高中物理分子运动速率分布规律获奖教学课件ppt

这是一份高中物理分子运动速率分布规律获奖教学课件ppt，文件包含第一章《分子动理论》单元测试原卷版docx、第一章《分子动理论》单元测试解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
高中物理选择性必修第三册
伽尔顿板：一块竖直木板的上部规则地钉上铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部中央的漏斗形入口处可以投入小球，板前覆盖玻璃使小球不致落到槽外。
【猜一猜】1. 将一个小球从入口处投入，在下落过程中将与铁钉发生多次碰撞，最后会落入哪个槽中？2. 将许多小球从入口处投入，结果会怎样？
从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。 如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。
在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件 ；若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机事件。大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律（statisticalregularity）。
我们可以认为，液体的分子是一个挨着一个地排列的。液体变为气体后，体积要增大上千倍，可见，气体分子间距离大约是分子直径的 10 倍左右。分子的大小相对分子间的空隙来说很小，所以，可以把气体分子视为质点。
1. 气体分子运动的自由性：由于气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。
2.单个分子运动的无序性：分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变。分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。3.大量分子运动的规律性：在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
分子运动速率的分布图像
下表是氧气分子在0°C和100°C两种不同情况下的速率分布情况。
尽管大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却是按一定的规律分布
1.分子速率呈现“中间多、两头少”的分布。2.温度升高时，速率大的分子数增加，速率小的分子数减少，即 温度越高，分子的热运动越剧烈。3.温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即温度升高，气体分子的平均速率变大。
氧气分子的速率分布图像
选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象
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），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。
FΔt= -mv-mv= -2mv
模拟气体压强产生的机理
决定气体压强大小的因素
气体压强P 的大小与气体的 体积V 和 温度T 都有关！
② 气体温度T：气体分子的平均动能越大，气体温度越高，气体压强就越大。
① 气体体积V ：气体分子的密集程度越大，气体体积越小， 气体压强就越大。
运动的自由性运动的无序性大量分子运动的规律性
气体分子运动特点气体分子运动特点
温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即温度升高，气体分子的平均速率变大。
（多选）对于气体分子的运动,下列说法正确的是（　　）A．一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等B．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分子数目相对较少C．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分子都朝同一方向运动的情况D．当温度升高时,其中某10个分子的平均速率可能减小
【解析】ABC．一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，C错误AB正确；D．温度升高时，大量分子的平均速率增大，但少量（如10个）分子的平均速率有可能减小，D正确。故选ABD。
（多选）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是（　　）A．温度升高，图像的极值变大B．温度升高，图像的极大值点变大C．两图像与横轴围成的面积相等D．温度升高时每个分子的动能都增大
【解析】AB．根据图像可知，温度升高，速率大的分子所占比重较大，图像变得“腰粗”，则图像的最高点降低，图像的极值变小，图像的最高点的横坐标增大，图像的极大值点变大，故A错误，B正确；C．温度升高时两图像与横轴围成的面积相等，总等于1，故C正确；D．温度升高时分子的平均动能增大但不是每个分子的动能都变大，故D错误；故选BC。
（多选）一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是（　　）A．温度升高后，单位体积内的分子数增多B．温度升高后，气体分子的平均动能变大C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大D．温度升高后，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变
【解析】一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能变大，平均速率变大，则分子撞击器壁的平均作用力增大，单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数也会增加，使得气体压强增大。故选BC。
(1)如图甲所示，密闭容器内封闭一定质量的气体，气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗？ (2)把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况如图乙所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况，使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况。用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理。
【答案】(1)不是 (2)见解析【解析】（1）不是，气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的；（2）气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力，气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关。