視頻標簽：氣體的等溫變化

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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》江蘇省

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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》江蘇省黃埭中學

設計思路
      本節為《氣體》第一節內容。教材是通過學生的探究尋找一定質量的氣體在溫度不變的前提下，氣體壓強與體積的關系。目的是通過探究過程了解實驗探究方法，并得出氣體的壓強與體積的關系。
     重點在探究過程中，指導如何進行猜想與假設，如何設計探究性實驗，如何對數據進行處理與分析，讓學生了解科學探究方法，培養學生嚴謹的實事求是的科學態度。
2關鍵詞
    一定質量  溫度不變  化曲為直 誤差還是猜想錯誤
3教學目標
1、理解一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積的關系；
2、經歷實驗過程，在過程中學會“猜想與假設”的方法，學習用數字化儀器操作實驗并對數據進行處理；
3、通過對實驗數據的分析評估，學習嚴謹的科學態度。
4重點難點
1、通過實驗得到一定質量的氣體，溫度不變時，壓強與體積的關系
2、實驗誤差分析
5實驗器材
乒乓球  燒杯  熱水  注射器  壓強傳感器  數據采集器 電腦
6教學過程
6.1第一學時
6.1.1教學活動
活動1【導入】觀察現象、提出問題
1、演示趣味小實驗：充氣的氣球吸住杯子
2、生活中的物理現象：在炎熱的夏天，給自行車打氣應注意什么？
3、凹陷的乒乓球，如何使其恢復原狀？
活動2【活動】研究對象
學生得出研究對象：氣體。
老師補充實驗：有破洞的乒乓球放入熱水中，不能恢復原狀。
學生得出研究對象：一定質量的氣體。
教師：氣體狀態的變化涉及的物理量，即氣體的狀態參量：溫度、壓強、體積。
活動3【活動】實驗設計
1、探究方法：如何得到三個物理量之間的關系呢？
      回憶牛頓第二定律的探究，研究多個物理量間的關系時，研究方法：控制變量法。
     先保持T不變，探究p與V的關系；后保持V不變，探究p與T的關系
2、實驗方法：將一定質量的氣體封閉在容器中，保持T不變，改變氣體的體積，測出對應的壓強
3、處理方法：畫出p-v等圖像找出p與v的關系
活動4【練習】進行實驗
1、實驗器材：注射器（100ml、50ml、2.5ml、1ml）、壓強傳感器、數據采集器、計算機。
2、實驗步驟：a、連接電腦、數據采集器、氣體壓力傳感器；
                       b、在注射器里封閉一定量的氣體，連接到壓力傳感器上；
                       c、緩慢推動活塞壓縮氣體，點擊“采集”按鈕，記錄相應的體積
                       d、繼續往前推活塞，記錄數據（多組）
                       e、緩慢往后拉活塞，記錄數據（多組）
 3、注意事項：緩慢改變氣體的體積，以保證氣體與外界環境有足夠的時間發生熱交換，從而保證實驗過
                        程過程為等溫過程
活動5【練習】數據分析
學生在坐標紙上畫出p-v圖線，得到一條遞減的曲線。
學生猜想：p與v成反比關系。
教師引導：如果p與v成反比，則p與1/v成正比，應該為過原點的直線。
學生操作：畫出p-1/v圖線，結果為過原點直線，證實猜想。
教師引導：光憑一組數據能得到p與v成反比的結論嗎？
學生：需要多次試驗才能。
活動6【練習】數字化實驗與分析
換用2.5ml的注射器，重復實驗。
用軟件處理數據，畫出p-v圖線跟p-1/v圖線。
學生：發現p-1/v圖線不是標準的一條直線，而是上端向下彎曲。
教師：展示1ml注射器的實驗數據圖線。
學生：彎曲更加厲害。
活動7【測試】誤差修正
提出問題：是猜想結論不正確還是由誤差所導致呢？
希望是誤差導致的，帶來這種誤差的可能原因是什么？
繼續分析猜想：氣體體積太小導致，連接部分的空氣體積沒算在內，這部分體積較小，當針筒里氣體體積較大時，影響不大，而當針筒內氣體體積很小時，影響就較大了。
操作：在每個體積上面都加上連接部分體積0.2ml后，再次觀察p-1/v圖線。
學生：直線。證明彎曲是由于體積測量不準確才導致的。
活動8【active.type.pj】實驗結論
波義耳定律：一定質量的氣體，溫度不變時，壓強p與體積v成反比關系
數學表達式:：p₁/p₂=v₂/v₁
                      P₁v₁=p₂v₂
活動9【活動】等溫線
 
活動10【測試】解釋氣球吸杯子
教師：由這堂課的學習，我們可以解釋為什么一開始時候氣球為什么能把杯子吸起來。我們再次仔細觀察杯子被吸起來的過程。播放視頻。
學生：不斷充氣過程中，氣球體積變大，杯中氣球壁變平，杯中的氣體體積增大，壓強就減小，所以可以吸起來。
 
 
活動11【作業】思考
在不同環境下對同一封閉氣體做等溫變化卻得到了下圖中2條不同的等溫線，造成這種現象的原因是什么？
 
活動12【active.type.pj】總結
本節課通過實驗的設計、操作、數據的分析、修正得到了一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比關系。
在猜想-驗證-再猜想-再驗證中學習科學的探究方法。
 

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