第5节 分子热运动的统计规律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（教科版）
第五节：分子热运动统计规律 核心能力 物理概念介绍 (1) 初步了解什么是统计规律。 (2)了解气体分子运动的特点。科学思维学会使用图像来分析分子运动的速率分布模式。科学探索利用气体分子的运动理论来解释相关宏观现象，培养微观想象力和逻辑思维。科学的态度和责任，通过对宏观现象和微观粒子运动规律的分析，贯穿“透过现象看本质”的哲学思维方法。一、统计规则 1、现象：单个分子在某一时刻进行热运动的位置和速度是不确定的，但大量分子的整体表现是不确定的。 2、定义：统计规律是大量的总体规律。规律性事件和偶发性事件 2.分子运动速率分布 1.气体分子运动的特点： 气体分子处于不断运动的状态。每个分子的运动状态都在不断变化，每一时刻的运动都是完全偶然的、不确定的。 2、分子运动速度分布图像 (1)气体分子速度分布图像，如图所示。不规则（2）分布规律：气体分子速度呈现“中间多、两端少”的正态分布规律。 ， 1、下表是历史上某些统计学家以同样的方式抛硬币时出现的正面数量的统计表。从表中的数据你可以得出什么结论？提示：随着抛掷次数的增加，硬币正面和反面落地的概率是相等的。实验者投掷的人头数量为 2 048 1 061 布冯 4 040 2 048 皮尔逊 12 000 6 019 皮尔逊 24 000 12 0122。如图所示，瓶子里装有一定质量的气体。如果环境温度逐渐升高，请判断以下几种说法： (1)气体分子的速度大小分布基本均匀，各速度范围内的分子数量近似相等。
( )(2) 气体内所有分子的速度随着温度的升高而增加。 ( ) (3) 当温度升高时，气体分子的平均速度增加，但每个分子的速度并不增加。 ( )××√新知识学习（一）|统计规律的理解【重点讲解】1、实验一：抛硬币这些数据表明，某一事件的发生纯粹是偶然的，但大量的偶然事件会表现出一定的模式。大量偶然事件所表现出来的总体规律称为统计规律。 2、实验二：用高尔顿板模拟分子的不规则运动。实验过程及现象： (1)从高尔顿板入口处扔出一个小球。小球在下落过程中与许多小钉子相撞。最后，如果球落入某个槽中，重复实验几次，可以发现球每次落入的槽并不完全相同。这表明在每次实验中，球落入某个槽中的机会是机会（图A）。 (2)如果一次性投入大量小球，可以看到落入每个槽的小球数量是不同的。最多的小球分布在中央槽内，离中心越远，小球的数量越少。凹槽内分布的钢球越少，分布规律为“中间多、两端少”（图B）。 [典型事例经验][典型事例]（多选）关于气体分子热运动服从统计规律的正确理解是（ ）A。由大量无序运动的气体分子组成的系统所表现出的总体规律性称为统计规律 B. 统计规律仍然适用于包含很少分子的系统 C. 统计规律可以通过数学推导 D. 对某些气体进行统计平均时数量越多，分子越多，波动现象越明显。 【分析】统计规律对于大量偶然事件来说是总体规律，对于少数个别偶然事件来说是没有意义的。
个别和少量气体分子的运动模式是不可预测的，而大量气体分子的运动则呈现“中间多两端少”的统计模式，因此选项A和D是正确的。 【答】AD【训练用】1。在研究热现象时，我们使用统计方法，因为 ( )A。各个分子的运动速率随温度有规律地变化 B. 单个分子的运动也有规律，但其对整体效果影响不明显 C. 在一定温度下，大量分子的速度分布是确定的 D在一定温度下，大量分子的速度分布也随时间而变化。分析：只有大量气体分子运动的速度分布是有规律的，即服从统计规律，而单个气体分子的运动速度是不断变化的。有一定的规则，所以C项是正确的。答案：C2。高尔顿板可以证明统计规律。如图所示，让大量的小球从上方的漏斗形入口落下，最后小球就会落入凹槽中。经过多次重复实验，发现（ ） A. 某个小球落入槽中存在一种规律。 B. 凹槽内大量小球的分布不规则 C. 大量小球落入凹槽内，且均匀分布在各个凹槽内 D. 漏斗形入口处越靠近凹槽，更多的小球聚集在一起。分析：根据统计规律，某个小球落入哪个凹槽是不规则的，A是错误的；凹槽内大量小球的分布是有规律的。 ，越靠近入口，分布的小球越多，B误差；大量小球落入凹槽后，不能均匀分布在各个凹槽中，但越靠近漏斗形入口，凹槽内聚集的小球就越多，C是错误的，D是正确的。答案：D 新知识学习（2） |气体分子速度的分布规律【任务驱动】为什么说分子运动是混沌的，但大量分子的运动会表现出一定的规律性？提示：气体分子的密度非常高，分子之间经常发生碰撞。每个分子的速度和方向经常变化，因此分子的运动是无序的。在某一时刻，有分子向各个方向运动。