[气体压强跟体积的关系的微观解释]气体压强跟体积的关系

【jiaoan.jxxyjl.com--高三物理教案】

（教学目的）
1、了解在温度不变时，一定质量的气体体积越小，压强越大 ；体积越大，压强越小。
2、利用气体压强与体积的关系，解释一些物理现象。
（教学重难点）
温度不变时，气体压强与体积的关系。
（教学时数）
1 课时
（教学过程 ）
一、          引入新课
请一位同学吹一个气球，然后让气球复原，放进一个塑料瓶，并用气球口向外包住瓶口，再请这位同学吹这个气球，同学们一起观察前后两次现象：气球在空气中容易吹大，而放在瓶子里却不容易被吹大。
提问：气球在空气中容易被吹大，为什么放在瓶子里却不容易被吹大？（给学生一定的时间思考）
引导学生分析现象：当气球放在空气中,气球受到大气压强的作用，而放在瓶子里后，气球受到瓶内气体压强的作用，二者压强的大小是不相等的，显然后者压强更大。
提问：是什么原因使得瓶子里的压强变大了呢？
请同学们观察在吹气球过程中，瓶子里气体的什么发生了变化？
经过观察可以发现，瓶子里气体的体积发生了变化。那么，瓶内气体压强的变化是否是因为瓶子里气体的体积发生了变化呢？我们今天就来研究气体压强与体积的关系。
二、          新课教学
在刚才的实验中，瓶子里的气体是被密闭的，现在我们就以密闭的气体为研究对象，大家观察一下我们面前的实验仪器——注射器，是否可以找到这样的气体?注射器里的气体就是实验研究的密闭气体。
1、实验目的：研究气体压强与体积的关系。
2、实验器材：注射器（出口处用橡皮膜封住）
3、实验思路：
（引导学生找出实验思路：研究“气体压强与体积的关系”，就是研究气体的“体积”发生变化时，“压强”随之发生了什么变化？）
当气体体积增大时，压强如何变化？
当气体体积减小时，压强如何变化？
4、实验现象：
（引导学生观察实验现象：当气体体积增大时，橡皮膜如何变化？当气体体积减小时，橡皮膜如何变化？）
5、实验结论：
观察橡皮膜的变化，当向里推活塞，气体体积减小，橡皮膜向外突起时，表明气体压强增大；当向外拉活塞，气体体积增大，橡皮膜向内凹陷时，表明气体压强减小。得出实验结论，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小。
看课本的结论：“温度一定时，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小。”结论中特别说明，“温度一定”有何含义？是不是气体的压强还与温度有关呢？下面我们通过一个小实验来验证。
在水平玻璃管内用一小段水柱将烧瓶里的气体密闭，用手给烧瓶里的气体加温，观察水柱向外移动，表明气体的压强有变化，可见，气体的压强与温度有关。
当研究三个变量中的其中两个变量的关系时，一定要控制第三个变量不变，所以，要表明“温度不变时”
三、          利用气体压强与体积的关系，解释物理现象
1、  气球在瓶子里吹不大的现象
（引导学生利用气体压强与体积的关系解释气球在瓶子里吹不大的现象）
当气球在瓶子里被吹大一些时，瓶子里气体的体积减小，作用在气球上的压强增大，使气球难以被吹得更大。
2、  人的呼吸过程
（1）、引入：气球放在瓶子里很难被吹大，但可以通过改进瓶子的结构，即使不吹，气球也能变大，怎么改进呢？ 引导学生思考：要使气球变大，应使气球外的气体压强减小，所以应使气球外的气体体积增大，所以，可以考虑如何改变瓶子的体积。
向学生展示自制的教具——经过改进的塑料瓶，拉动瓶底，气球变大。请学生回答原因。
还可以继续改进这个教具，用橡皮膜代替瓶底，。取一只  “Y”  字形的玻璃管，一端开口，另两端用两只气球封住，有气球的两端放在瓶内，开口端通过橡皮塞与大气相连。这样，只要拉动橡皮膜也可以改变瓶内气体体积的大小，使气球变大。
提问：这个教具使我们联想到什么？
（引导学生联想到人的呼吸过程）
（2）、人的呼吸过程
A、  呼吸与我们的生命息息相关，先让我们一起来看一下人呼吸的模型。注意观察呼吸时胸腔的变化。
B、   请全班同学在老师的指挥下一起做深呼吸。注意体验呼吸时胸腔的变化。
C、  提问：人在吸气时，胸腔是怎么变化的？人在呼气时，胸腔是怎么变化的？
D、  通过观察人呼吸的模型和体验呼吸的过程，我们不难发现，人在吸气时，胸腔是增大的；人在呼气时，胸腔是减小的。
E、   请同学们利用“温度一定时，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小。”的结论分析人呼吸的过程。
我们吸气时，胸腔扩张，胸内肺泡跟着扩张，于是肺的容积增大，肺内空气压强减小，小于体外的大气压强，大气将新鲜的空气经鼻腔、气管压入肺泡；呼气时，胸腔收缩，于是肺的容积减小，肺内空气压强增大，大于体外的大气压强，肺内一部分气体经气管、鼻腔排出体外。
由以上分析可以看出，人的呼吸过程时靠大气压强的作用，如果人在高海拔地区，人会感到呼吸困难，这是因为大气压小的缘故。
3、  打气筒的工作过程
（1）、打气筒的构造：金属筒、活塞、橡皮碗、接气门（实物讲解，特别讲解橡皮盘的结构和作用：当活塞向上拉起时，橡皮盘收缩，当活塞向下压时，橡皮盘张开，紧抵着筒壁）
（2）、用打气筒给轮胎大气时，把出气管接到自行车的气门上，气门是一个单向阀门，只允许空气从打气筒进入轮胎，不允许空气从轮胎倒流入打气筒。（用气门芯的结构图讲解）
（3）、打气筒的工作过程
（利用多媒体课件演示打气筒的打气过程，第一遍是完整过程，请同学们注意观察打气筒内密闭气体的体积的变化和气门的状态）
提问：请同学们利用“温度一定时，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小。”的结论分析打气筒的工作过程。
（ 利用多媒体课件演示第二遍分解过程，使同学的分析更完整、更准确、更规范）
完整的表述：向上拉活塞时，活塞下方的空气体积增大，压强减小，活塞上方的空气就从橡皮盘的四周挤到下方；向下压活塞时，活塞下方的空气体积减小，压强增大，使橡皮盘紧抵着筒壁不让空气漏到活塞的上方，继续向下压活塞，当空气压强足以顶开轮胎气门上的橡皮套管时，压缩空气就被压入轮胎。
现在我们身边大多数是用自动压缩空气机给自行车打气的，利用压缩空气的例子也很多，如：射钉枪等。
除了以上几种现象，在我们的生活中还有很多例子可以用今天的结论来解释，比如，我们小时侯玩过的
一种玩具，大家想想，是什么？
引导学生思考后，取出自制教具演示一遍，请同学分析原理，并作为课后的思考题。
四、          课堂小结
（一）、教学内容：
（1）、温度一定时，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小。
（2）、利用“温度一定时，气体体积越小，压强越大；气体体积越大，压强越小”的结论，解释人的呼吸过
程和打气筒的工作过程。
（二）、教学方法：实验探索法

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