第二章 第3节 课时2 气体的等容变化2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（人教版2019 江苏专用）.docx

第二章第3节课时2气体的等容变化2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（人教版2019江苏专用）

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教学内容

第二章第3节课时2气体的等容变化，本节内容主要包括：气体的等容变化概念、等容变化的特点、等容变化过程中气体压强的计算。以人教版2019江苏专用高中物理选择性必修第三册为教材，通过对等容变化的学习，使学生掌握气体在等容条件下的压强与温度的关系，了解理想气体等容变化的微观机制，并能运用相关公式解决实际问题。同时，结合生活实例，让学生感受物理现象在现实生活中的应用，提高学生的学科素养。

核心素养目标

学习者分析

1.学生已经掌握了气体基本概念、理想气体状态方程以及压强与体积的关系等基础知识。

2.学生对物理现象具有较强的探究兴趣，具备一定的逻辑思维能力和实验操作能力。学习风格上，学生偏向于合作学习和实践探究。

3.在学习等容变化过程中，学生可能遇到的困难和挑战包括：理解等容变化微观机制、运用公式进行复杂计算以及将理论知识与实际情境相结合。此外，对实验数据的处理和分析能力也可能成为学生需要提高的部分。

教学资源

1.硬件资源：气体压强与温度关系实验装置、数据采集器、计算机、投影仪。

2.软件资源：物理教学软件、PPT制作软件、数据处理软件。

3.课程平台：学校局域网教学平台，用于发布预习资料、课件和拓展阅读。

4.信息化资源：电子教材、教学视频、虚拟实验室模拟等容变化实验。

5.教学手段：讲授、讨论、实验探究、小组合作、案例分析。

教学过程

1.导入新课

同学们，上一节课我们学习了气体状态方程和压强与体积的关系。今天我们将进一步探讨气体的等容变化。首先，我想请同学们回忆一下，什么是等容变化？它在实际生活中有哪些应用？

（学生回答后，教师总结）等容变化就是指在体积不变的条件下，气体压强与温度的变化关系。这节课我们将深入了解等容变化的原理和实际应用。

2.自主学习

请大家翻到教材第32页，阅读“气体的等容变化”这一部分内容。思考以下问题：

（1）等容变化的特点是什么？

（2）如何计算等容变化过程中气体压强的变化？

（3）等容变化在生活中的应用实例有哪些？

给大家10分钟时间阅读和思考，然后我们进行讨论。

3.讨论与交流

（1）请同学们分享一下等容变化的特点。

（学生回答后，教师总结）等容变化的特点是体积V保持不变，根据查理定律，压强P与绝对温度T成正比。

（2）接下来，请同学们说一说如何计算等容变化过程中气体压强的变化。

（学生回答后，教师总结）根据理想气体状态方程PV=nRT，当V不变时，P与T成正比，即P/T=常数。可以通过这个关系计算压强变化。

（3）最后，请同学们举例说明等容变化在实际生活中的应用。

（学生回答后，教师总结）例如：汽车刹车系统中的制动液在等容变化过程中，压强随温度升高而增大，从而实现刹车效果。

4.实验探究

现在，我们将进行气体等容变化的实验。实验步骤如下：

（1）将气体压强与温度关系实验装置连接好，确保气密性。

（2）将温度传感器和数据采集器连接到计算机。

（3）打开实验软件，设置数据采集频率和初始条件。

（4）在实验过程中，保持气体体积不变，逐渐改变温度，观察压强的变化。

（5）记录实验数据，并进行分析。

同学们，请按照以上步骤进行实验，并注意观察实验现象。

5.数据分析

实验结束后，请同学们将实验数据整理成表格，并绘制压强与温度的关系图。根据实验数据，分析以下问题：

（1）实验结果是否符合查理定律？

（2）实验过程中，压强与温度的关系是否成正比？

（3）实验误差产生的原因有哪些？

6.知识拓展

了解了气体的等容变化后，请同学们思考以下问题：

（1）等容变化与等压变化、等温变化有什么区别？

（2）在实际应用中，如何判断气体变化过程是等容变化？

7.总结与反思

本节课我们学习了气体的等容变化，了解了其特点、计算方法和实际应用。通过实验，我们验证了查理定律，并学会了如何分析实验数据。请同学们在课后进行总结，思考以下问题：

（1）本节课我学到了哪些新知识？

（2）在实验过程中，我遇到了哪些问题？如何解决？

（3）如何将气体等容变化的知识应用到实际生活中？

希望同学们能够通过本节课的学习，提高自己的物理素养，为今后的学习打下坚实的基础。

知识点梳理

1.气体的等容变化概念

等容变化是指气体在体积保持不变的条件下，压强与温度的变化关系。这一概念是理解气体状态变化的基础，也是本节课的重点。

2.查理定律

查理定律表明，在等容条件下，气体的压强与绝对温度成正比，即P/T=常数。这一定律是理想气体的基本特性，适用于各种等容变化过程。

3.理想气体状态方程

理想气体状态方程PV=nRT描述了