第一章　3　分子运动速率分布规律 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版选择性必修三

3　分子运动速率分布规律 [学习目标]　 1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律(重点)。 2.掌握分子运动速率分布图像，能用气体分子动理论解释气体压强的微观含义(重难点)。 一、统计规律　气体分子运动的特点 1．随机性与统计规律 (1)必然事件：在一定条件下_____出现的事件。 (2)不可能事件：在一定条件下_____出现的事件。 (3)随机事件：在一定条件下可能出现，也可能_____的事件。 (4)统计规律：大量_____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。 2．气体分子运动的特点 (1)由于气体分子间的距离比较_____(大约是分子直径的_____倍)，分子间作用力很_____。通常认为，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做_____，因而气体会充满它能达到的整个空间。 (2)大量气体分子做无规则热运动，因此分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁改变，分子的运动_____。 (3)从统计规律看，在某一时刻，向着_____运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎_____。 (1)对于随机事件，个别事件的出现具有偶然性，但大量事件出现的机率遵从一定的规律。(　　) (2)大量气体的分子可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况。(　　) (3)单独来看，各个分子的运动是无规则的，具有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动有一定的规律。(　　) (4)气体分子的不断碰撞致使它做杂乱无章的运动，且沿各方向运动的机会均等。(　　) (5)气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得。(　　) 例1　伽尔顿板可以演示统计规律。如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内。重复多次实验后发现(　　) A．某个小球落在哪个槽是有规律的 B．大量小球在槽内的分布是有规律的 C．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越少 D．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中 二、分子运动速率分布图像 1.气体分子的速率分布图像如图所示，气体分子速率呈“_____、_____”的分布。当温度升高时，某一分子在某一时刻的速率_____(填“一定”或“不一定”)增大，但大量分子的平均速率_____(填“一定”或“不一定”)增大，即随着温度升高，分布曲线的峰值向_____的方向移动。 2．从气体分子的速率分布图像直观地体会到温度越高，分子的热运动越_____。 在下面f(v)－v图像中，f(v)为速率v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，图线与横轴所围成的图形的面积是多少？ _____ _____ 例2　(2022·宿迁市高二期末)如图所示为0 ℃和100 ℃温度下氧气分子的速率分布图像，下列说法错误的是(　　) A．图中两条曲线下面积相等 B．图中虚线为氧气分子在0 ℃时的速率分布图像 C．温度升高后，各单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比都增加 D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小 三、气体压强的微观解释 1.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。如图所示，再从相同高度把100颗或更多的豆粒均匀连续地倒在秤盘上，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。 _____ _____ _____ 2.如图所示，选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，此次碰撞视为弹性碰撞，设气体分子的质量为m，初速度为v，规定初速度的方向为正方向。 (1)应用动量定理推导器壁受到的作用力大小的表达式。 (2)用分子动理论和统计观点解释气体压强。 _____ _____ _____ 1．气体压强的产生原因：大量气体分子连续均匀地撞击器壁的结果。 2．气体压强的大小：器壁_____上受到的压力。 3．决定气体压强大小的 ... ...