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視頻標簽：氣體的等溫變化
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-3第八章8.1《氣體的等溫變化》湖北省 - 武漢
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高中物理人教版選修3-3第八章8.1《氣體的等溫變化》湖北省 - 武漢
教學目標
1．知識和技能：
（1）知道什么是等溫變化，會用DISlab實驗進行定量研究。
（2）知道玻意耳定律的內容和表達式，理解一定質量的氣體在溫度不變時壓強和體積成反比。
（3）知道等溫變化的圖線及其物理意義
2．過程與方法：
（1）在探究“氣體等溫變化規律”的過程中學會合理的“猜想與假設”，會用DISlab實驗采集實驗數據。
（2）會用電子表格和圖像處理實驗數據，會對實驗數據進行分析評估，體驗科學探究的過程。
3．情感、態度、價值觀
（1）通過合作應用DIS實驗采集氣體壓強和體積的數據，學會協作互助。
（2）通過對實驗數據的分析和評估，樹立嚴謹的科學態度與實事求是的科學精神。
2學情分析
本節課使用的是人教社出版的普通高中課程標準實驗教科書《物理》選修3—3第二章第一節“氣體的等溫變化”。
“氣體的等溫變化”是《氣體》的第一節，也是整章的重點，它不僅在研究方法上為后面研究氣體的等容、等壓變化作了鋪墊，而且也為得出理想氣體狀態方程奠定了基礎。此外，等溫過程與學生的日常生活密切相關，本節課所體現的科學方法對學生日后的學習和生活都有突出的現實意義。
學生雖然對實驗挺感興趣，但對實驗常規，比如實驗目的、原理、設計、操作及數據處理等還比較陌生，鑒于高考對實驗能力要求的深入，上述內容需要在平時教學中不斷滲透。因此，本節課的教學設計讓學生親歷探究過程，引導學生如何進行猜想和假設，如何設計實驗，如何處理分析數據。在探究過程中引導學生了解科學探究的方法，培養學生嚴謹的科學態度。
3重點難點
1．教學重點：“一定質量的氣體在溫度不變時壓強與體積成反比”的實驗探究
2．教學難點：實驗方案設計、 數據處理與分析
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【講授】氣體的等溫變化
教學
活動
教師活動
學生活動
教學任務及
設計目的
活動一
演示
實驗
教師演示實驗浮沉子，用手捏瓶子，瓶中小人就“沉”下去，手松開瓶子小人“浮起來”。
教師把瓶蓋擰開，再捏瓶子就沒有浮沉現象發生。
為什么會出現這種現象？
觀察教師實驗，說“沉”的時候，小人就沉下去了，說“浮”時小人浮起來。
學生仔細觀察會發現教師用手在捏瓶子。
瓶蓋打開就不會出現這種現象。
學生猜測：可能與瓶子上密封的氣體有關系。
有趣的小實驗，調動學生的積極性。
活動二
提出
猜想
教師引導：如果和氣體有關，描述氣體的狀態參量有幾個？分別是什么？
學生回答，讓學生明確，描述氣體的狀態參量就是壓強、體積和溫度。（在學案上寫）
復習已學知識，方便本節課的學習。
教師提問：這個實驗中對密封氣體而言，幾個物理量怎么變化？
本節課研究：氣體的等溫變化
對于密封的一定質量的氣體，捏瓶子時V減小，P增大，T不變（室溫）。
引出本節課探究的問題：對于一定質量的氣體，T不變時，p與V的關系。
對于一定量的氣體，當T不變時， p與V有什么定量關系呢？
學生思考、討論，
猜測：p與V的關系，成反比或者p與V的二次方成反比
培養學生分析問題的能力
活動三
設計
實驗
控制溫度不變，研究一定質量的氣體壓強和體積的關系。怎樣設計實驗？要明確：
1.實驗目的
2.研究對象
3.實驗條件
4.采集數據
5.注意事項
注意：如何獲得壓強和體積？用壓強傳感器，如何保持溫度不變？
學生思考討論，逐個問題進行回答，其他同學評價補充。
溫度不變時，研究一定質量的氣體壓強和體積的關系
注射器內封閉的氣體
保持氣體溫度不變
采集壓強和體積，壓強通過傳感器得到，體積等于刻度值
不要用手握住注射器緩慢推動活塞，待穩定后再讀數。
介紹用到的數字實驗儀器，明確實驗問題，解決實驗問題，讓學生記錄數據
活動四
學生
實驗
教師引導學生連接實驗器材，采集8-12組數據。
由于實驗器材限制，找3名學生，一位操作，一位手動輸入氣體體積，還有一位實驗操作。
鍛煉學生的動手能力，培養學生的實驗能力
學生采集數據結束，通過大屏幕展示。教師提問：怎樣處理我們實驗得到的數據？
學生思考個別回答。可以做P-V圖像。學生在學案上自己描點畫圖，做出P-V圖像
培養學生處理實驗數據的能力
展示個別同學作圖，找出問題，并且對問題加以分析解決。教師對實驗數據電腦擬合，得到曲線
學生規范作圖，處理數據，得到曲線，學生猜測是雙曲線一支。
教師提問：如果是雙曲線就是反比例函數，p與V成反比，有沒有別的辦法可以進一步驗證我們得到的初步的結論呢？
學生重新定義函數，如果成反比，那么p-1/V圖像就是過原點的一條直線。
培養學生發散思維，遷移學習。
教師重新作圖P-1/V
提出問題：圖像為什么不過原點？
注射器上方有大約1ml的氣體，在計算氣體體積時要包含在內。
學生發現圖像并不過坐標原點
學生討論分析：實驗過程中存在誤差，主要誤差來源與漏氣和溫度的影響，仔細觀察后發現，注射器與傳感器間有空氣柱，造成體積測量上的誤差。
分析實驗誤差原因
活動五
得出
結論
早在300多年前，英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特各自通過實驗得出結論，為了紀念玻意耳為科學所做的貢獻，把這個結論稱為玻意耳定律。
學生個別總結規律：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。
培養學生文字歸納表達及數學表達，圖像表述能力，并且深入理解玻意耳定律
教師提問：玻意耳的數學表達是什么？
P，V兩個物理量的單位；
成立條件：一定質量的氣體，溫度不變。
教師提問：這個規律是不是在什么條件下都適用呢
學生數學表達概括為
等溫過程pV=常量
溫度不變時兩態：p1V1=p2V2
溫度不太低（和室溫相比）
壓強不太大（和標準大氣壓相比）
為了直觀地描述壓強p跟體積V的關系，通常我們還是用p-V坐標系。一定質量氣體等溫變化的圖線形狀是雙曲線，由于描述的是溫度
不變時的p-V關系，因此我們稱它為等溫線。等溫線的物理意義是什么呢？
等溫線：雙曲線。
等溫線上某點表示氣體的一個確定狀態。同一條等溫線上的各點溫度相同，即p與V乘積相同。
溫度越高，等溫線離原點越遠。
讓學生明確等溫線的物理意義
活動六
學以
致用
誰能說一下應用玻意耳定律解題的一般思路？展示基本思路：
解決實際問題
作業：課后練習2
１．明確哪部分氣體為研究對象
２．明確氣體的初、末狀態參量p1、Ｖ1；p2、Ｖ2
３．依據玻意耳定律建立列方程
４．求解結果
學生總結歸納方法，并用學到的知識解決實際問題
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
