【高中物理】分子运动速率分布规律 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

学习学习目标目标 1 1、初步了解什么是初步了解什么是“统计规律统计规律”。2 2、理解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的几率相等，分理解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的几率相等，分子速率按照一定规律分布。子速率按照一定规律分布。3 3、能用气体分子运动论解释气体压强的微观意义，知道气体压强与能用气体分子运动论解释气体压强的微观意义，知道气体压强与温度、分子数密度的关系。温度、分子数密度的关系。4 4、了解分子运动速率分布图像的特征了解分子运动速率分布图像的特征“中间多、两头少中间多、两头少”，了，了解温度变化，分子运动速率变化的特征。解温度变化，分子运动速率变化的特征。1.31.3分子运动速率分布规律分子运动速率分布规律伽尔顿板实验伽尔顿板实验一、统计规律一、统计规律（1 1）个别事件的出现有其随机性）个别事件的出现有其随机性（2 2）大量随机事件的整体会表现）大量随机事件的整体会表现 出一定的规律性出一定的规律性-统计规律统计规律必然事件必然事件:在一定条件下，若某事件必然出现在一定条件下，若某事件必然出现不可能事件不可能事件:某件事不可能出现某件事不可能出现随机事件随机事件:在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现二、气体分子运动的特点二、气体分子运动的特点1 1、理想性（自由性）、理想性（自由性）:（1 1）气体分子间距离比较大（大于）气体分子间距离比较大（大于10r10r0 0），分子间的作用力很弱），分子间的作用力很弱（2 2）除相互碰撞或跟器壁碰撞（弹性碰撞）外，可认为分子不受）除相互碰撞或跟器壁碰撞（弹性碰撞）外，可认为分子不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满整个容器空间。力而做匀速直线运动，因而气体能充满整个容器空间。（3 3）气体分子气体分子可以自由运动可以自由运动,所以气体没有一定的体积和形状。所以气体没有一定的体积和形状。2 2、无序性、无序性:（1 1）分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子速度大小和方向频繁地改变）分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子速度大小和方向频繁地改变（2 2）分子运动杂乱无章，气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等。）分子运动杂乱无章，气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等。3 3、规律性、规律性:（1 1）分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按）分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。一定的规律分布。（2 2）大量气体分子的速率分布呈现中间多（速率居中的分子数目）大量气体分子的速率分布呈现中间多（速率居中的分子数目多）、两头少（速率大或小的分子数目少）的规律多）、两头少（速率大或小的分子数目少）的规律 练习、练习、(多选多选)大量气体分子运动的特点是大量气体分子运动的特点是()A.A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间里自由移动可在空间里自由移动B.B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动C.C.分子沿各方向运动的机会均等分子沿各方向运动的机会均等D.D.分子的速率分布毫无规律分子的速率分布毫无规律ABCABC三、分子运动速率分布图像三、分子运动速率分布图像4 4、图线与横轴所围面积相等，图线与横轴所围面积相等，都都等于等于1 11 1、在任意温度下，气体分子的速率都呈在任意温度下，气体分子的速率都呈“中间中间多、两头少多、两头少”的分布的分布。2 2、温度升高时，速率大的分子数增加，、温度升高时，速率大的分子数增加，速率小的分子数减少速率小的分子数减少 注意：注意：温度升高，气体分子的平均速率变大，温度升高，气体分子的平均速率变大，分子的热运动越剧烈。分子的热运动越剧烈。但是具体到某一个气体分子，其速率可能变大也可能变小。但是具体到某一个气体分子，其速率可能变大也可能变小。大量分子的统计规律大量分子的统计规律3 3、温度升高时，、温度升高时，“中间多中间多”的这一的这一“高峰高峰”向速率大的方向移动向速率大的方向移动 练习、（多选）（练习、（多选）（20222022年湖北高二阶段练习）如图所示是氧气分年湖北高二阶段练习）如图所示是氧气分子在子在00和和100100两种不同温度下的速率分布情况图像，下列说法正确两种不同温度下的速率分布情况图像，下列说法正确的是（的是（）A.A.图线图线是是氧气分子在氧气分子在100100下的速率分布情况下的速率分布情况B.B.两种温度下，两种温度下，氧气分子的速率都呈现氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少中间多，两头少”的分布规律的分布规律C.C.随着温度的升高，并不是每一个的速率都增大随着温度的升高，并不是每一个的速率都增大D.D.随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减少随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减少BCBC练习、（多选）练习、（多选）18591859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来许多实验验证了这个规律。如图为一定质量的某种理想布规律，后来许多实验验证了这个规律。如图为一定质量的某种理想气体分子在气体分子在T T1 1和和T T2 2温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图象。下列说法正确的是（）随气体分子速率的变化图象。下列说法正确的是（）A A图中虚线下面积等于实线下的面积图中虚线下面积等于实线下的面积B BT T1 1T T2 2，T T2 2温度下的分子平均速率大于温度下的分子平均速率大于T T1 1温度温度下的分子平均速率下的分子平均速率C C图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目D D温度升高温度升高,每一个氧气分子的速率都增大每一个氧气分子的速率都增大ABAB 练习、练习、氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（）图可知（）A A同一温度下，氧气分子呈现同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少中间多，两头少”的分布规律的分布规律B B随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大C C两种状态氧气分子的平均动能相等两种状态氧气分子的平均动能相等D D状态的温度比状态的温度比状态的温度高状态的温度高A A四、气体压强的微观解释四、气体压强的微观解释1 1、气体压强的产生、气体压强的产生（1 1）大量气体分子频繁的作用在器壁，产生的平均作用力。）大量气体分子频繁的作用在器壁，产生的平均作用力。持续均匀的压力持续均匀的压力各方向的各方向的压强压强相同相同Ft=Ft=-mv-mv=-mv-mv=-2mv-2mvFF（2 2）器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强）器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强 p p 2 2、气体压强的微观解释、气体压强的微观解释（1 1）大量大量气体气体分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，产分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，产生压强。生压强。气体分子的数密度密集程度气体分子的数密度密集程度气体分子的平均速率气体分子的平均速率（2 2）影响气体压强的微观因素）影响气体压强的微观因素 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。雨滴撞击伞面时压力雨滴撞击伞面时压力(压强压强)大小大小与落在伞面上的雨滴数有关与落在伞面上的雨滴数有关,雨滴雨滴数越多数越多,压力压力(压强压强)越大越大；另外还另外还与雨滴质量大小、速度大小即与与雨滴质量大小、速度大小即与雨滴动能大小有关雨滴动能大小有关,动能越大动能越大,压压力力(压强压强)越大越大。气体压强同上面气体压强同上面的原理相似的原理相似,压强大小与分子平均压强大小与分子平均动能和分子密集程度有关。动能和分子密集程度有关。气体分子的气体分子的平均动速率平均动速率气体体积气体体积V V气体温度气体温度T T 所以，气体压强所以，气体压强P P的大小与气体的体积的大小与气体的体积V V和温度和温度T T都有关。都有关。3 3、决定气体压强大小的因素决定气体压强大小的因素思考：思考：课本课后练习课本课后练习微观因素微观因素宏观因素宏观因素（1 1）小于）小于P P（2 2）大于）大于P P（3 3）大于）大于P P气体分子的气体分子的数密度数密度练习、（多选）下面的表格是某地区练习、（多选）下面的表格是某地区1 1-7 7月份气温与气压的对照表月份气温与气压的对照表:7 7月份与月份与1 1月份相比较月份相比较,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.空气分子无规则热运动加强了空气分子无规则热运动加强了B.B.空气分子无规则热运动减弱了空气分子无规则热运动减弱了C.C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了ADAD月份月份/月月1 12 23 34 45 56 67 7平均最高平均最高气温气温/1 1.5 54 4.0 01010.9 91919.2 22626.1 13030.7 73030.8 8平均大气平均大气压压/10105 5 Pa Pa1 1.0220221 1.0180181 1.0130131 1.0090091 1.0020020 0.999199910 0.99719971技法归纳：技法归纳：解释气体压强微观问题的思路解释气体压强微观问题的思路(1)(1)明确气体压强产生的原因明确气体压强产生的原因大量做无规则运动的分子对器壁频大量做无规则运动的分子对器壁频繁持续的碰撞繁持续的碰撞,压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均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作用力;(2)(2)明确气体压强的决定因素明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均速率气体分子的密集程度与平均速率;(3)(3)只有知道了这两个因素的变化只有知道了这两个因素的变化,才能确定压强的变化才能确定压强的变化,任何单个因任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化。素的变化都不能决定压强是否变化。练习、（多选）练习、（多选）下面关于气体压强的说法正确的是（下面关于气体压强的说法正确的是（）A A气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的B B气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C C从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关程度有关D D从宏观角度看，气体压强的大小从宏观角度看，气体压强的大小只只跟气体的温度有关跟气体的温度有关ABCABC 练习、练习、下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平气体对器壁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均作用力B.B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力均作用力C.C.气体分子热运动的平均速率减小气体分子热运动的平均速率减小,气体的压强一定减小气体的压强一定减小D.D.单位体积的气体分子数增加单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大气体的压强一定增大A A练习、练习、(多选多选)下列关于气体压强的说法正确的是下列关于气体压强的说法正确的是()A.A.气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的B.B.气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在器壁单位面积上的平均气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在器壁单位面积上的平均作用力作用力C.C.从宏观角度来看从宏观角度来看,气体的压强大小跟气体的温度和体积无关气体的压强大小跟气体的温度和体积无关D.D.从微观角度来看从微观角度来看,气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子的密气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子的密集程度集程度有关有关BDBD练习、练习、(多选多选)对于一定质量的气体，下列说法正确的是对于一定质量的气体，下列说法正确的是()A A温度升高，气体中每个分子的速率都增大温度升高，气体中每个分子的速率都增大B B在任一温度下，气体分子的速率分布都呈现在任一温度下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少中间多、两头少”的分布规律的分布规律C C从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均速率和分子的从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均速率和分子的数密度数密度D D温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大BCDBCD课堂小结课堂小结一、气体分子运动的特点一、气体分子运动的特点二、二、分子运动速率分布图像分子运动速率分布图像三、三、气体压强的微观解释气体压强的微观解释温度升高时温度升高时,分子的平均速率越大，热运动越剧烈分子的平均速率越大，热运动越剧烈1.1.气体压强的产生气体压强的产生大量气体分子频繁的作用在器壁单位面积上，产生的平均作用力。大量气体分子频繁的作用在器壁单位面积上，产生的平均作用力。1 1、自由性自由性3 3、规律性（、规律性（大量）大量）2 2、无序性（无序性（个体）个体）2.2.决定气体压强大小的因素决定气体压强大小的因素微观上：气体分子的数密度微观上：气体分子的数密度和气体分子的平均动能和气体分子的平均动能宏观上：气体的体积宏观上：气体的体积V V 和温度和温度T T 都有关都有关 练习、练习、在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这是（）是（）A A气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小B B气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变小气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变小C C每个气体分子对器壁的平均撞击力变小每个气体分子对器壁的平均撞击力变小D D单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减小单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减小D D 练习、（多选）练习、（多选）封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时（积不变，当温度升高时（）A.A.气体的密度增大气体的密度增大 B.B.气体的压强增大气体的压强增大C.C.气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小D.D.气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多BDBD练习、（多选）练习、（多选）对于气体分子的运动对于气体分子的运动,下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A一定温度下气体分子的碰撞十分频繁一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻同一时刻,气体分子沿各个方气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等向运动的机会（概率）相等B B一定温度下气体分子的速率一般不相等一定温度下气体分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的但速率很大和速率很小的分子数目相对较少分子数目相对较少C C一定温度下气体分子做杂乱无章的运动一定温度下气体分子做杂乱无章的运动,可能会出现某一时刻所有可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况分子都朝同一方向运动的情况D D当温度升高时当温度升高时,其中某其中某1010个分子的平均速率可能减小个分子的平均速率可能减小ABD