高中物理 第1章 分子动理论 第2节 气体分子运动与压强学案 鲁科版选修3-3-鲁科版高二选修3-3物理学案VIP专享VIP免费

第2节气体分子运动与压强1.知道什么是统计规律，体会在研究大量偶然事件时采用统计方法的意义．2.知道气体分子运动速率的统计分布规律．(难点＋重点)3.理解气体压强的产生原因，知道温度、体积对气体压强的影响．(难点)一、偶然中的必然——统计规律某一事件的出现是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律，这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律．二、气体分子速率分布规律每个气体分子运动的速率是不确定的．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“中间多、两头少”的分布规律．1．(1)气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律．()(2)大量气体分子的运动符合统计规律．()提示：(1)×(2)√三、气体的压强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频繁持续的碰撞产生的．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．明确气体压强的决定因素：气体温度与单位体积的分子数．2．(1)密闭气体的压强是由气体受到重力而产生的．()(2)气体的温度越高，压强就一定越大．()(3)大气压强是由于空气受重力产生的．()提示：(1)×(2)×(3)√气体分子的运动规律1．实验一：抛掷硬币实验者抛掷次出现正面出现正面数m次数n的频率棣莫佛204810610.5181布丰404020480.5069皮尔逊1200060190.5016皮尔逊24000120120.5005这些数据说明，某一事件的出现纯粹是偶然的，但大量的偶然事件却会表现出一定的规律．这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律．2．实验二：用伽耳顿板模拟分子的无规则运动实验过程与现象：(1)从伽耳顿板的入口投入一个小球，该小球在下落过程中先后与许多小钉发生碰撞，最后落入某一个狭槽内，重复几次实验，可以发现小球每次落入的狭槽不完全相同．这表明，在每一次实验中，小球落入某个狭槽内的机会是偶然的．(2)如果一次投入大量的小球，可以看到，落入每个狭槽内的小球数目是不相同的，在中央处的狭槽内小球分布得最多，离中央越远的狭槽内小球分布得越少，呈现一种“中间多，两头少”的分布规律(如图)．3．麦克斯韦气体分子速率分布规律(1)规律内容：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“中间多，两头少”的分布规律．(2)温度升高时，“中间多，两头少”的分布规律不变，速率大的分子数量增多，分布曲线的峰值向速率大的一方移动(如图)．一定量的气体，在某一温度下分子速率按“中间多、两头少”的规律分布，但对某个分子来说，其速率是不确定的．4．气体分子运动的特点(1)大量分子无规则运动，使气体分子间频繁碰撞．例如标准状况下，1个空气分子在1s内跟其他空气分子碰撞的次数达65亿次．(2)正是“频繁碰撞”造成气体分子不断地改变运动方向，使得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出通常情况下气体分子自由运动行程的数量级仅为10－8m)，整体上呈现为杂乱无章的运动．(3)分子运动的杂乱无章，使得分子在各个方向运动的机会均等．(多选)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[解析]具有某一速率的分子数目并不是相等的，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运动存在着统计规律．由于分子数目巨大，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．[答案]BC牢记气体分子运动的规律：一是个别分子运动的偶然性，二是大量分子整体运动具有的规律性，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规律上的严密性.1.如图，横坐标v表示分子速率，...