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視頻課題：第五屆全國高中物理教師微課講課視頻《查理定律》賈靜-海南省瓊海

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第五屆全國高中物理教師微課講課視頻《查理定律》賈靜海南省 瓊海市嘉積第二中學高中物理

《查理定律》說課稿
瓊海市嘉積第二中學   賈靜
一、教材分析
查理定律是人教版物理選修3-3第八章第二節《氣體等容變化和等壓變化》的內容。查理定律是理想氣體三大實驗定律之一。在課本中，本節課并沒有設置實驗，但在教學中，新課程要求我們盡量讓學生懂得探究物理知識的過程，所以在此我設置查理定律的分組實驗，實驗的要點是：知道研究理想氣體等容變化的實驗裝置和實驗方法；掌握實驗過程中的數據處理方法，能對數據進行分析并得到結論；理解等容變化圖線的物理意義并利用p－T（t）圖進行分析和判斷。
二、學情分析
在本節課之前，學生已經知道了氣體的狀態參量：壓強P，體積V，溫度T。也知道了熱力學溫度和攝氏溫度的關系。學生已經學習了氣體等溫變化的規律——玻意爾定律。所以對于氣體等容變化的狀態參量就不再陌生了。這是學習本節課的基礎。在之前學生已經運用傳感器進行過力學和電學的實驗，這是本節課的實驗基礎，通過本節課溫度傳感器和壓強傳感器的使用以及電腦擬合數據處理的過程，繼續讓學生體驗物理學與先進科技的結合之美。
三、教學目標以及重點難點
（一）教學目標
1、知識與技能目標
（1）通過實驗知道氣體等容變化的規律
（2）通過對實驗熟悉DIS系統及其配件
2、過程與方法
通過傳感器采集數據，建立合適的坐標系進行數據處理，得出氣體等溫變化的規律
3、情感態度與價值觀
通過本節的實驗，讓學生了解物理規律的建立過程，通過對傳感器的使用，增加學生對科學技術的興趣。
（二）教學重點
查理定律內容
（三）教學難點
如何進行氣體的等容變化的實驗
四、查理定律實驗
（一）實驗目的
     通過實驗，探究氣體等容變化規律，驗證查理定律
（二）實驗原理
1、密封一定質量的氣體，氣體的體積不變，即為等容變化
2、通過水浴加熱改變氣體溫度，在同一燒杯中放入溫度探頭和氣體，則溫度傳感器的溫度即為氣體的溫度
3、利用壓強傳感器測氣體的壓強
4、根據T=t+273K，使溫度改為熱力學溫度
（三）實驗器材
一定質量的等容氣體、壓強傳感器、溫度傳感器（附帶溫度探頭）、鐵架臺、燒杯、石棉網、酒精燈、電腦（附數據采集和處理軟件）
 
（四）實驗步驟
1、按圖連接好實驗裝置，將壓強傳感器和溫度傳感器接入數字化實驗系統中
2、通過酒精燈對燒杯中的水加熱，改變氣體的溫度，通過采樣，測量壓強和相應的溫度，實驗中對溫度進行梯度變化采樣多組（從290K到330K，每升高5K左右取樣一次）
（五）實驗數據處理
去掉誤差太大的點，擬合壓強和熱力學溫度的圖像



（六）實驗結論
1、一定質量的某種氣體，在體積不變時，壓強P和熱力學溫度T成正比。——查理定律
2、表達式：P=CT    或    P/T=C
3、P—T圖像：
4、適用條件:壓強不太大，溫度不太低
（七）誤差分析
1、實驗中，雖然氣體的質量和體積已經很小了，但在測量溫度的時候，還是會出現氣體溫度變化比水的要緩慢，即溫度計讀數偏大
2、氣體的溫度不宜過高，過高氣體壓強過大，容易溢出容器，造成氣體質量減小
3、實驗中由于實驗儀器密封性，以及傳感器的讀數靈敏度所造成的系統誤差
四、實驗的創新之處
（一）、傳統的查理定律實驗
1、實驗器材
燒瓶（帶軟木塞）、玻璃管、橡皮連接管、水銀壓強計、溫度計、盛水容器、冰、冷水、幾種不同溫度的熱水
2、實驗裝置

2、實驗步驟

（1）取一只燒瓶，用一根彎曲的玻璃管和一段橡皮管把它跟水銀氣壓計連接在一起，氣壓計左端的玻璃管固定在直立的有刻度的木板上，氣壓計的右管可上下移動。

（2）開始時，調節可動管使壓強計兩管中的水銀面高度相同，記下管中水銀面的位置，這時燒瓶中氣體的壓強等于大氣壓，同時記下室溫。然后把燒瓶放入熱水中，經過一段時間，調節可動管使管中的水銀面回到處,以保證燒瓶內的氣體的體積不變，這時管B中的水銀面低于管A中水銀面，說明氣體壓強變大，記下溫度計的讀數和計算出燒瓶中氣體的壓強。
（3）通過添加熱水和冰水的方法改變幾次水的溫度，會得到幾組不同的溫度和壓強值。
3、數據處理
實驗中記錄的是攝氏溫度和壓強值，繪制P-t圖像�？梢該Q算熱力學溫度的單位繪制P—T圖像，但較為麻煩。
4、實驗的缺點
（1）實驗中采用將燒杯放在冰、水、熱水混合的方式改變溫度，改變的溫度沒有梯度，難以控制，測量范圍小
（2）實驗數據的記錄，溫度的測量為冰水混合的溫度，并不能完全等于燒杯中氣體的溫度，較為不準確，溫度讀數誤差大。
（3）實驗中，水銀氣壓計讀數較為不準確，不能直接得到氣體壓強的精確值，所得到的結果誤差也就較大。
（4）實驗數據處理較難，繪制圖形比較慢。
（5）實驗需要的時間過長，操作復雜
（二）本實驗改進要點
（1）密封氣體質量較小，體積較小，密封較好，密封筒下端感受溫度，這樣氣體溫度變化較為迅速，和水溫的誤差較小
（2）壓強采用絕對壓強，測量結果較為精確
（3）采用水浴加熱，溫度變化時逐漸變化，可以設置溫度變化梯度，采樣數量較多
（4）采用傳感器測量數據，誤差小，反應快
（5）采用電腦二維軟件進行數據處理與繪圖，處理速度快，誤差小
五、實驗教學過程
（一）課堂引入
1、氣體的狀態參量：P、T、V
2、氣體等溫變化的規律：玻意耳定律
一定質量的氣體體積不變時，壓強和溫度什么關系？
（二）實驗儀器介紹
通過實驗需要測量的物理量來選擇實驗儀器
1、一定質量的等容變化的氣體——密封氣體
2、測壓強——壓強傳感器
3、改變溫度——水浴加熱，燒杯，酒精燈，石棉網
4、測溫度——溫度傳感器和探頭
（三）實驗過程（學生分組實驗）
1、連接實驗裝置
2、進行采樣實驗數據
3、數據處理
（四）實驗結論和查理定律
總結實驗得到的規律，給出查理定律的內容以及查理前人所做的工作說明。
六、實驗效果
通過查理定律實驗，首先，學生認識到了氣體的等容變化規律，認識到科學實驗的重要性。其次，通過實驗，學生對物理的興趣更加濃了，通過學生自己動手操作，增強了學生學習的興趣，求知欲。
七、教學反思
     實驗是物理學的基礎，有實驗的課堂所呈現出來的效果要遠遠高于沒有實驗枯燥的理論。所以在物理教學中要加強實驗的教學，尤其是學生分組實驗。同時要不斷的改進實驗，讓實驗更加的準確，更具有趣味性。
 

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