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2019-2020年高中物理 《驗(yàn)證玻意耳定律》教案 滬科版選修3-3 一、教學(xué)目標(biāo) 1．通過實(shí)驗(yàn)證明：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)和體積成反比或壓強(qiáng)和體積的乘積為一常量． 2．通過實(shí)驗(yàn)了解氣體狀態(tài)參量的測量方法，學(xué)習(xí)計(jì)算封閉容器中氣體的壓強(qiáng)． 3．培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣． 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生必須明確驗(yàn)證什么、依據(jù)是什么、使用什么設(shè)備、實(shí)驗(yàn)怎么做．所以實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)． 到活塞和固定在它上面的框架的壓力作用的同時(shí)，還受到我們施加的拉力或壓力的作用，這些力的合力是F．對于這一點(diǎn)，也經(jīng)常出問題． 3．由于學(xué)生缺乏操作經(jīng)驗(yàn)，靠自測判斷豎直方向，再加上實(shí)驗(yàn)器材本身的質(zhì)量問題，注射器或?qū)嶒?yàn)器豎直難于保證． 三、實(shí)驗(yàn)器材 1．框架和100g鉤碼若干；測力計(jì)；鐵架臺(tái)及鐵夾；水銀氣壓計(jì)（共用）；帶刻度的注射器（5mL）；刻度尺． 2．若使用帶有長度刻度的注射器型的“玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器”做本實(shí)驗(yàn)，請將刻度尺換為游標(biāo)卡尺． 四、主要教學(xué)過程 1．明確實(shí)驗(yàn)原理 （1）掌握實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的公式 pV=常量； ①p0表示實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓強(qiáng)； ②S表示活塞的橫截面積； ③F表示封閉氣體所受的合力； 會(huì)運(yùn)用此公式計(jì)算封閉氣體的壓強(qiáng)． （3）知道本實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足的條件： ①等溫過程t=常量； ②研究對象即封閉氣體的質(zhì)量不變． 2．實(shí)驗(yàn)器材 （1）認(rèn)識實(shí)驗(yàn)器材． （2）了解水銀氣壓計(jì)的構(gòu)造，知道使用方法． （3）通過實(shí)物觀察，了解注射器與玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器上的刻度的區(qū)別． 3．實(shí)驗(yàn)步驟 （1）用測力計(jì)稱出活塞和框架所受重力G． （2）按圖1所示，把注射器固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上，保持注射器豎直． （3）把適量的潤滑油抹在注射器的活塞上，再上下拖動(dòng)活塞，使活塞與器壁間被油封?。?dāng)活塞插進(jìn)注射器內(nèi)適當(dāng)位置后，再套上橡皮帽，將一定質(zhì)量的氣體封閉在注射器內(nèi)． （4）從注射器上讀出空氣柱的體積V，用刻度尺測出這個(gè)空氣柱的長度，計(jì)算出活塞的橫截面S． （5）記下大氣壓強(qiáng)p0． （6）在框架兩側(cè)掛鉤碼，總質(zhì)量為M，記下相應(yīng)的氣體體積． （7）框架兩側(cè)不掛鉤碼，用測力計(jì)向上拉活塞，拉力為F0，記下相應(yīng)的氣體體積． （8）改變所掛鉤碼質(zhì)量或測力計(jì)拉力，共做四次實(shí)驗(yàn)，分別計(jì)算出pV值并加以比較． 4．保證實(shí)驗(yàn)條件 （1）m一定：加潤滑油密封，套橡皮帽； （2）t一定：不用手握注射器，施力時(shí)動(dòng)作要緩慢，保持環(huán)境溫度的穩(wěn)定； （3）減小摩擦：加潤滑油，力要沿活塞中軸線，注射器保持豎直及對稱地懸掛鉤碼． 5．?dāng)?shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓強(qiáng)p0=____Pa 注射器活塞橫截面積S=____m2 注射器活塞、框架總重G0= _____N 在活塞上施加的力 測力計(jì)拉力F0=_____N 懸掛鉤碼總重G=_____N 環(huán)境溫度t=_____℃ 壓強(qiáng)的計(jì)算 6．實(shí)驗(yàn)結(jié)論（略） 7．誤差分析 本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來自活塞所受的摩擦力． 五、說明 1．若使用玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器做實(shí)驗(yàn)，需用游標(biāo)卡尺測出活塞直徑D， 表示． 2．為保證實(shí)驗(yàn)效果，在正式實(shí)驗(yàn)之前安排一定的時(shí)間讓學(xué)生對照實(shí)物進(jìn)行預(yù)習(xí)．以下預(yù)習(xí)題供參考： （1）實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，它的實(shí)驗(yàn)原理是什么？ （2）采取什么措施可保證氣體質(zhì)量一定，溫度保持不變？ （3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源是什么？可采取什么措施減小誤差？ （4）你能想出其他辦法驗(yàn)證玻意耳定律嗎？ 3．建議：在學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告．