資源簡介

1.3分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律(2)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．了解分子運(yùn)動(dòng)速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
2．知道分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖象的物理意義。
3．能夠應(yīng)用氣體分子動(dòng)理論解釋壓強(qiáng)的微觀意義。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：壓強(qiáng)的理解分
難點(diǎn)：分子運(yùn)動(dòng)速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
【學(xué)習(xí)過程】情景設(shè)問
伽爾頓板實(shí)驗(yàn)中，大量小球下落后，其分布情況遵循一定的規(guī)律，由此你能得到什么啟發(fā)嗎？
【自主學(xué)習(xí)一】 氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
在研究分子的排列情況時(shí)，液體、氣體分子分別有什么特點(diǎn)？
氣體分子間的作用力有什么特點(diǎn)？
3. 大量分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是怎樣的？
【自主學(xué)習(xí)二】 分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像
結(jié)合氧分子的速率分布圖像，對(duì)比氧分子在各個(gè)速率區(qū)間的分子數(shù)占比，總結(jié)分子的速率分布有什么規(guī)律？
從圖像看，溫度升高，分子速率分布有什么變化？
合作學(xué)習(xí)：例題1 (多選)氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與氣體分子速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是(　　)
A．圖中虛線對(duì)應(yīng)氧氣分子平均速率較小的情形
B．圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形
C．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目
D．與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大
【合作學(xué)習(xí)三】 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)源于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們飛到器壁時(shí)，就會(huì)跟器壁發(fā)生碰撞（可視為彈性碰撞），就是這個(gè)撞擊器壁產(chǎn)生了作用了，從而產(chǎn)生了壓強(qiáng)，如圖甲，選取一個(gè)器壁發(fā)生正碰的分子為研究對(duì)象。
氣體分子沖量：
根據(jù)動(dòng)量定理，氣體分子受到的作用力為：
由牛頓第三定律可知，器壁受到的作用力為：
觀察模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的實(shí)驗(yàn)。
從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的因素有哪些？
氣體壓強(qiáng)的大小與什么有關(guān)？
例題2 從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體分子間距離比較大，分子間的作用力很弱，氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)源于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們飛到器壁時(shí)，就會(huì)跟器壁發(fā)生碰撞（可視為彈性碰撞），對(duì)器壁產(chǎn)生作用力從而產(chǎn)生壓強(qiáng)，如圖所示。設(shè)氣體分子的質(zhì)量為m，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率為v。下列說法正確的是（ ）
A．氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．在某一時(shí)刻，向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目差距很大
C．每個(gè)氣體分子跟器壁發(fā)生碰撞過程中，施加給器壁的沖量大小為2mv
D．若增大氣體體積，則氣體壓強(qiáng)一定減小
例題3 在一定溫度下，當(dāng)一定質(zhì)量氣體的體積增大時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小，這是由于(　　)
A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少
B．氣體分子的數(shù)密度變小，分子對(duì)器壁的吸引力變小
C．每個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力都變小
D．氣體分子的數(shù)密度變小，單位體積內(nèi)分子的重量變小
【練習(xí)與應(yīng)用】
(多選)下列對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)的描述正確的是(　　)
A．氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的，沒有一定的規(guī)律
B．氣體分子間除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，幾乎無相互作用
C．大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律
D．氣體之所以能充滿整個(gè)空間，是因?yàn)闅怏w分子間相互作用力十分微弱，氣體分子可以在空間自由運(yùn)動(dòng)
2. 某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，所對(duì)應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，則(　　)
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
3. (多選)對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，下列論述中正確的是(　　)
A．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)一定變大
B．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)可能不變
C．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加
D．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變
4. 如圖所示，氧氣在0℃和100℃兩種情況下，單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系。由圖可知（　　）
A．虛線是氧氣在100℃時(shí)的速率分布圖
B．虛線與坐標(biāo)軸圍成的圖形的面積更大
C．所有氧氣分子0℃時(shí)的速率小于100℃時(shí)的速率
D．同一溫度下，氣體分子速率分布總呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的特點(diǎn)
5. 概率統(tǒng)計(jì)的方法是科學(xué)研究中的重要方法之一，以下是某一定質(zhì)量的氧氣（可看成理想氣體）在0℃和100℃時(shí)統(tǒng)計(jì)出的速率分布圖，由圖像分析以下說法正確的（　　）
A. 其中某個(gè)分子，100℃時(shí)的速率一定比0℃時(shí)要大
B．100℃時(shí)圖線下對(duì)應(yīng)的面積比0℃時(shí)要小
C．如果兩種情況氣體的壓強(qiáng)相同，則100℃時(shí)單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比0℃時(shí)少
D．如果兩種情況氣體的體積相同，則100℃時(shí)單位時(shí)間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)與0°C時(shí)相同
作業(yè)：教材P13：T1--T4
1. 從宏觀上看，一定質(zhì)量的氣體體積不變僅溫度升高或溫度不變僅體積減小都會(huì)使壓強(qiáng)增大。從微觀上看，這兩種情況有沒有區(qū)別？
2. 體積都是1L的兩個(gè)容器，裝著質(zhì)量相等的氧氣，其中一個(gè)容器內(nèi)的溫度是0℃，另一個(gè)容器的溫度是100℃。請(qǐng)說明：這兩個(gè)容器中關(guān)于氧分子運(yùn)動(dòng)速率分布的特點(diǎn)有哪些相同？有哪些不同？
3.有甲、乙、丙、丁四瓶氫氣。甲的體積為V，質(zhì)量為m，溫度為t，壓強(qiáng)為P。乙、丙、丁的體積、質(zhì)量、溫度如下所述。
（1）乙的體積大于V，質(zhì)量、溫度和甲相同。
（2）丙的溫度高于t，體積、質(zhì)量和甲相同。
（3）丁的質(zhì)量大于m、溫度高于t，體積和甲相同。
試問：乙、丙、丁的壓強(qiáng)是大于P還是小于p？或等于p？請(qǐng)用氣像壓強(qiáng)的微觀解擇來說明。
4. 我們知道，大量隨機(jī)事件的整體會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。例如，某一區(qū)域各輛共享單車的行駛方向是隨機(jī)事件，但大量隨機(jī)事件的統(tǒng)計(jì)結(jié)果就能顯示出一定的規(guī)律。
某人想利用共享單車的大數(shù)據(jù)為本市規(guī)劃的幾條公交線路提供設(shè)計(jì)思路。圖1.3-5顯示了共享單車停放位置的分布圖，共享單車的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中也能記錄用戶每次使用共享單車的時(shí)間、路程等信息（圖1.3-6）。據(jù)此可以統(tǒng)計(jì)“在某區(qū)域、某時(shí)段沿不同道路騎行的人數(shù)”“在某區(qū)域、某時(shí)段沿某道路騎行超過1km、2km、3 km的人數(shù)”等。你認(rèn)為還可以統(tǒng)計(jì)哪些對(duì)規(guī)劃公交線路有價(jià)值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)？請(qǐng)說出利用這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的思路。

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