新人教版選修3-3高二物理教材全解

1、選修3-3教材全解第七章分子運(yùn)動(dòng)論章首語(yǔ)：古希臘學(xué)者德謨克列特認(rèn)為這是由于花的原子飄到了人們的鼻子里。他認(rèn)為“只有原子和虛空是真實(shí)的。”古人的原子論只是屬于思辨的范疇，無(wú)法得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著滲透科學(xué)方法的教育。中國(guó)古代的學(xué)者第1節(jié)物體是由大量分子組成的P2實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小分成了三個(gè)小問(wèn)題，效果就不一樣：怎樣估算油酸分子的大??？如何獲得很小的1滴油酸？怎樣測(cè)量它的體積？如何測(cè)量油膜的面積？這樣就可以算出油酸分子的尺寸。提出問(wèn)題有助于鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，思維有條理，搭臺(tái)階。第2節(jié)分子的熱運(yùn)動(dòng)P7布朗運(yùn)動(dòng)的解釋：統(tǒng)計(jì)起伏。不必講給學(xué)生提這個(gè)術(shù)語(yǔ)，但可舉例。P7說(shuō)一說(shuō)：圖7.2-5是法國(guó)物理

2、學(xué)家佩蘭（J.B.Perrin）在1908年研究布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)三個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置變化的真實(shí)記錄。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，你能不能否定布朗運(yùn)動(dòng)是由外界因素（例如振動(dòng)、對(duì)流等）引起的說(shuō)法？圖7.2-5第3圖7.2-5第3節(jié)分子間的作用力與原來(lái)的教材相比，內(nèi)容相同，但臺(tái)階很細(xì)：請(qǐng)?jiān)趫D7.3-2中作出一個(gè)分子所受另一個(gè)分子的斥力與引力的合力隨分子間距離r變化的圖象。例如,當(dāng)r=OP時(shí)，這個(gè)分子所受斥力的大小可以用線段PC的長(zhǎng)度表示，所受引力的大小用PD的長(zhǎng)度表示。從C向下作CQ=PD，于是線段PQ的長(zhǎng)度就代表了合力F的大小：F=F斥一F引。斥引QO引力斥力斥力引力圖QO引力斥力斥力引力圖7.3-2圖7.5-1分

3、子間的作用力與距離的關(guān)系再作出r取其他大約10個(gè)值時(shí)代表合力的點(diǎn)，連成平滑曲線。這條曲線將在第5節(jié)用到，因此作圖時(shí)要盡可能準(zhǔn)確。討論這條曲線的含義。第4節(jié)溫度和溫標(biāo)本節(jié)思路系統(tǒng)、狀態(tài)參量平衡態(tài)（指一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)）（各宏觀部分之間沒(méi)有能流、粒子流一一力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)）熱平衡（指兩個(gè)系統(tǒng)間的關(guān)系）（狀態(tài)參量不變）共同的某個(gè)熱學(xué)物理量稱為溫度（氣體共同的力學(xué)量一一壓強(qiáng)、導(dǎo)體共同的電學(xué)量一一電勢(shì)）“平衡態(tài)”、“熱平衡”、“溫度”都不追求嚴(yán)格的定義P13熱力學(xué)溫標(biāo)只要求會(huì)換算：T=t+273.15K國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：表示溫度差時(shí)“K”與“。C”通用第5節(jié)內(nèi)能P16圖7.5-1的目的：原來(lái)習(xí)慣于通過(guò)力了解運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

4、還要習(xí)慣于通過(guò)勢(shì)能了解運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)思考與討論假定兩個(gè)分子的距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)它們的分子勢(shì)能為零。使分子A固定，分子B在外力作用下從無(wú)窮遠(yuǎn)逐漸向它靠近,直至相距很近很近。兩分子距離為r時(shí)分子間的引力與斥力平衡。把移動(dòng)過(guò)程分為rr0和rr0這樣兩個(gè)階段。這兩個(gè)階段中外力在做正功還是負(fù)功？分子勢(shì)能各在怎樣變化？分子勢(shì)能何時(shí)最低？在圖7.5-1中畫出分子勢(shì)能E與分子距離r關(guān)系的曲p線，要求表現(xiàn)出E最小值的位置及E變化的大致趨勢(shì)。pp4.如果兩個(gè)分子只受兩者間分子力的作用，從力的角度講，什么情況下兩分子處于平衡狀態(tài)？從分pp4.如果兩個(gè)分子只受兩者間分子力的作用，從力的角度講，什么情況下兩分子處于平衡狀態(tài)？從分

5、這是個(gè)練習(xí)，練習(xí)功、勢(shì)能、力三者的關(guān)系。本節(jié)給出了內(nèi)能的分子物理學(xué)定義，后面還要從熱力學(xué)角度給出定義。第八章氣體第1節(jié)氣體的等溫變化課程標(biāo)準(zhǔn)要求：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解氣體實(shí)驗(yàn)定律”本書只做關(guān)于玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)。再次用到通過(guò)圖象尋找規(guī)律的方法：本書只做關(guān)于玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)。1V第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化等容變化和等壓變化都不再做實(shí)驗(yàn)。P23要把坐標(biāo)軸位置變化的意義說(shuō)清楚：Ot/-QO273,15T/KOt/-QO273,15T/K乙圖8.2-1等容變化P24做一做：測(cè)繪燒瓶?jī)?nèi)空氣的V-T圖象，可不做。P25思考與討論：本意是訓(xùn)練從圖象獲取信息的能力第3節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程十幾年來(lái)氣體內(nèi)容有上有下

6、，矛盾的選擇。課標(biāo)要求：“了解氣體實(shí)驗(yàn)定律”2002年大綱要求：“氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度間的關(guān)系（A）”。二者都是較低要求，但大綱提的是“的關(guān)系”，而課標(biāo)提的是“實(shí)驗(yàn)定律”，既是定律，就是定量的。第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義本節(jié)十分重要。P31實(shí)驗(yàn)是初次接觸統(tǒng)計(jì)規(guī)律。要向?qū)W生解釋清楚，表中填什么。1次數(shù)1次數(shù)域計(jì)項(xiàng)目總共投擲4枚硬幣中正面朝上的麵帀校數(shù)|:統(tǒng)計(jì)g的次數(shù)01234我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)10我所在小組的數(shù)據(jù)我所在大組的數(shù)據(jù)全班的數(shù)搖實(shí)驗(yàn)記錄P32公式TaEk不要背，更不要做題，它出現(xiàn)的目的是對(duì)“溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志”的說(shuō)明。P33氣體壓強(qiáng)的微觀意義、P34對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋，物理學(xué)不

7、滿足于定性解釋，但是P32第一段是社會(huì)生活中的統(tǒng)計(jì)意義，要講給學(xué)生。P32倒數(shù)第二段第一行分子的“數(shù)密度”與“密度”不同。P33是理論分析的結(jié)果，分析的過(guò)程不講，但這個(gè)結(jié)果要講給學(xué)生，讓學(xué)生明白它的意思。正面朝上硬幣個(gè)數(shù)的出現(xiàn)概率齊進(jìn)牢區(qū)間的另了數(shù)申占想舟r-etP32第一段是社會(huì)生活中的統(tǒng)計(jì)意義，要講給學(xué)生。P32倒數(shù)第二段第一行分子的“數(shù)密度”與“密度”不同。P33是理論分析的結(jié)果，分析的過(guò)程不講，但這個(gè)結(jié)果要講給學(xué)生，讓學(xué)生明白它的意思。正面朝上硬幣個(gè)數(shù)的出現(xiàn)概率齊進(jìn)牢區(qū)間的另了數(shù)申占想舟r-et的百井比20，/RlB.4-1頸弋分子關(guān)速辛第布圖療圖&4-2和表&4-1速率區(qū)間各速率區(qū)間

8、的廿了-教占總分子數(shù)的百并比(ms_l)ortoor100O1.40.7UMI-200S.I3.42OO-3(X)17.0Ji1.9300-40021417.4400-50020.418.65X)6001衣11676W-700舶12.94.57.9204.6900liUl0,935?表氧氣分子的速率分布第九章物態(tài)和物態(tài)變化第1節(jié)固體P38原來(lái)說(shuō)“晶體有規(guī)則的幾何形狀”，現(xiàn)在不說(shuō)了，用的是列舉的方法：XX、XX是晶體；XX是什么形狀的、xx是什么形狀的但明確地說(shuō)“非晶體沒(méi)有確定的幾何形狀”。多晶體。P40思考與討論：通過(guò)晶體呈現(xiàn)的特殊物理性質(zhì)，你認(rèn)為晶體在微觀結(jié)構(gòu)上可能有什么特點(diǎn)？科學(xué)探究。P4

9、3問(wèn)題與練習(xí)第1題有一塊物質(zhì)薄片，某人為了檢驗(yàn)它是不是晶體，做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他以薄片的正中央0為坐標(biāo)原點(diǎn),建立x-y平面直角坐標(biāo)系，在兩個(gè)坐標(biāo)軸上分別取兩點(diǎn)x和y,使x和y到0點(diǎn)的距離相等。在x和y上分別固定一個(gè)測(cè)溫元件，再把一個(gè)針狀熱源放在0點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)x點(diǎn)和y點(diǎn)的溫度在緩慢升高，但兩點(diǎn)溫度的高低沒(méi)有差異。于是得出結(jié)論，這塊薄片是非晶體。顯然，以上結(jié)論存在著科學(xué)性問(wèn)題。請(qǐng)你具體說(shuō)明：以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論的形成，存在著什么科學(xué)性問(wèn)題？科學(xué)思維和科學(xué)方法的練習(xí)。第2節(jié)液體“演示”、“實(shí)驗(yàn)”、“說(shuō)一說(shuō)”、“做一做”都帶有問(wèn)題，體現(xiàn)了課程理念不是重點(diǎn)。第3節(jié)飽和汽與飽和汽壓P51思考與討論：裝在敞口容器里的液體，

10、由于蒸發(fā)，過(guò)一段時(shí)間后會(huì)全部消失。而盛在密閉容器里的液體，即使過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，也不會(huì)減少。難道密閉容器里液體的分子不再飛離液面嗎？動(dòng)態(tài)平衡的概念和質(zhì)疑的習(xí)慣。不難，要求也不高。課標(biāo)的初衷：與生活密切相關(guān)。第4節(jié)物態(tài)變化中的能量交換略第十章熱力學(xué)定律第1節(jié)功和內(nèi)能P60演示在有機(jī)玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉，或浸過(guò)乙醚的棉花、火柴頭等。迅速壓下筒中的活塞，觀察筒底物品的變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？寫法的變化，目的是影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方式圖10.1-1壓下活塞，觀察筒底物品的變化。圖10.1-1壓下活塞，觀察筒底物品的變化。背景：19世紀(jì)30年代以來(lái)，大家認(rèn)識(shí)到做功和傳熱都可以改變系統(tǒng)的熱學(xué)狀態(tài)。焦耳

11、力求尋找二者的定量關(guān)系（已有猜想）。焦耳的兩類實(shí)驗(yàn)：重物下落攪動(dòng)水，做功；重物下落帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，用電流對(duì)水加熱（電功）。結(jié)論：不管直接做功還是通過(guò)電機(jī)做功，不管做功快慢（電流大小），只要上升的溫度相同，所做的功就相同。對(duì)結(jié)論的分析：相對(duì)應(yīng)存在一個(gè)物理量，它的單位與能量（功）相同且與溫度密切相關(guān)，它與系統(tǒng)的狀態(tài)根據(jù)我們對(duì)功能的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，根據(jù)以前處理勢(shì)能和動(dòng)能的經(jīng)驗(yàn)，定義了內(nèi)能（熱力學(xué)定義）P62第1題1.分子動(dòng)理論中是怎樣引入系統(tǒng)內(nèi)能概念的？熱力學(xué)中是怎樣引入系統(tǒng)內(nèi)能概念的？為什么說(shuō)它們是一致的？系統(tǒng)吸收的熱、外界對(duì)它做的功，哪里去了？分子的動(dòng)能和分間的勢(shì)能。這里面實(shí)際已經(jīng)有了能量轉(zhuǎn)化的思想。第

12、2節(jié)熱和內(nèi)能第3節(jié)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律兩節(jié)一起說(shuō)焦耳定律的實(shí)質(zhì)：一定數(shù)量的功與確定數(shù)量的熱相對(duì)應(yīng)。在此基礎(chǔ)上定義了內(nèi)能（存在著一個(gè)態(tài)函數(shù)）。P65得出熱力學(xué)第一定律的思路：只有傳熱時(shí)U=Q，只有做功時(shí)U=W；既然二者等價(jià)，那么又有做功又有傳熱時(shí)U=Q+WU、Q、W這幾個(gè)物理量正負(fù)號(hào)的意義一一不同書中寫法不一樣，要習(xí)慣。P65下面的思考與討論的目的就在于此。不要從能量守恒的角度“得出”熱力學(xué)第一定律。教師不要講錯(cuò)，但對(duì)學(xué)生不做要求。P66能量守恒定律的建立過(guò)程能量守恒定律不是由某一個(gè)人通過(guò)某一項(xiàng)研究而得到的。從18世紀(jì)末到19世紀(jì)40年代，不同領(lǐng)域的科學(xué)家從不同角度都提出了能量守恒的思想。

13、人類對(duì)于能量守恒的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)由淺入深、由含糊到清晰的過(guò)程。俄國(guó)化學(xué)家蓋斯于1836年發(fā)現(xiàn)，任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，放出的總熱量相同，這表明在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)中能量是個(gè)不變的量。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是能量守恒定律的先驅(qū)。德國(guó)醫(yī)生J.R.邁爾任船醫(yī)時(shí)，在熱帶地區(qū)看到海員靜脈中的血比在歐洲時(shí)更紅，他聯(lián)系到L.A.拉瓦錫的燃燒理論，認(rèn)為在熱帶時(shí)人體會(huì)從外界獲得一些熱量（或說(shuō)人體向外界散發(fā)的熱量較少），因而機(jī)體需要從食物獲得的熱量較少，食物氧化過(guò)程減弱，靜脈血中留下較多的氧，顯紅色。他由此想到食物中化學(xué)能與熱能的等效性。邁爾還從海員談話中聽(tīng)到海水在暴風(fēng)雨中較熱，于是想到熱與機(jī)械

14、運(yùn)動(dòng)的等效性。他在1841年和1842年連續(xù)寫出論“自然力”（指能）守恒的論文，并推算了多少熱與多少功相當(dāng)。因此，邁爾是公認(rèn)的第一個(gè)提出能量守恒思想的人。以上思想說(shuō)明這些人已經(jīng)朦朧地意識(shí)到不同形式的運(yùn)動(dòng)之間可以相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過(guò)程中某個(gè)物理量可能是不變的，但還沒(méi)有定量的描述。焦耳的實(shí)驗(yàn)精確地測(cè)量了做功與系統(tǒng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系，也就是精確地測(cè)量了做功與傳熱之間的等價(jià)關(guān)系，從而為能量守恒定律奠定了鞏固的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。德國(guó)科學(xué)家H.亥姆霍茲在不了解邁爾和焦耳的研究的情況下，從永動(dòng)機(jī)不可能制成這一事實(shí)出發(fā)，考察了自然界不同的力（指不同的能）之間的相互關(guān)系，提出了“張力”（即勢(shì)能）與“活力”（即動(dòng)能）的轉(zhuǎn)換。

15、他還分析了在電磁現(xiàn)象和生物機(jī)體中能的守恒問(wèn)題。此外，還有好幾位科學(xué)家對(duì)這條定律做出了P68永動(dòng)機(jī)永恒的話題與過(guò)去的寫法不同制造永動(dòng)機(jī)的千萬(wàn)次失敗使人們的頭腦冷靜下來(lái)，開始在更深層次尋找失敗的原因這使得人們走出迷夢(mèng)，去研究各種能量形式相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，促成了能量守恒定律的建立。我國(guó)物理學(xué)家馮端教授指出：除了要為焦耳、亥姆霍茲和邁耶這些做了杰出貢獻(xiàn)的人樹碑立傳外，還應(yīng)建立一個(gè)無(wú)名英雄紀(jì)念碑，其上最合適的銘文將是“紀(jì)念為實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)的奮斗而失敗的人們”，這是因?yàn)槿祟愒谔剿髯匀灰?guī)律的過(guò)程中必然有各種假設(shè)，雖然后來(lái)發(fā)現(xiàn)某些假設(shè)是錯(cuò)誤的，但正是前人的失敗才使后人的思考走上了正路。第4節(jié)熱力學(xué)第二定律P69思考

16、與討論你見(jiàn)過(guò)這些現(xiàn)象嗎？1.把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過(guò)一會(huì)兒，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同?？赡馨l(fā)生這樣的現(xiàn)象嗎：原來(lái)溫度相同的水和雞蛋，過(guò)一會(huì)兒水的溫度自發(fā)地降低而雞蛋溫度上升，生蛋變成了熟蛋？一滴墨水滴進(jìn)一杯清水中，不久整杯水都均勻地變黑了。有沒(méi)有這樣的“逆過(guò)程”：這杯均勻黑水中的小炭粒又自發(fā)地聚集在一起，成為一滴墨水，而其余部分又變成了清水？在平地上滾動(dòng)的足球由于克服摩擦力做功，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終停了下來(lái)，同時(shí)足球、地面及周圍空氣的溫度略有上升。會(huì)不會(huì)有這樣的現(xiàn)象：靜止的足球和地面、周圍的空氣自發(fā)地降低溫度釋放內(nèi)能，并將釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，讓足球又

17、滾動(dòng)起來(lái)？裝著壓縮氣體的鋼瓶，打開閥門后會(huì)聽(tīng)到“哧一一”一聲，氣體噴到外面。會(huì)不會(huì)有這樣的現(xiàn)象：外面的氣體自發(fā)地進(jìn)入鋼瓶，使瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變大？P7072熱力學(xué)第二定律的兩種表述熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體（克勞修斯表述）。不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響（開爾文表述）。不要求學(xué)生在邏輯上從一種表述推出另一種表述。重點(diǎn)是明白宏觀現(xiàn)象的方向性，會(huì)說(shuō)出這兩個(gè)表述就可以了，不要考查對(duì)兩個(gè)表述的理解。P73第3題與熱力學(xué)第二定律無(wú)關(guān)，目的是借機(jī)進(jìn)行效率的練習(xí)。此題特點(diǎn)是只給最原始的素材解題所需的條件不完備，還要自己找。圖10.4-7燒水前后煤氣表的示數(shù)圖10.4-7燒水前

18、后煤氣表的示數(shù)3.小李想估測(cè)煤氣灶燒水時(shí)的效率。他在開水壺里裝了體積2.5L的水,測(cè)得燒水前的水溫是15C,水燒開后便停止加熱。燒水前后煤氣表的的示數(shù)如圖10.4-7所示。為了得出煤氣灶燒水的效率，他還要知道什么數(shù)據(jù)？請(qǐng)用字母表示相關(guān)數(shù)據(jù)，指出所用的單位,列出計(jì)算效率的表達(dá)式。第5節(jié)熱力學(xué)第二定律的微觀解釋P74有序和無(wú)序,宏觀態(tài)和微觀態(tài)撲克牌的例子：有序和無(wú)序？有序無(wú)序的相對(duì)性？有序的程度？只要確定了某種規(guī)則,符合這個(gè)規(guī)則的就是有序的。宏觀態(tài)和微觀態(tài)？如果一個(gè)宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)著較多微觀態(tài),此宏觀態(tài)較為無(wú)序。學(xué)生站隊(duì)的例子：P75氣體向真空的擴(kuò)散以此現(xiàn)象為例,解釋為什么宏觀過(guò)程會(huì)有方向性。甲乙丙丁圖10.5-1甲乙丙丁是4個(gè)不同的微觀態(tài)，但甲乙屬于同一個(gè)宏觀態(tài)，丙丁屬于另一個(gè)宏觀態(tài)。P75思考與討論對(duì)于A、B、C、D這4個(gè)分子來(lái)說(shuō)，“左右各有2個(gè)分子”的微觀狀態(tài)有多少個(gè)？“左室有1個(gè)分子,右室有3個(gè)分子”的微觀狀態(tài)有多少個(gè)？可以把幾種情況用圖表示出來(lái)，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如果數(shù)學(xué)課中學(xué)過(guò)了“排列與組合”，計(jì)算可以簡(jiǎn)單些。o宏觀觀察并不能區(qū)分甲乙兩個(gè)微觀態(tài)，它們屬于同一個(gè)宏觀態(tài)。等概率原理：所有可能的微觀態(tài)，它們各自出現(xiàn)的概率是一樣的。P76表格：4個(gè)分子在左右兩室分布情況對(duì)應(yīng)的