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8.2气体的等容变化和等压变化
一、教材分析
本节介绍查理定律,要使学生了解一定质量的气体在保持体积不变时温度与压强的关系,知道通过对等容变化的P-T图线“外推”所得到气体在压强威灵时对应温度的意义。对于查理定律与盖.吕萨克定律,教学时只做一般了解,不要求用它去解决复杂的问题。
二、教学目标
(一)、知识与技能
1.知道什么是气体的等容变化和等压变化;
2.掌握查理定律和盖·吕萨克定律的内容、数学表达式;理解图象的物理意义。
(二)、过程与方法
1.培养良好的实验习惯。
2.培养学生运用数学方法解决物理问题的能力。
(三)、情感态度价值观
1.通过探究性实验,培养发现和解决问题的能力,体验学习的乐趣。
2.养成团结协作、分享成果、勇于纠正错误的良好习惯。
三、教学重点、难点
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1.查理定律和盖••吕萨克定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
2.气体压强和摄氏温度不成正比,压强增量和摄氏温度成正比;气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强,这些内容易混淆。
四、学情分析
根据学生的情况在教学上,可以通过演示实验,得出一定质量气体在体积不变情况下的P-T图线,从而探究压强与温度的关系,不一定要学生再次进行自主探究。
五、教学方法
讨论、谈话、练习、多媒体课件辅助
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习气体的等容变化和等压变化
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,准备实验器材。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
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演示实验:滴液瓶中装有干燥的空气,用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口,把瓶子放入热水中,会看到塞子飞出;把瓶子放在冰水混合物中,拔掉塞子时会比平时费力。
这个实验告诉我们:一定质量的气体,保持体积不变,当温度升高时,气体的压强增大;当温度降低时,气体的压强减小。(举例)
下面进一步研究一定质量的气体保持体积不变,气体的压强随温度变化的规律。
(三)合作探究、精讲点拨
1、气体的等容变化
气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化,也叫做等容变化。
2、实验探究
(1)实验装置——查理定律演示器
学生结合实物演示,弄明白如下问题:
①研究对象在哪儿?
② 当A管向上运动时,B管中的水银面怎样变化?
③ 当A管向下运动时,B管中的水银面怎样变化?
④怎样保证瓶中气体的体积不变?
⑤瓶中气体的压强怎样表示?(当B管中水银面比A管中水银面低时;当B管中水银面比A管中水银面高时)
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(2)用气压计测量大气压强 p0= mmHg
读出当时的大气压强值。(注意水银气压计的读数方法。)
(3)实验条件:一定质量的气体、一定的气体体积
讨论:怎样保证实验条件?
① 烧瓶用胶塞塞好,与水银压强计B管连接处密封好。
② 使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高,并将B管水银面的位置记下来。(室温)
(4)实验过程
① 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中,烧瓶要完全没入。(请学生估测发生的现象)
现象:瓶中气体体积减小,B管中水银面上升,A管中水银面下降。气体压强减小。
措施:请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
② 将烧瓶完全置于冰水混合物中。(请学生估测发生的现象)
现象:烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积,B管中水银面仍高于A管中水银面,但A、B两管中水银面高度差减少。
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措施:仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
③ 将烧瓶完全置于30 ℃的温水中。(请学生估测发生的现象)
现象:B管中水银面低于标记位置,A管中水银面高于标记位置。
措施:请学生讨论应怎样移动A管,才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
④ 将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中,60℃、75℃的热水中,重复上述过程。
(5)实验数据表格
实验次数
1
2
3
4
5
6
-20
0
30
45
60
75
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气体温度(℃)
气体压强mmHg
p0= mmHg 室温 ℃
请学生计算:
(1)以0℃气体压强为参照,气体温度每升高1℃,增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
(2)以0℃气体压强为参照,气体温度每降低1℃,减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
(6)图象(以实际实验数据为准,此处仅为示意图)
由此图象,可写出如下方程: p=p0+kt, 其中k为斜率
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精确的实验指出t外推=-273℃
3、实验结论——查理定律
1787年法国科学家查理通过实验研究,发现所有气体都遵从定律查理。
来描述(文字、数学表达式、图象)
4、讨论预习学案中的内容。指导学生学习盖••吕萨克定律。
指导完成课本思考与讨论,体会图像的转换。
九、板书设计
气体的等容变化和等压变化
一、气体的等容变化
二、实验探究
三、查理定律
四、盖••吕萨克定律
十、教学反思
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本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等,最后进行当堂检测,课后进行延伸拓展,以达到提高课堂效率的目的。
本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟,讲解气体状态的描述5分钟,教师实演示实验统计数据20分钟左右,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节10分钟,能够完成教学内容。在后面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计的更科学,更有利于学生的学习,也希望大家提出宝贵意见,共同完善,共同进步!
十一、学案设计(见下页)
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