《理想气体的状态方程》教学设计

1【一】教材分析本节的教材内容，在说明理想气体的含义后，引导学生用学过的知识推导一定质量某种气体在三个状态参量都发生变化时状态参量之间的关系式，即理想气体状态方程。在具体的教学过程中，应当让学生通过自己解决问题来建构新的知识，有利于形成学生的探究意识，发展学生的探究能力。在这之前，学生已学习了一定质量某种气体的等温、等容和等压变化规律，利用这三种过程中的任意两种都可以推导出理想气体的状态方程，再加上两种过程还可以先后次序对换，因此推导状态方程的过程设计有6种。教材在“思考与讨论”栏目中，设计了一个状态A→状态B→状态C的物理情景，A→B是等温的，B→C是等容的，即采用先等温、后等容的方式。实际上，设计为其他的两个过程也是可以的。由于前面已有一系列铺垫，学生在课堂上解答“思考与讨论”所提出的问题，进行自主推导，基本上不会有太大问题，在课堂还应当启发学生绘制草图，形象地表示出三个状态的体积、压强、温度关系，这样更有利于学生问题的解答。学生所解答问题的答案，就是学生需要学习的新知识----理想气体的状态方程，学生解决这一问题的过程，就是构建自己新知识的过程。【二】教学目标1．知识与技能：（1）了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体；（2）能够从气体定律推出理想气体状态方程。掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题。2．过程与方法：（1）理想气体的模型建立过程，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，从2而认识物理现象的本质，是物理学中常用一种的方法；（2）通过由三条实验定律推导理想气体状态方程的过程，培养学生严密的逻辑思维能力和锻炼应用数学知识解决物理问题的能力。3．情感态度价值观：突出主要矛盾，忽略次要矛盾，坚持内容与形式的统一的辩证唯物主义思想教育；同时培养严谨认真的科学态度。【三】教学重难点1．理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。2．在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化很抽象，学生理解上也有一定难度。【四】教学方法和手段以启发式教学、学生自学为指导思想，采用以情景问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体设备辅助教学。【五】教学过程环节一：通过具体例题，复习回顾三个气体实验定律。1．一气象探测气球,在充有压强为76cmHg、温度为300K的氦气时,体积为3.5m3.在上升至某一海拔高空的过程中,气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压38cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-33℃.求:(1)氦气在停止加热前的体积;(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积.2．查理定律的内容。（利用具体例题的处理，引导学生复习巩固所学的三个气体实验定律，为本节课的学习奠定基础。）3环节二：学生自主学习，理解理想气体模型。学生展示所填写的“导学案”内容，教师点拨评价。（在这个环节中，培养学生的自主学习能力。）环节三：观察、解释演示的实验现象。引导学生分析在实际问题中，我们所遇到的更多是三个参量一起变化的情况。环节四：学生自主完成课本“思考与讨论”的推导过程，教师引导学生讨论交流、展示。1.课本推导理想气体状态方程的过程中引入了一个中间状态，这个特殊的中间状态是不是唯一的？如果不是唯一的，在p-V图像上表示出来并加以说明。2.学生小组合作、讨论推导理想气体状态方程的六种组合方式，得出理想气体状态方程。4在此过程中要强调：“用不同的方法推导，得到同样的结果，说明了A与C状态参量之间的关系，只跟这两个状态有关，与中间过程无关。中间过程只是为了研究A、C状态参量之间存在关系的一种手段而已。实际上，从A状态到C状态可以是一个很复杂的过程。”环节五：当堂练习1．一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度()A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀（通过这个题让学生掌握应用理想气体状态方程定性分析问题的方法。）2.图中DCAB为一定质量的某种理想气体的等温线，设B点温度为300K，求E点温度．若由B点沿直线BF变化到F点，则F点的温度多高？环节六：引导学生总结应用理想气体状态方程解题的思路。环节七：引导学生小结，提炼升华。环节八：布置作业。