1、3.分子运动速率分布规律学习目标 1.了解什么是“统计规律”。2.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率分布的统计规律。3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义;知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。思维导图必备知识自我检测1.统计规律(1)必然事件:在一定条件下必然出现的事件。(2)不可能事件:在一定条件下不可能出现的事件。(3)随机事件:在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件。(4)统计规律:大量随机事件的整体表现出来的规律。2.气体分子运动的特点(1)气体分子之间的距离很大,大约是分子直径的10倍。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
2、充满它能达到的整个空间。(2)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,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动。(4)大量气体分子的速率分布呈“中间多、两头少”的规律。必备知识自我检测3.气体压强的微观解释(1)大小:等于气体作用在器壁单位面积上的压力。(2)产生原因:大量气体分子对器壁的碰撞引起的。(3)决定因素:微观上决定于分子的平均速率和分子的密集程度。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版
3、（2019）高中物理选择性必修第三册课件必备知识自我检测1.正误判断(1)气体内部所有分子的速率都随温度的升高而增大。()(2)温度相同时,气体分子的速度都相同。()(3)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。()(4)气体分子的平均速率越大,分子越密集,气体压强越大。()(5)温度越高,气体的压强越大。()(6)气体压强由气体的体积和气体的密度决定。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物
4、理选择性必修第三册课件必备知识自我检测2.下列说法正确的是()A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力C.气体分子热运动的平均速率减小,气体的压强一定减小D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大解析气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力,故A正确,B错误;气体压强的大小与气体分子的平均速率和气体分子密集程度有关,故C、D错误。答案A第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教
5、材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件必备知识自我检测3.(多选)对于气体分子的运动,下列说法正确的是()A.一定温度下气体的分子的碰撞虽然十分频繁,但同一时刻,每个分子的速率都相等B.一定温度下气体的分子速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C.一定温度下气体的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,气体中某10个分子的平均速率可能减小第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物
6、理选择性必修第三册课件必备知识自我检测解析一定温度下的气体分子碰撞十分频繁,单个分子运动杂乱无章,速率不等,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,A、C错,B对;温度升高时,大量分子平均速率增大,但个别或少量(如10个)分子的平均速率有可能减小,D对。答案BD第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测气体分子运动的特点和速率分布图像情境探究(1)把4枚硬币
7、投掷10次并记录正面朝上的个数。比较个人、小组、大组、全班的数据,你能发现什么规律吗?(2)气体分子间的作用力很小,若没有分子力作用,气体分子将处于怎样的运动状态?(3)温度不变时,每个分子的速率都相同吗?温度升高,所有分子运动速率都增大吗?第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测(2)无碰撞时气体分子将做匀速直线运动,但气体分子之间的频繁碰撞使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章。(3)分子
8、在做无规则运动,造成其速率有大有小。温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了,但也有少数分子的速率减小。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测知识归纳1.对统计规律的理解(1)个别事件的发生具有偶然因素,但大量事件发生的概率却往往遵从一定的统计规律。(2)从微观角度看,由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独来看,各个分子的运动都是不规则的,带有偶然性,
9、但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律。2.气体的微观结构特点(1)气体分子间的距离较大,气体分子可看成质点。(2)气体分子间的分子力很微弱,通常认为气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外,不受其他力的作用。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测3.气体分子运动的特点(1)标准状态下1 cm3气体中的分子数比地球上的人口总数还要多上许多许多倍。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
10、速度大小和方向频繁地改变。(2)正是“频繁碰撞”,造成气体分子不断地改变运动方向,使得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出通常情况下气体分子自由运动行程的数量级仅为10-8 m),整体上呈现为杂乱无章的运动。(3)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,而且向各个方向运动的气体分子数目都相等。即气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等。(4)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律20
11、20-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测4.分子运动速率分布图像(1)温度越高,分子的热运动越激烈。(2)气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布。当温度升高时,对某一分子在某一时刻它的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测第一章3.分子运动速率分布规律2020-20
12、21学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测实例引导例1(多选)如图所示是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示分子速率v,纵坐标表示速率v对应的分子数百分率,图线1、2对应的温度分别为t1、t2,由图可知()A.温度t1低于温度t2B.图线中的峰值对应的横坐标数值为氧气分子平均速率C.温度升高,每一个氧气分子的速率都增大D.温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的比例减小第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人
13、教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测解析温度越高,分子热运动越激烈,运动激烈是指速率大的分子所占的比例大,根据题图,图线2中速率大的分子所占比例大,对应温度高,图线1中速率大的分子所占比例小,对应温度低,故A正确。图线中的峰值对应的是该速率对应的分子数百分率的最大值,不表示分子的平均速率,故B错误。温度的影响是大量分子运动的统计规律,对个别的分子没有意义,所以温度升高,不是每一个氧气分子的速率都增大,故C错误。温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的
14、比例减小,故D正确。答案AD误区警示(1)在一定温度下,所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。(2)并不是所有分子的速率都随温度升高而增大。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测变式训练1如图是氧气分子在不同温度(0 和100)下的速率分布图,由图可得()A.同一温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率
15、小的分子所占的比例增大D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测解析温度升高后,并不是每一个氧气分子的速率都增大,而是氧气分子的平均速率变大,并且速率小的分子所占的比例减小,故B、C、D错误;同一温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律,A正确。答案A第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件
16、第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测气体压强的微观解释情境探究中央电视台在科技之光栏目中曾播放过这样一个节目,把液氮倒入饮料瓶中,马上盖上盖子并拧紧,人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释一下原因吗?要点提示饮料瓶内液氮吸热后变成氮气,分子运动加剧,使瓶内气体分子频繁、持续碰撞瓶内壁产生的压强增大,当瓶内外的压强差大于瓶子所能承受的限度时,饮料瓶发生爆炸。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2
17、021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测知识归纳1.气体压强的产生:单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就会对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。选择一个与器壁发生正碰(可视为弹性碰撞)的气体分子为研究对象,由于是弹性碰撞,所以气体分子与器壁碰撞前后的动量大小为mv,方向相反,气体分子受到的冲量为Ft=-mv-mv=-2mv,气体分子受到的作用力为 ,根据牛顿第三定律,器壁受到的作用力为 ,同理,我们也可以求出气体分子与器壁发生斜碰时分子给器壁的作用力
18、。气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测2.决定气体压强大小的因素(1)微观因素气体分子的密集程度:气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大。气体分子的平均速率:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的
19、平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大。(2)宏观因素与温度有关:温度越高,气体的压强越大。与体积有关:体积越小,气体的压强越大。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测实例引导例2(2020山东一模)下面的表格是某年某地区16月份的气温与气压对照表:月份123456平均气温/1.43.910.719.626.730.2平均大气压/105 Pa1.0211.0
20、19 1.0141.0081.0030.998 4第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测根据表数据可知,该年该地区从1月份到6月份()A.空气分子无规则热运动剧烈程度呈减小的趋势B.6月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率一定比它在1月时速率大C.单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势D.单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势第一章3.分子运动速率分布规律2020-20
21、21学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测解析温度越高,分子无规则热运动越剧烈,从1月到6月,温度逐渐升高,空气分子无规则热运动剧烈程度呈增大的趋势,故A错误。6月温度最高,分子平均速率最大,但分子平均速率是对大量分子的一种统计规律,对于具体的某一个分子并不适应,所以不能说明6月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率一定比它在1月时速率大,故B错误。根据气体压强的微观意义,气体压强和气体分子单位时间对单位面积地面撞击次数、气体分子的平均速率有关,温度升高
22、,气体分子的平均速率增大,而压强减小,所以单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势,故C正确。根据气体压强的微观意义,气体压强等于单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量,大气压强呈减小的趋势,单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量也呈减小的趋势,故D错误。答案C第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测规律方法 解释气体压强微观问题的思路(1)明确气体压强产生的原因大量做无规则运
23、动的分子对器壁频繁持续的碰撞,压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力;(2)明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均速率;(3)只有知道了这两个因素的变化,才能确定压强的变化,任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化。第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第一章3.分子运动速率分布规律2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究一探究二随堂检测变式训练2(多选)x、y两容器中装有相同质量的氦气,已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度,但压强却低于y容器中氦气的压强。由此
24、可知()A.x中氦气分子的平均速率一定大于y中氦气分子的平均速率B.x中每个氦气分子的速率一定都大于y中每个氦气分子的速率C.x中速率大的氦气分子数一定多于y中速率大的氦气分子数D.x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动激烈解析分子的平均速率取决于温度,温度越高,分子的平均速率越大,但对于任一个氦气分子来说并不一定成立,故A项正确,B项错误;分子的速率遵从统计规律,即“中间多、两头少”,温度较高时速率大的分子数一定多于温度较低时速率大的分子数,C项正确;温度越高,分子的无规则热运动越激烈,D项正确。答案ACD探究一探究二随堂检测1.麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有
25、许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()探究一探究二随堂检测解析各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值,A、B错;气体分子速率的分布规律呈现“中间多,两头少”的趋势,速率为0的分子几乎不存在,故C错、D对。答案D探究一探究二随堂检测2.关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是()A.某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化D.分子的速率分布毫无规律解析具有某一速率的分子数
26、目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己的运动状况,因此在某一时刻,一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,故B项正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是随时可能变化的,故C项错误。答案B探究一探究二随堂检测3.下面的表格是某地区17月份气温与气压的对照表:月份/月1234567平均最高气温/1.54.010.919.226.130.730.8平均大气压/105 Pa1.022 1.0181.013 1.0091.0020.999 1 0.997 1探究一探究二随堂检测7月份与1月份相比较,下列说法中正确的是()A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变B.空气分子无规则热运动减弱了C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了解析由表中数据知,7月份与1月份相比,温度升高,压强减小,温度升高使气体分子热运动更加剧烈,空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大,而压强减小,单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了,因而只有D项正确。答案D
