氣體實驗定律
教學目標
知識目標
1、知道什么是等溫變化，知道玻意耳定律的實驗裝置和實驗過程，掌握玻意耳定律的內(nèi)容與公式表達．
2、知道什么是等容變化，了解查理定律的實驗裝置和實驗過程，掌握查理定律的內(nèi)容與公式表達．
3、掌握三種基本圖像，并能通過圖像得到相關(guān)的物理信息．
能力目標
通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗能力以及分析實驗結(jié)果得出結(jié)論的能力．
情感目標
通過實驗，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，同時樹立理論聯(lián)系實際的觀點．
教學建議
教材分析
本節(jié)的內(nèi)容涉及三個實驗定律：玻意耳定律、查理定律和蓋·呂薩克定律．研究壓強、體積和溫度之間的變化關(guān)系，教材深透了一般物理研究方法——“控制變量法”：在研究兩個以上變量的關(guān)系時，往往是先研究其中兩個變量間的關(guān)系，保持其它量不變，然后綜合起來得到所要研究的幾個量之間的關(guān)系，在牛頓第二定律、力矩的平衡、單擺周期確定等教學中，我們曾經(jīng)幾次采用這種方法．
教法建議
通過演示實驗，及設(shè)定變量的方法得到兩個實驗定律；注意定律成立的條件．提高學生對圖像的分析能力．
教學設(shè)計方案
教學用具：驗證玻意耳定律和查理定律的實驗裝置各一套．
教學主要過程設(shè)計：在教師指導下學生認識實驗并幫助記錄數(shù)據(jù)，在教師啟發(fā)下學生自己分析總結(jié)、推理歸納實驗規(guī)律．
課時安排：2課時
教學步驟
（一）課堂引入：
教師講解：我們學習了描述氣體的三個物理參量——體積、溫度、壓強，并知道對于一定質(zhì)量的氣體，這三個量中一個量變化時，另外兩個量也會相應(yīng)的發(fā)生變化，三個量的變化是互相關(guān)聯(lián)的，那么，對于一定質(zhì)量的氣體，這三個量的變化關(guān)系是怎樣的呢？這節(jié)課，我們便來研究一下！
（二）新課講解：
教師講解：在物理學中，當需要研究三個物理量之間的關(guān)系時，往往采用“保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關(guān)系”，我們研究一定質(zhì)量的氣體溫度、體積、壓強三者的關(guān)系，就可以采用這種方法．首先，我們設(shè)定溫度不變，研究氣體體積和壓強的關(guān)系．
1、氣體的壓強與體積的關(guān)系——玻意耳定律
演示實驗：一定質(zhì)量的氣體，在保持溫度不變的情況下改變壓強，研究壓強與體積的關(guān)系．讓學盛幫助記錄數(shù)據(jù)．
壓強 Pa
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
體積V/L
8.0
4.0
2.7
2.0
1.6
1.3
1.1
1.0
4.0
4.0
4.05
4.0
4.0
3.9
3.85
4.0
以橫坐標表示氣體的體積，縱坐標表示氣體的壓強，作出壓強p與體積的關(guān)系如圖所示．
可見，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況，壓強P隨體積V的關(guān)系圖線為一雙曲線，稱為等溫線．①見等溫線上的每點表示氣體的一個狀態(tài)．②同一等溫線上每一狀態(tài)的溫度均相同．③對同一部分氣體，在不同溫度下的等溫線為一簇雙曲線，離坐標軸越近的等溫線的溫度越高．
通過實驗得出，一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強p與體積V的乘積保持不變，即： 常量
或壓強p與體積V成反比，即：
這個規(guī)律叫做玻意耳定律，也可以寫成： 或
例如：一空氣泡從水庫向上浮，由于氣泡的壓強逐漸減小，因此體積逐漸增大．
例題1：如圖所示，已知： ，求： 和
解：根據(jù)圖像可得：
∵ 封閉在管中的氣體質(zhì)量、溫度均不變．
即：
解得：
2、氣體的壓強與溫度的關(guān)系——查理定律
演示實驗：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的情況下改變溫度，研究壓強與溫度的關(guān)系．讓學生幫助記錄數(shù)據(jù)．
壓強 Pa
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
溫度T/K
300
330
360
390
420
450
480
510
以橫坐標表示氣體的溫度，縱坐標表示氣體的壓強，作出壓強p與溫度T的關(guān)系如圖所示．
可見，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度的關(guān)系，圖線為通過原點的一條直線，稱為等容線．
①等容線上的每一點表示氣體的一個狀態(tài)．②同一等容線上每一狀態(tài)的體積均相同．③對同一部分氣體，在不同體積下的等容線為一簇通過原點的直線，離橫軸越遠的等容線的體積越大（ ）．
通過實驗得出，一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T之比保持不變，即： 常量
或壓強p與熱力學溫度T成正比，即：
這個規(guī)律叫做查理定律，也可以寫成： 或
例如：乒乓球擠癟后，放在熱水里泡一會兒，由于球內(nèi)氣體溫度升高，壓強增大，就把乒乓球擠回球形．
例題2：一定質(zhì)量的某種氣體在20℃時的壓強是 Pa，保持體積不變，溫度升高到50℃，壓強是多少？溫度降到－17℃時，壓強是多少？
解：∵ 因氣體的質(zhì)量和體積均不變
∴
即
3、氣體的體積和溫度的關(guān)系——蓋·呂薩克定律
教師講解：由前面我們得到： ； ；
則可以得到：
也就是說：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，體積與熱力學溫度成正比，即： ，
這個規(guī)律叫做蓋·呂薩克定律，也可以寫成： 或
一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度的關(guān)系圖線為通過原點的直線，稱為等壓線．
①等壓線上每一點表示氣體的一個狀態(tài)．②同一等壓線上每一狀態(tài)的壓強相等．③對同一部分氣體，在不同壓強下的等壓線為一簇通過原點的直線，離橫軸越遠的等壓線的壓強越大（ ）．
教師總結(jié)：理想氣體的狀態(tài)方程是由實驗定律推證出來的，我們也可以把玻意耳定律、查理定律、蓋·呂薩克定律分別看成是在溫度、體積、壓強不變的情況下理想氣體狀態(tài)方程的特殊情況，或者說，理想氣體的狀態(tài)方程包括了三個實驗定律．
（三）板書設(shè)計
二、氣體實驗定律
1、氣體的壓強與體積的關(guān)系——玻意耳定律
內(nèi)容： 圖像：
表達式：
2、氣體的壓強與溫度的關(guān)系——查理定律
內(nèi)容： 圖像：
表達式：
3、氣體的溫度與體積的關(guān)系——蓋·呂薩克定律：
內(nèi)容： 圖像：
表達式：
氣體實驗定律