极佳，学生对气 体压强的认识更深入、更全面，学生会定性判断，台秤 示数变化，跟米粒的撞击速度和密集程度有关，并且 引发学生兴趣，激发学生探究气体压强定量关系的 激情•3物理建模，定量计算物理学是一门精确的定量科学.定性能让学生对 物理量进行简单区分，定量才能引导学生作深入研 究;用数学方式把物理现象、物理概念、物理规律表示 出来，才是真正认识物理问题的本质，思维才会从感 14到理性发展[3].3. 1建立模型 3. 1. 1相关参数设单位体积内气体的分子数 (分子数的密集程度）为《，气体分子平均速率〃，分子平均质量为分子平均动能&2!(温度C :越高，平均动能越大）所示.3. 1.2统计规律气体分子在做无规 则运动，沿各个方向运 动的机会均等.为了便 于研究，本模型的气体 分子朝着上、下、前、后、左、右这六个方向运动，如图3所示.3. 1.3分子个数在时间A t 内，单位体积内气体分子个数= nAK 体=nAS ((如图4所示），（AS -单位面积）；撞击单位面积器壁的气体分子个数= | =〇(如图3所示，垂直撞击右侧壁分子数).，如图 2 图2气体参数图3气体分子沿各个方向运动3.2动力学角度分析 3.2. 1单个气体对器壁碰撞的作用力F设气体分子垂直与器壁发生 弹性碰撞（碰前的速度为〃，碰后 的速度为-〃），如图4所示.单个气体动量的改变量为/V=D ) - mi ; = _，根据动图4气体分子垂直与器量定理，器壁对单个气体产生的作用力大小Ap _ 2m vAt ~ At '根据牛顿第三定律得F ; =h .3_ 2. 2 /V 个气体分子对器壁的作用力F '器壁对yv 个气体分子的作用力大小F = yvF , =/v2m v _ nAS ( vAt )2m v _ nASmv 2"a T = 6 a T = ^3^'根据牛顿第三定律广=尺 3.2.3容器内气体的压强P器壁单位面积所受的平均作用力p = £ =a s =t<(气体分子的平均动能为瓦根据气体压强的微观表达式P = f «，定量判断:微观角度，气体压强跟分子的密集程度与分子平 均动能（速率）有关;宏观角度，气体压强跟气体的体 积与气体温度有关.物理教学，教师不仅要传授物理知识，还要培养和提高学生思维能力.气体压强的微观表达式推理过 程中，在培养学生综合能力方面，是非常好的素材.学 生根据前期掌握的气体实验定律，通过教师引导，学 生建立气体物理模型,运用动量定理、牛顿运动定律、 压强等物理规律，进行数学分析、逻辑推理、找出规 律、形成结论、获得新知识，适合学生认识事物的顺 序，发展了学生的思维能力，最大程度地培养和发展 学生的物理学科的核心素养.4气体压强的微观解释的应用(2019年全国n卷）如p -K 图p(图5)所示，1、2、3三个点代表某容％器中一定质量理想气体的三个不同 状态，对应的温度分别是、八、八.用％、/V 2、％分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则/V ,______/V 2______/V 3.(填“大于”P ,一音-〇V , 2V , V图5 2019年全国n 卷H ______ T },‘小于”或“等于”)2021年2月1日理科考试研究•综合版• 45 •本题主要考查对气体压强微观的解释.在常规教 学中，教师采用叙述的方式，没有在核心概念、物理规 律的理解上下功夫，导致学生对压强的产生理解不深 刻，造成分析、解题存在困难，得分率较低.解析根据理想气体状态方程#= T)y3^，得r, = [ =27V状态1和2体积相同，分子密集程度U)相同，温度越高（r, =2乙），状态1分子平均 动能越大，在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次 数越多,y v, >/v2.状态3温度高于状态2(r3 =20，分 子平均动能更大，因气体压强相同，结合气体压强微观表达式P，状态3分子密集程度（n)更小，在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数更少為>/v3.5教学反思在教学实践中，笔者通过创新实验方案，运用定性研究、定量计算的学习进阶策略，有效地突破“气体压强的微观解释”教学难点.新时代的物理教师，不仅要践行新课程理念，而且还要不断学习研究、与时俱进，从知识和技能、过程和方法、情感态度价值观三个维度培养学生，切实提高学生的各方面能力，真正把物理核心素养落实到每一堂课之中.参考文献：[1] 陈岭，李凤英.定量探究平行板电容器电容的实验设计[J].物理教师,2020,41 (02) :66 - 68.[2] 施生晶，刘兵飞.利用创新实验突破教学难点—以“多普勒效应及其应用”实验设计为例[J].中学物理教学参考，2018,47(17) :57 -59.[3] 张亚茹，孟秀兰，杨净，尹哲.从定性到定量突破教学难点——数字多用电表辅助电容概念、规律教学例谈[J].中学物理,2018,36(11 ):35 -37.(收稿日期：2020-丨0-15)基于“学可进阶理论”指导下的教学设计—以“应用牛顿第二定律求解加速度”为例郭海昌(重庆市第30中学校重庆4〇0014)摘要：本文依据“学习进阶”理论，分析学生现有认知水平和认知结构，将教学目标划分为三个进阶水平，形成了 循序的、连贯的、逐级递进的学习序列.通过学生运用牛顿第二定律解决不同情景、不同阶次的问题，引导学生主动构建 知识和方法学习，促进学生思维深度参与，提高学生的科学素养.关键词：学习进阶；牛顿第二定律;教学设计1设计思路用学习进阶理论统领物理课堂教学，有利于学生 知识体系构建、物理观念的形成和核心素养的提高.美国国家研究理事会将学习进阶定义为：“学习进阶 是随着时间推移，学生对某一学习主题的思考和认识 不断丰富、精致和深人的一种过程”学习进阶理论 认为学习是一种不断积累、不断发展的过程，学生对 核心概念的理解不是一蹴而就的，而是需要经过许多 个不同的中间水平[2].学习经历的多个中间水平，是 学生对所学知识逐渐发展、不断成熟的过程，也是学 生主动思考、探究和推理的结果.本课时是为学生完成“牛顿第二定律”新课后设 计，是牛顿第二定律知识的简单应用习题课，也为解 决“已知运动求解力和已知力求解运动”两类基本问 题奠定基础.分析学生现有认知水平和认知结构，本 节课围绕教学目标划分为三个进阶水平，选择典型问 题情景，预设若干小“阶”，采用由浅入深的问题引导 策略，帮助学生登小“阶”，爬大“阶”，完成预设教学 目标■2课程目标分析2. 1课程标准要求理解牛顿第二定律，能用牛顿运动定律解释生产基金项目：重庆市渝中区科学规划课题“心动物理课堂的学习进阶策略实践研究”（课题批准号:20丨8 -2019). 作者简介：郭海昌（1970 -)，男，重庆潼南人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理学科教学.。
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C．气体的压强
D．分子总数
【合作探究】
1:
阅读课本27页8.4-2氧气分子的速率分布图像，由图可得信息（
）
A. 同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律.
B. 随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大.
C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例升高.
D. 随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小.
【当堂达标】
1.关于气体分子运动的特点，以下说法正确的有：（ ）
A.气体分子间的距离较大，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体
分子几乎不受力的作用而做匀速直线运动。
B.分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的气体分子
数目都相等。
C.温度越高，分子热运动越剧烈。所以每个氧气分子在100℃时的
运动速率都比0 ℃ 时的运动速率大。
变, 在这种情况下,温度升高时, 分子的平均动能
, 气体的压强就
.
3.盖·吕萨克定律: 一定质量的理想气体，温度升高时, 分子的平均动能
, 只有气体的体积同时 .,使分子的密集程度 ,才能保持压强
.
跟踪练习3：一定质量的理想气体，在等温变化过程中，下列物理量中
发生改变的有（ ）
A．分子的平均速率
B．单位体积内的分子数
8.4气体热现象的微观意义 【学习目标】 1.知道气体分子运动的特点 2.了解气体压强的微观意义 3.掌握气体实验定律的微观解释 【自主学习】
一、 气体分子运动的特点
1.运动的自由性：气体分子间的距离比较大，除相互碰撞或跟器壁碰撞
外，不受力而做
运动，可以在空间自由移动，所以气体没有一定的体积和形
状。
;
（2) 气体分子的
.
宏观：（1）气体的
;
(2) 气体的
.
跟踪练习2：对于密封在大型气罐内的氧气对器壁的压强,下列说法正确
的是 ( )
A. 由于分子向上运动的数目多,因此上部器壁的压强大..
B. 气体分子向水平方向运动的数目少,则侧壁的压强小. C. 由于氧气的重力会对下部器壁产生一个向下的压力,因此下部
2.运动的无序性：分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着
运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都 。
3.运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在
数量级上相当于子弹的速率；分子速率分布图线呈
的规律.
4. 气体分子的热运动与温度的关系
(1)
越高, 分子的热运动越剧烈. (2) 是分子平均动能的标
D.温度越高，分子热运动越剧烈。所以温度是分子平均速率的标
志。
2.下面关于气体压强的说法正确的是（ ）
A.气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生
的
B.气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力
C.从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密
集程度有关
D.从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
5.一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判 断正确的是（ ）
A．气体分子平均动能增大 B．单位体积内分子数目增多 C．气体的压强一定保持不变 D．气体的压强可能变大 6.注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量发 生变化的是（ ） A.气体的压强 B.分子的平均速率 C.分子密度 D.气体的 密度
2:两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中装满空气，
试问：
两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？（容器的
容积恒定）
3：有关气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A.气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大
B.气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 C.气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 D.气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小 4：对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是( ) A. 当分子热运动变剧烈时，压强必变大 C.当分子热运动变剧烈 时，压强可以不变 B. 当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D.当分子间的平均距 离变大时，压强必变大
3.封闭在容积不变的容器中的气体，当温度升高时，则气体的（ ）
A．分子的平均速率增大
B．分子数密度增大
C．分子的平均速率减小
D．分子数密度不变
4.下列说法正确的是( )
A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的
平均作用力。
B．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小。
C．单位体积的分子数增加，气体的压强一定增大。
器壁的压强大. D. 气体分子向各个方向运动的可能性相同,撞击情况相同, 器壁
各处的压强相等. 三、对气体实验定律的微观解释
1. 玻意耳定律:一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的 是一
定的，在这种情况下，体积减小时，分子的 增大，气体的 就
增大。
2.查理定律: 一定质量的理想气体，体积保持不变时, 分子的 保持不
志.
跟踪练习1：气体分子运动的特点是（ ）
A分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动.
B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动.
C.分子沿各个方向运动的机会均等.
D.分子的速率分布毫无规律.
二、气体压强的微观意义
1.气体的压强是大量气体分子频繁地
而产生Βιβλιοθήκη 的。2.影响气体压强的两个因素：
微观：（1）气体分子的