专题气体压强的计算公开课.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,你在处理选修,3-3,习题作业时，困难最大是什么？,1/39,历史回顾,【问题,1,】三大气体试验定律内容是什么,？,公式,：,pV,=,C,1,2,、査理定律：,公式：,1,、玻意耳定律：,3,、盖,-,吕萨克定律：,公式：,2/39,这些定律适用范围是什么？,温度不太低，,压强不太大,.,3/39,【问题,2,】理想气体状态方程是什么？,一定质量某种理想气体在从一个状态改变到另一个状态时，尽管,p,、,V,、,T,都可能改变，不过压强跟体积乘积与热力学温度比值保持不变。,公式：,或,内容：,4/39,专题：,气体压强计算,5/39,一、,液柱（液体）,气体压强计算,1,、压强计算公式,液面下,h,处，液体产生压强为,P,=,g h,液面与外界大气相接触，,液面下,h,处压强为,P=P,0,+gh,h,h,P,0,6/39,一、,液柱（液体）,气体压强计算,1,、压强计算公式,2,、应用到定律、原理,帕斯卡定律,加在密闭静液体（或气体）上压强能够大小不变由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适合用于密闭静止液体或气体）,连通器原理,在连通器中，同一个液体（中间液体不间断）同一水平面上压强是相等,容器中,同一个密闭气体,压强处处相等,7/39,图中各种情况下，被封闭气体压强（标准大气压强,P,0,=,76,cmHg,.,图中液体为水银）,3,、熟悉陌生模型,76,cmHg,51,cmHg,63.5,cmHg,51,cmHg,101,cmHg,8/39,图中各种情况下，被封闭气体压强（标准大气压强,P,0,，图中液体为水银）,3,、熟悉陌生模型,9/39,如图，,U,形管两端等高，左端封闭，右端与大气相通。左管中,A,部分,为,真空,，,B,部分,封有,理想气体,。图中,L,1,=10 cm,，,L,2,=40 cm,，,L,3,=15 cm,，大气压强,P,0,=76cmHg,。,求：,（,1,）,A,，,B,部分气体压强,（,2,）,B,气柱下方水银柱高度,L,4,；,？,4,、操刀练手,10/39,如图，一根上细下粗玻璃管,横截面积之比为,1:2,、粗端与细端都均匀，玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端,(,粗端,),有长为,h,水银封闭了一定质量气体水银柱上端刚好到达粗端顶部，现对气体迟缓加热，气体温度不停升高，水银柱上升,当水银柱下端升高,h/2,时，,求：,密闭气体压强；,？,4,、操刀练手,P=P,0,+3h/2,11/39,如图，,U,形管右管内径为左管内径,2,倍，管内水银在左管内封闭了一段长为,26cm,、温度为,400K,空气柱，左右两管水银面高度差为,36cm,，大气压为,76 cmHg,。现左管内气体温度降低，当左管空气柱长度变为,20cm,时，左管内气体压强为,cmHg,；,？,4,、操刀练手,32.5,12/39,如图，一粗细均匀,U,形管竖直放置，,A,侧上端封闭，,B,侧上侧与大气相通，下端开口处开关,K,关闭，,A,侧空气柱长度为,l,=10.0 cm,，,B,侧水银面比,A,侧高,h,=3.0 cm,，现将开关,K,打开，从,U,形管中放出部分水银，当两侧高度差为,h,1,=10.0 cm,时，将开关,K,关闭，已知大气压强,p,0,=76.0 cmHg,。,D,4,、操刀练手,求：,放出部分水银前、后,A,侧空气柱压强？,13/39,如图为一注水玻璃装置，玻璃管,D,、,E,上端与大气相通，利用玻璃管,C,使,A,、,B,两球上部相通，,D,、,C,、,E,三管与两球接口处紧密封接当,A,、,B,、,D,水面高度差如图所表示时，,E,管内水面相对,B,中水面高度差,h,应等于（）,D,4,、操刀练手,A.0,米,B.0.5,米,C.1,米,D.1.5,米,D,14/39,在两端开口粗细均匀,U,形管中，右侧直管内有部分空气被水银柱跟大气隔开，如图所表示，比较,l,1,和,l,2,大小,4,、操刀练手,l,1,l,2,若再设法向左管注入一些水银，则平衡后，左右两管水银面高度差会怎样改变？,右管空气长度会怎样改变？,15/39,4,、操刀练手,如图所表示是医院用于静脉滴注装置示意图，倒置输液瓶上方有一气室,A,，密封瓶口处软木塞上插有两根细管，其中,a,管与大气相通，,b,管为输液软管，中间又有一气室,B,，而其,c,端则经过针头接人体静脉。,(1),若气室,A,、,B,中压强分别为,p,A,、,p,B,则它们与外界大气压强,p,0,间大小关系应为,_,；,(2),当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定情况下，药液滴注速度是,_,。,(,填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”,),p,B,p,0,p,A,恒定,16/39,如图所表示，两端开口弯管，左管插入水银槽中，右管有,一段高为,h,水银柱，中间封有一段空气，则,(),4,、操刀练手,A,弯管左管内外水银面高度差为,h,B,若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大,C,若把弯管向下移动少许，则右管内水银柱沿管壁上升,D,若环境温度升高，则右管内水银柱沿管壁上升,ACD,17/39,如图所表示，两端开口弯折玻璃管竖直放置，左管有一段高为h,1,水银柱，右管有一段高为,h,2,水银柱，中间一段水银柱将管内空气分为两段，三段水银柱均静止，则中间管内水银柱高度,h,为,为,.,D,4,、操刀练手,A,H,1,-,h,2,B,H,1,+,h,2,C,C,（,h,1,-,h,2,）,/2,D,（,h,1,+,h,2,）,/2,B,18/39,求用固体（如活塞等）封闭在,静止容器内气体压强,，应对,固体,（如活塞等）进行,受力分析,。,然后依据,平衡条件,求解。,二、,气缸（活塞）,气体压强计算,（,1,）、解题思绪,1,、静态,19/39,长方体容器中被光滑活塞封闭一定质量气体。如图所表示，,M,m,1,m,2,分别为重物、活塞、气缸质量，,F,是外力，,P,0,为大气压，,S,为活塞面积，则压强各为,：,（,2,）、熟悉陌生模型,P,4,=,20/39,S,活塞质量,m,，截面积为,S,，角度,已知，大气压强为,P,0,，求封闭气体压强,.,（,2,）、熟悉陌生模型,21/39,如图，质量为,M,气缸，内封闭有一定质量理想气体，开口向下竖直固定放置，活塞截面积为,S,，质量为,m,0,，活塞经过轻绳连接了一个质量为,m,重物。若开始时气缸内理想气体温度为,T,0,，轻绳刚好伸直且对活塞无拉力作用，外界大气压强为,p,0,，一切摩擦均不计且,m,0,g,p,0,S,。,（,3,）、操刀练手,求：,重物刚离地时气缸内气体压强；,22/39,如图，质量为,M,气缸,A,中，用质量为,m,活塞封闭有一定质量理想气体，温度为,27,，活塞与气缸底部距离为,h,，活塞截面积为,S,。气缸中活塞经过滑轮系统挂一重物，质量为,m,。若不计一切摩擦，当气体温度升高,10,且系统稳定后（大气压强为,P,0,）,（,3,）、操刀练手,求：,温度升高前后气缸内气体压强；,23/39,如图，竖直放置、开口向上圆柱形汽缸内有,a,、,b,两个质量均为,m,活塞，能够沿汽缸壁无摩擦上、下滑动。,a,是等厚活塞，,b,是楔形活塞，其上表面与水平面夹角,。两活塞现封闭着初始温度,T,0,A,、,B,两部分气体并保持静止，此时,A,气体体积,，,B,气体体积,。已知图中汽缸横截面积,S,，外界大气压,p,0,。求：,（,3,）、操刀练手,1,）此时,A,、,B,两部分气体压强？,2,）若,B,活塞漏气则最终气缸气体压强？,24/39,如图，有一个在水平面上固定放置气缸，由,a,、,b,、,c,三个粗细不一样同轴绝热圆筒组成，,a,、,b,、,c,横截面积分别为,3,S,、,S,和,2,S,。已知大气压强为,p,0,，两质量为,m,A,，,m,B,绝热活塞,A,和,B,用一个长为,4,l,轻杆相连，两活塞之间密封有温度为,T,0,空气，开始时，两活塞静止在图示位置。现对气体加热，使其温度迟缓上升，两活塞迟缓移动很小一段距离，忽略两活塞与圆筒之间摩擦,。,（,3,）、操刀练手,1,）求加热前后封闭气体压强,25/39,2,）若气缸是竖直放置，加热前后封闭气体压强？,（,3,）、操刀练手,26/39,如图所表示，一向右开口气缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有小挡板初始时，外界大气压为,p,0,，活塞紧压小挡板，现迟缓升高缸内气体温度，则如图所表示,p,T,图象能正确反应缸内气体压强改变情况是,(,),（,3,）、操刀练手,27/39,当封闭气体所在系统处于力学非平衡状态时，,欲求封闭气体压强，,首先要选择 恰当,对象,（如与气体相关液体、活塞等）,并对其进行正确受力分析,（尤其注意分析,内外压力,）然后应用,牛顿第二定律,列方程求解。,（,1,）、解题思绪,2,、加速运动,二、,气缸（活塞）,气体压强计算,28/39,如图所表示，质量为,M,导热气缸（内壁光滑）与导热活塞质量均,m,为缸内封闭一定质量理想气体，放在,光滑,导热水平面上，当用水平向右恒力,F,拉动活塞，环境气压和温度不变。求：,（,2,）、熟悉陌生模型,1,）汽缸内压强？,2,）若用水平向右恒力,F,作用在,气缸上，汽缸内压强？,29/39,如图，一气缸水平固定在静止小车上，一质量为,m,、面积为,S,活塞将一定量气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距,L,。现让小车以一较小水平恒定加速度向右运动，稳定时发觉活塞相对于气缸移动了距离,d,。已知大气压强为,p,0,，不计气缸和活塞间摩擦，且小车运动时，大气对活塞压强仍可视为,p,0,，整个过程中温度保持不变。求小车加速度大小。,（,3,）、操刀练手,30/39,如图，一气缸水平固定在静止小车上，一质量为,m,、面积为,S,活塞将一定量气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距,L,。现小车水平恒定加速度,a,向右运动。已知大气压强为,p,0,，不计气缸和活塞间摩擦，且小车运动时，大气对活塞压强仍可视为,p,0,，整个过程中温度保持不变。,求：气缸内气体压强。,（,3,）、操刀练手,31/39,（,3,）、操刀练手,32/39,类型,1.,平衡态下液体密封气体压强,2.,平衡态下气缸活塞密封气体压强,3.,非平衡态下密闭气体压强,归纳总结：气体压强计算,思绪方法步骤,1.,定对象,2.,分析力,3.,用规律,整体,部分,缸体,活塞,液柱,平衡态,F,合,=0,（平衡条件）,非平衡态,F,合,=,ma,（牛顿第二定律）,33/39,1,、如图所表示，质量为,m,1,内壁光滑横截面积为,S,玻璃管内装有质量为,m,2,水银，管外壁与斜面光滑，且斜面倾角,=30,，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭气体压强为多少？（设大气压强为,p,0,）,课下作业,34/39,A,、内外空气对缸套总作用力方向向上，大小为,Mg,B,、内外空气对缸套总作用,力方向向下，大小为,mg,C,、气缸内空气压强为,P,0,-Mg/S,D,、气缸内空气压强为,P,0,+mg/S,2,、如图所表示，活塞质量为,m,，缸套质量为,M,，经过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为,S,，则以下说法正确是,(),(P,0,为大气压强,),课下作业,35/39,已知：大气压强,P,0,=1atm,，则：,甲、,P,乙、,P,丙、,P,课下作业,36/39,如图,4,所表示，在一端封闭,U,形管内，三段水银柱将空气柱,A,、,B,、,C,封在管中，在竖直放置时，,AB,两气柱下表面在同一水平面上，另两端水银柱长度分别是,h,1,和,h,2,，外界大气压强为,p,0,，则,A,、,B,、,C,三段气体压强分别是多少？,课下作业,37/39,如右图所表示,试管由水银封闭有一定质量气体,静止时气柱长为,L,0,大气压强为,p,0,.,当试管绕竖直轴,OO,以角速度,在水平面内匀速转动时气柱长度为,L,其它尺寸如图所表示,求转动时气体压强,.(,设水银密度为,),课下作业,38/39,如图示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒质量为,M,，活塞（连同手柄）质量为,m,，气缸内部横截面积为,S,大气压,为,P,。平衡时，气缸容积为,V,。,试问：,1,、分析活塞（连同手柄）受力情况,求出缸内气体对活塞压力大小,N,=,2,、求出缸内气体压强,P,=,3,、若用手提住活塞手柄迟缓上提，设气缸足够长，不计气缸内气体重和各处摩擦试分析气缸刚被提离地面时受力情况。,（,1,）缸内气体对缸底压力,N,=,（,2,）缸内气体对缸底压强,P,=,*,（,3,）若不考虑温度改变缸内气体体积,V,=,*,（,4,）此时，活塞上升距离,X,=,（,5,）此时，缸内气体对活塞压力,N,=,（,6,）此时活塞（连同手柄）受力情况，作用于手柄拉力,F,=,课下作业,39/39,