高中物理 1.3 分子运动速率分布规律教案 新人教版选择性必修第三册-新人教版高二第三册物理教案
人教版(新教材)高中物理选择性必修3精品学案：1 3 分子运动速率分布规律
第3节分子运动速率分布规律一、随机性与统计规律气体分子运动的特点1.随机性与统计规律(1)必然事件：在一定条件下必然出现的事件。
(2)不可能事件：在一定条件下不可能出现的事件。
(3)随机事件：在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件。
(4)统计规律：大量随机事件整体表现出来的规律。
2.气体分子运动的特点(1)由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱。
通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，因而气体会充满它能达到的整个空间。
(2)分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。
〖判一判〗(1)由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩。
(√)(2)气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动。
(√)(3)某一时刻一个分子的速度大小和方向是偶然的。
(√)二、分子运动速率分布图像1.气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布。
当温度升高时，对某一分子在某一时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“中间多”的分子速率值在增加。
2.温度越高，分子的热运动越剧烈。
三、气体压强的微观解释1.气体压强的大小：等于气体作用在器壁单位面积上的压力。
2.产生原因：大量气体分子对器壁的碰撞引起的。
3.决定气体压强的微观因素(1)若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。
(2)若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。
〖判一判〗(1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的。
(×)(2)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。
(×)(3)气体分子的平均速率越大，分子数密度越大，气体压强越大。
(√)探究1气体分子运动的特点1.对统计规律的理解(1)个别事件的出现具有偶然性，但大量事件出现的机会，却遵从一定的统计规律。
新教材人教版选择性必修第三册 第一章 3 分子运动速率分布规律 学案
分子运动速率分布规律【学习目标】一、知识与技能1．知道气体分子运动的特点。
2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。
二、过程与方法通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑思维。
三、情感、态度与价值观通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
【学习重点】气体分子运动的特点和气体压强的微观意义。
【学习难点】气体压强的微观意义。
【学习过程】一、知识储备由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做____________。
列举实例：二、自主学习（一）气体分子运动的特点1．气体间的距离___________，分子间相互作用力十分_________，可认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用而做匀速直线运动，所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
2．气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有，从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会_________，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
（二）分子运动速率分布图像分子速率分布图：1．大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“________________________”的分布规律，且这个分布状态与_________有关，温度升高时，平均速率会_________。
2．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即T=a，式中a是比例常数。
此式说明，_________是分子平均动能的标志（微观意义）。
例题1：对于气体分子的运动，下列说法正确的是（BD）A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少（三）气体压强的微观解释从微观的角度看，气体的压强是____________________________________而产生的。
高中选修第三册统编人教版《3 分子运动速率分布规律》优秀教学教案教学设计
3 分子运动速率分布规律★新课标要求（一）知识与技能1．知道统计规律的含义2．知道分子运动速率分布。
（二）过程与方法通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。
（三）情感、态度与价值观通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
★教学重难点分子运动速率分布。
★教学方法讲授法、阅读法、电教法★教学用具：投影仪、投影片★教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）分子动理论的基本内容是什么？待学生回答后，指出课题：气体分子的运动是怎样的？气体所遵循的宏观规律和气体的微观结构有何关系？本节我们就研究气体分子微观模型。
（二）进行新课先设问：气体分子运动的特点有哪些？引导学生看课本14页“分子沿各个方向运动的机会相等”。
1．统计规律投掷硬币实验教师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。
教材14页的“投掷硬币实验”就说明了这种规律。
（可以在课前预先安排学生完成实验，将实验数据收集起来，进行分析）教师：实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
教师：请大家列举生活中你所观察到的符合统计规律的现象。
学生：讨论，列举实例。
如考试时，得高分的人数和低分的人数占总人数的比例相对较少，接近平均分的人数相对较多。
全班同学的身高分布，也有类似的规律。
2．分子运动速率分布（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受其他力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。
气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。
高中物理人教版 选择性必修第三册教案讲义：分子运动速率分布规律
分子运动速率分布规律（答案在最后）素养目标1.通过伽尔顿板实验、抛硬币实验初步认识统计规律．(物理观念)2．知道气体分子运动的特点和气体分子运动速率分布规律．(科学思维)3．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑思维．(科学态度与责任)自主落实·必备知识全过关一、气体分子运动的特点1．随机事件与统计规律(1)必然事件：在一定条件下，若某事件______出现，这个事件叫作必然事件．(2)不可能事件：在一定条件下，若某事件________出现，这个事件叫作不可能事件．(3)随机事件：若在一定条件下某事件________出现，也________不出现，这个事件叫作随机事件．(4)统计规律：大量________的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律叫作统计规律．个别事件出现具有偶然性，大量事件出现具有规律性2．气体分子运动的特点(1)运动的自由性：由于气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做________运动，气体充满它能达到的整个空间．(2)运动的无序性：分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着________方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎________．二、分子运动速率分布图像1．图像如图所示．2．规律：时，________________________，分子的平均速率较方移动．3．温度越高，分子的热运动________．三、气体压强的微观解释1．产生原因气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果．压强就是器壁________上受到的压力．2．决定因素微观上决定于分子的平均速率和分子的数密度．(1)若某容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越________．(2)若某容器中气体分子的数密度大，单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就________，平均作用力也会较________．情境体验1.如图所示，在离台秤一定高度处，每隔一段时间释放一个小钢球，会出现什么现象？2．如果小钢球持续不断地落到台秤上，会出现什么现象？合作探究·能力素养全提升探究一气体分子运动的特点和速率分布图像情境探究伽尔顿板是一种演示某种统计规律的装置．如图所示，在一块竖直木板的上部均匀钉上许多铁钉，木板下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，装置前侧面以玻璃覆盖．从入口处投入一个小钢珠，小钢珠在下落过程中先后与许多铁钉相碰，经过曲折的路径，落入某一槽中．重复几次，我们会观察到小钢珠落入哪个槽完全是不确定的．如果保持手的姿势不变，把大量的小钢珠从入口处缓缓倒入．(1)观察落入狭槽的小钢珠，哪个狭槽较多？哪些狭槽较少？(2)气体分子在某一特定温度下速率的分布可以类比于伽尔顿板实验，那么它有什么规律呢？(3)生活中，你还能找到哪些符合统计规律的实验呢？核心归纳1.大量分子运动的统计规律(1)个别事物的出现具有偶然因素，但大量事物的出现，却遵从一定的统计规律．(2)从微观角度看，由于物体是由大量的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律．2．气体分子运动的特点(1)分子都在做永不停息的无规则运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒．(2)分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等．即气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等．(3)分子运动速率分布图像①温度越高，分子的热运动越剧烈．②气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，对某一分子在某一时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“中间多”的分子速率值增加(如图所示)．应用体验例1(多选)大量气体分子运动的特点是()A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动C．分子沿各方向运动的机会均等D．分子的速率分布毫无规律[试解]针对训练1.下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是()A．气体分子运动的平均速率与温度有关B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得D．气体分子的平均速度随温度升高而增大2.[2022·上海杨浦区二模]某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，从图中可得()A．温度升高，曲线峰值向左移动B．实线对应的气体分子温度较高C．虚线对应的气体分子平均动能较大D．与实线相比，虚线对应的速率在300～400m/s区间内的气体分子数较少探究二气体压强的微观解释情境探究在玻璃管内装入一些塑料小球，这些小球代表气体分子，在小球上面放一轻质活塞，用电动机带动一振动器使小球运动．当电动机启动后，活塞受到小球的撞击，悬浮在一定的高度．改变电动机的转速，观察活塞高度的变化．保持电动机的转速不变，增加塑料小球的数目，再观察活塞高度的变化．(1)电动机在不同转速下，活塞的高度有什么不同？(2)电动机在相同的转速下，增加塑料小球的数目，活塞的高度有什么不同？(3)类比于气体压强的变化，对于一定质量的气体，它的压强与哪些因素有关呢？核心归纳1.气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体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．2．决定气体压强大小的因素：(1)气体分子的密集程度：气体分子的数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．(2)气体分子的平均速率：气体的温度高，气体分子的平均速率就大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．3．密闭气体压强与大气压强的不同：(1)密闭气体压强：因密闭容器中的气体密度一般很小，由于气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的分子密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的．(2)大气压强：大气压强是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压．应用体验例2下列关于气体压强的说法，正确的是()A．大气压强是由于大气分子永不停息地做无规则热运动产生的B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁受到各部分气体的压强都相等C．一定质量的气体，只要温度升高，气体分子的平均速率就增大，在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力就增大D．一定质量的气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大方法技巧判断气体压强变化的方法(1)平均速率一定时，分子的数密度增大则压强大，分子的数密度减小，则压强减小．(2)分子的数密度一定时，平均速率增大，则压强增大，平均速率减小，则压强减小．(3)若压强一定，平均速率和分子的数密度可能都不变，也可能一个增大，另一个减小．针对训练3.[2022·河北石家庄高二联考]下面的表格是某地区1～7月份气温与大气压的对照表：月份/月1234567平均最高气温/℃ 1.4 3.910.719.626.730.230.8平均大气压/(105Pa) 1.021 1.019 1.014 1.008 1.0030.99840.9960 7月份与1月份相比较，正确的是()A．空气分子热运动的情况几乎不变B．空气分子热运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了学以致用·随堂检测全达标1.(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是()A．一定温度下某气体的分子碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等B．一定温度下某气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C．一定温度下某气体的分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D．一定温度下某气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均速率可能减小2．(多选)下面对气体压强的理解，正确的是()A．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强B．气体压强取决于单位体积内的分子数和气体的温度C．器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力是气体对器壁压强的产生原因D．气体的压强是由于气体分子间的斥力产生的3．氧气分子在100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化如图中曲线所示．下列说法中不正确的是()A．100℃时也有部分氧气分子的速率大于900m/sB.曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布C．在100℃时，部分氧气分子速率比较大，说明内部也有温度较高的区域D．温度降低时，氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动3．分子运动速率分布规律自主落实·必备知识全过关一、1．(1)必然(2)不可能(3)可能可能(4)随机事件2．(1)匀速直线(2)任何一个相等二、2．“中间多、两头少”“中间多，两头少”多大3．越剧烈三、1．单位面积2．(1)大(2)多大情境体验1．提示：有小钢球落到台秤上时，台秤有示数，没有小钢球落到台秤上时，台秤没有示数．2．提示：台秤一直有示数．合作探究·能力素养全提升探究一情境探究提示：(1)落入中央狭槽的小钢珠较多，落入两边狭槽的小钢珠较少．(2)中间多、两头少的规律．(3)抛硬币时硬币出现正反面的次数，掷骰子时我们想要得到某一点数的几率等等．应用体验[例1]解析：A对：因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力的作用，故可在空间内自由移动．B、C对：分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等．D错：气体分子速率按“中间多、两头少”的规律分布．答案：ABC针对训练1．解析：A对，B错：气体分子的运动与温度有关，温度升高时，平均速率变大，但仍遵循“中间多，两头少”的统计规律．C错：分子运动无规则，而且牛顿运动定律是宏观定律，不能用它来求微观分子的运动速率．D错：大量分子向各个方向运动的概率相等，所以稳定时，平均速度几乎为零，与温度无关．答案：A2．解析：A错：根据分子速率分布的特点：温度越高，速率大的分子占的比例越大，可知温度升高，曲线峰值向右移动．B对：由于温度越高，速率大的分子占的比例越大，则实线对应的气体分子温度较高．C错：温度是分子平均动能的标志，图中实线对应的温度高，则分子平均动能较大．D错：由图可知，与实线相比，虚线对应的速率在300～400m/s区间内的气体分子数较多．答案：B探究二情境探究提示：(1)转速越大，活塞的高度越高．(2)活塞的高度会增加．(3)单位体积内的分子数和分子运动的剧烈程度．应用体验[例2]解析：密闭容器中气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，大气压强是由空气的重力产生的，A错误；容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁受到各部分气体的压强都相等，B正确；温度升高，分子的平均速率增大，每次与容器壁的碰撞对容器壁的作用力增大，但是由于气体体积的变化情况不确定，所以气体在单位时间内对单位面积器壁的平均撞击力不一定增大，C错误；如果气体体积减小，则分子的数密度增大，单位体积内分子的个数增加，但是由于分子平均速率变化的情况不确定，所以压强的变化情况不确定，D错误．答案：B针对训练3．解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，而压强减小，可知气体分子的密集程度减小，所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有选项D正确．答案：D学以致用·随堂检测全达标1．解析：一定温度下某气体的分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、C错误，B正确；气体温度升高时，大量分子平均速率增大，但个别或少量(如10个)分子的平均速率有可能减小，D正确．答案：BD2．解析：A、D错，C对：气体产生压强的原因是大量分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强．在完全失重时，不影响分子的热运动，不影响大量分子对器壁的撞击．B对：气体压强取决于分子的密集程度与分子的平均动能，即单位体积内分子数和温度．答案：BC3．解析：由题图可知，100℃时也有部分氧气分子的速率大于900m/s，A说法正确；曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多，两头少”的分布，B说法正确；100℃时，有少部分分子的速率较大，也有少部分分子的速率较小，不能说明内部有温度较高的区域，C 说法错误；温度降低时，分子平均速率减小，则氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动，D说法正确．答案：C。
人教版(新教材)高中物理选择性必修3优质学案1：第1章 3 分子运动速率分布规律
1.3 分子运动速率分布规律〖学习目标〗1．知道统计规律，气体分子运动的特点、速率分布图像，气体压强的微观解释。
2.理解分子运动速率的分布图像的物理意义和气体压强的微观解释。
3.理解伽尔顿板和模拟气体压强产生的机理实验。
〖自主学习〗一、气体分子运动的特点1．随机事件与统计规律(1)必然事件：在一定条件下，若某事件出现，这个事件叫作必然事件。
(2)不可能事件：若某事件出现，这个事件叫作不可能事件。
(3)随机事件：若在一定条件下某事件出现，也不出现，这个事件叫作随机事件。
(4)统计规律：大量的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律叫作统计规律。
2．气体分子运动的特点(1)运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做，气体充满它能达到的整个空间。
(2)运动的无序性：分子的运动杂乱无章，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几乎。
说明：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。
二、分子运动速率分布图像1．图像如图所示。
2．规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“”的分布规律。
当温度时，“”的分布规律不变，气体分子的速率，分布曲线的峰值向的一方移动。
3．温度越高，分子的热运动。
说明：温度升高不是每个分子的速率都变大，而是速率大的占的百分比变大。
三、气体压强的微观解释1．产生原因气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。
压强就是在器壁上受到的压力。
2．从微观角度来看，气体压强的决定因素(1)一方面是气体分子的平均速率。
(2)另一方面是气体分子的数密度。
自我检测1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小。
( )(2)温度越高，分子的热运动越激烈，是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了。
统编人教版高中选修第三册物理《3 分子运动速率分布规律》集体备课教案教学设计
3 分子运动速率分布规律学习目标重点难点1.初步了解什么是“统计规律”.2.知道气体分子运动的特点.3.了解物体分子在不同温度下的速率统计规律.分子在不同温度下速率统计规律．(重、难点)一、分子沿各个方向运动的机会相等1．基本知识(1)在气体中，大量分子的频繁碰撞，使某个分子何时何地向何处运动是偶然的．(2)对大量分子的整体来说，在任一时刻分子沿各个方向运动的机会是均等的．(3)大量个别偶然事件整体表现出来的规律称为统计规律．2．思考判断(1)现代科学能够跟踪每一个气体分子运动的轨迹．(×)(2)大量分子的运动杂乱无章，毫无规律可循．(×)(3)单个分子运动没有规律可循，运动完全具有偶然性．(√)3．探究交流某医院治疗一种疾病的治愈率为10%，那么，前9个病人都没有治愈，第10个人就一定能治愈吗？【提示】如果把治疗一个病人作为一次试验，治愈率是10%.随着试验次数的增加，即治疗的病人数的增加，大约有10%的人能够治愈．对于一次试验来说，其结果是随机的，因此，前9个病人没有治愈是可能的，对第10个人来说，其结果仍然是随机的，既有可能治愈，也可能没有治愈，治愈率仍为10%.二、分子速率按一定的规律分布1．基本知识(1)大量分子整体的速率分布遵从一定的统计规律；在一定的温度下，各种不同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比率是确定的．(2)气体分子中，速率很大的和速率很小的分子数占总分子数的比率是很小的，气体中大多数分子的速率都接近某个数值．与这个数值相差越多，分子数越少，表现出“中间多、两头少”的分布规律．(3)温度升高时，分子数最多的速率区间移向速率大的一方，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均动能增大，总体上仍表现出“中间多、两头少”的分布规律．2．思考判断(1)对于某种理想气体而言，不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数．(√)(2)对于某种理想气体而言，温度变化，表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变．(×) 3．探究交流气体的温度升高时，所有气体分子的速率都增大吗？【提示】温度升高时，气体分子的平均速率增大，但有可能个别分子的速率变小．事实上，对于某个气体分子来说，其速率大小是时刻在变化的，并且也是无法确定．统计规律与气体分子运动特点【问题导思】1．气体分子运动具有什么特点？2．气体分子的速率按什么规律分布？3．当温度升高时，所有气体分子的速率都增大吗？(1)掷硬币实验①实验条件：4枚硬币每次下落高度均相同(不宜太低)，硬币的大小、材料要相同，抛出方法要相同．②实验现象：2枚硬币正面朝上的次数比例最多，1枚或3枚硬币正面朝上的次数比例略小，正面全部朝上和朝下的次数最少．(2)统计规律大量偶然事件表现出来的整体规律为统计规律．2．气体分子运动的特点(1)气体分子之间有很大空隙．(2)气体分子之间的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由地运动，可以充满它所能达到的空间．(3)气体分子运动时频繁地发生碰撞，气体分子向各个方向运动的机会相等．(4)速率分布表现为“中间多、两头少”．3．气体分子统计规律(1)麦克斯韦气体分子速率分布规律在一定状态下，气体的大多数分子的速率都在某个值附近，离这个值越远具有这种速率的分子数就越少，即气体分子速率总体上呈“中间多、两头少”的分布特征．(2)麦克斯韦速率分布规律如图所示从麦克斯韦速率分布规律图可以看出，当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的平均速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动．1．通常情况下，气体分子间的距离比较大，相互之间的作用力很小，因此可以忽略气体分子间的相互作用，认为气体分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力的作用．2．对于大量分子无规则运动的速率，无法采用牛顿力学方法精确地确定，但可以用统计方法找出其分布规律．(双选)关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是() A．某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等D．某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化【审题指导】解答本题应把握以下两点：(1)气体分子速率总体上呈现出“中间多、两头少”的分布特征．(2)气体分子运动是杂乱无章的，向各个方向运动的机会均等．【解析】具有任一速率的分子数目并不是相等的，而是呈“中间多，两头少”的统计分布规律，选项A错误．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确．虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律．由于分子数目巨大，在某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确．某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率相同，选项D是错误的，该题的正确答案为B、C.【答案】BC在一定温度下，某种理想气体的速度分布应该是()A．每个分子速度都相等B．每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少C．每个分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的D．每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多【解析】由麦克斯韦气体分子速率分布规律知，气体分子速率大部分集中在某个数值附近，速率很大和速率很小的分子数目都很小，所以B正确．【答案】 B麦克斯韦气体分子速率分布规律下列表格反映了氧气分子速率分布规律．按速率大小划分区间(m/s)各速率区间的分子数占总分子数的百分率(%)温度为0 ℃时温度为100 ℃时100以下 1.40.7100～2008.1 5.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.4 18.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～800 4.57.9800～900 2.0 4.6900以上0.9 3.9根据表格有四位同学总结出了以下规律，其中正确的是()A．不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子B．温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律发生改变C．某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少D．温度升高时，速率小的分子数增加【审题指导】解答表格类题时，要三个注意：(1)要结合题干认真审题，弄清行标题、列标题和表格中数据的含义．(2)其次有的还要分析各行各列的数据变化趋势及引起变化的原因．(3)结合题目中的问答选项，思考与表格中内容的联系，用已掌握的物理知识求解答案．【解析】从表格数据可看出，温度升高时，速率大的分子数增多了，D错误；根据分子运动的特点，不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子，A、C正确；温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律不会发生改变，B错误．【答案】AC对气体分子速率分布规律的认识气体分子运动的规律应从两个方面理解：一是个别分子运动的偶然性，二是大量分子整体具有的规律性．不可把大量分子的统计结果用在个别分子上，也不能因为少量的差异去要求整体上规律的严密性．1．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是()A．气体分子运动的平均速率与温度有关B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多、两头少”C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得D．气体分子的平均速度随温度升高而增大【答案】 A2．(双选)在研究热现象时，我们采用统计方法，这是因为()A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化【解析】大量分子运动的速率分布是有规律的，可以用统计方法，而个别分子的运动速率瞬息万变，没有规律．故B、C选项正确．【答案】BC3．关于气体分子运动的特点，下列说法不正确的是()A．由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩B．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间内自由移动C．由于气体分子之间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用D．气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用【解析】气体分子间距离大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被压缩，气体分子能自由运动，故A、B正确；尽管气体分子间的距离很大，但并不是气体分子间没有相互作用力，故C错，D正确．【答案】 C4．如图所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A．曲线①B．曲线②C．曲线③D．曲线④【解析】根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，某一速率范围内分子数量最大，速率过大或过小的数量较少，曲线向两侧逐渐减少，曲线④符合题意．选项D正确．【答案】 D。
《第一章 3 分子运动速率分布规律》学历案-高中物理人教版19选择性必修第三册
《分子运动速率分布规律》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“分子运动速率分布规律”，是高中物理课程中的重要内容。
通过本课的学习，学生将掌握分子运动的基本概念，理解分子运动速率分布的规律，并能够运用这些知识解释一些常见的物理现象。
二、学习目标1. 知识与理解：掌握分子运动的基本概念，理解分子运动速率分布的规律，了解温度与分子运动速率的关系。
2. 过程与方法：通过实验观察和数据分析，培养学生观察、分析、归纳和总结的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对物理学习的兴趣，培养科学探究的精神和实事求是的态度。
三、评价任务1. 知识理解评价：通过课堂提问和课后小测验，评价学生对分子运动基本概念和速率分布规律的理解程度。
2. 实验操作评价：通过观察学生在实验中的操作过程和结果，评价学生实验技能和观察能力。
3. 作业与检测评价：通过布置相关作业和检测，评价学生对知识的掌握情况和运用能力。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的内容，引出本课的主题——分子运动速率分布规律。
2. 新课讲解：通过讲解和演示，让学生理解分子运动的基本概念和速率分布的规律。
3. 实验观察：学生进行实验操作，观察分子运动的现象，并记录数据。
4. 数据分析：学生根据实验数据，分析分子运动的速率分布规律，并与理论相验证。
5. 课堂讨论：学生进行课堂讨论，交流实验心得和观察结果，加深对分子运动速率分布规律的理解。
6. 总结归纳：教师进行总结归纳，强调本课的重点和难点，加深学生对知识的理解和记忆。
五、检测与作业1. 课堂检测：进行课堂小测验，检测学生对分子运动基本概念和速率分布规律的理解程度。
2. 作业布置：布置相关作业，如撰写实验报告、完成相关练习题等，巩固学生对知识的掌握。
3. 预习指导：指导学生预习下一课的内容，为下一课的学习做好准备。
六、学后反思1. 学生反思：学生应反思自己在本次学习过程中的表现，总结自己的优点和不足，为今后的学习提供借鉴。
1.3 分子运动速率分布规律 课件 -2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
二、气体分子运动的特点
单分子：具有随机性
大量分子：统计规律
热学是研究物质热学性质和规律的学科，是大量物质分子热运动的统计 规律，想要研究气体的热现象，先了解气体分子热运动的特点。
1.3分子运动速率分布规律
一、伽尔顿板实验
1.通过观察，你发现了怎样的 现象？
个体——随机性 大量——规律性
2.生活中还有符合哪些类似 的现象？
扔4枚硬币，出现花色的可能情况有几种？ 情况1 情况2 情况3 情况4 情况5
5种情况均是随机事件
上面的实验给我们的启示： 1.个别事件的出现有其随机性 2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律------统计规律
三、分子运动速率分布图像 大量分子的统计规律
①在任意温度下，所有气体分子的速率都呈 “中间多、两头少”的分布。 ②当温度升高时，“中间多”(最大比例的速 率区间)这一高峰向速率大的一方移动。表明 速率大的分子数增多，分子平均速率增大， 热运动越剧烈 ③图线与横轴所围面积相等 注意：温度升高，气体分子的平均速率变大，但是具体到某一个气体分 子，其速率可能变大也可能变小，无法确定。
微观 气体分子的数密度
宏观 气体体积V
气体分子的平均动速 气体温度T 率
所以，气体压强P的大小与气 体的体积V和温度T都有关。
思考：书P13-1
一、气体分子运动的特点
课堂小结
自由
无序性（个体）
规律性（大量）
二、分子运动速率分布图像 温度升高时,分子的平均速率越大，热运动越剧烈
三、气体压强的微观解释 1.气体压强的产生
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分子运动速率分布规律
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道气体分子运动的特点。
2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。
二、过程与方法
通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑思维。
三、情感、态度与价值观
通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
【教学重点】
气体分子运动的特点和气体压强的微观意义。
【教学难点】
气体压强的微观意义。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
教师：（复习提问）分子动理论的基本内容是什么？
待学生回答后，指出课题：气体分子的运动是怎样的？气体所遵循的宏观规律和气体的微观结构有何关系？本节我们就研究气体分子微观模型，研究分子运动速率分布的规律。
实验演示：伽尔顿板实验
教师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。
教师：实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
教师：请大家列举生活中你所观察到的符合统计规律的现象。
学生：讨论，列举实例。
如考试时，得高分的人数和低分的人数占总人数的比例相对较少，接近平均分的人数相对较多。
全班同学的身高分布，也有类似的规律。
二、新课教学
（一）气体分子运动的特点
先设问：气体分子运动的特点有哪些？
师生总结：气体分子运动的特点是：
1．气体间的距离较大，分子间相互作用力十分微弱，可认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用而做匀速直线运动，所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
2．气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有，从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
（二）分子运动速率分布图像
教师展示分子速率分布图。
教师：尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分布。
1．大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
2．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即T=a，式中a是比例常数。
此式说明，温度是分子平均动能的标志（微观意义）。
例题1：对于气体分子的运动，下列说法正确的是（BD）
A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等
B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少教师：知道了气体分子运动的这些特点和规律，我们就可以来解释气体压强的产生和气体实验定律了。
（三）气体压强的微观解释
教师：从微观的角度看，气体的压强是大量气体分子频繁撞击器壁而产生的。
类比：雨滴打在伞面上使伞面受到冲击力，雨滴动能越大，雨滴越密集，产生的压力就越大。
实验演示：滚珠撞击电子秤实验
得出结论：从微观角度来看，气体压强的大小与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度。
前者决定温度，后者决定体积。
所以：气体压强与温度和体积有关。
问题：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？从气体对容器器壁压强产生
的机制来分析，显示出如图所示的图形：
如图所示是一个一端用活塞（此时表示活塞部分的线条闪烁3～5次）封闭的气缸，活塞用一弹簧与一固定物相连，活塞与气缸壁摩擦不计，当气缸内为真空时，弹簧长为原长。
如果在气缸内密封了一定质量的理想气体。
由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等，为简化问题，我们仅讨论向活塞方向运动的分子。
进一步分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受的冲量为2mv，根据牛顿第三定律，该分子对活塞的冲量也是2mv，那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次，活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍。
单位时间内受到的总冲量就是压力，而单位面积上受到的压力就是压强。
由此可推出：气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关。
对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均冲量，2mv由平均速率v有关，v越大则平均冲量就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n 越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从气体分子动理论的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大。
例题2：对于一定质量的理想气体，下列四个叙述中正确的是（B）
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．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
【练习巩固】
1．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
2．下列哪些量是由大量分子热运动的整体表现所决定的（）
A．压强 B．温度 C．分子密度 D．分子的平均速率
3．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
4．下面关于温度的叙述正确的是（）
A．温度是表示物体冷热程度的物理量
B．两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同
C．温度是分子热运动平均动能的标志
D．温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度
5．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
参考答案：
1．D
2．ABD
3．ABC
4．ABCD
5．ABCD。