专题：气体压强的计算(公开课)教学文稿.ppt

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，困难最大的是什么？,历史回顾,【问题,1,】三大气体实验定律内容是什么,？,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：,这些定律的适用范围是什么？,温度不太低，,压强不太大,.,【问题,2,】理想气体状态方程是什么？,一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管,p,、,V,、,T,都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。,公式：,或,内容：,专题：,气体压强的计算,一、,液柱（液体）,的气体压强计算,1,、压强的计算公式,液面下,h,处，液体产生的压强为,P,=,g h,液面与外界大气相接触，,液面下,h,处的压强为,P=P,0,+gh,h,h,P,0,一、,液柱（液体）,的气体压强计算,1,、压强计算公式,2,、应用到的定律、原理,帕斯卡定律,加在密闭静液体（或气体）上的压强能够大小不变的由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）,连通器原理,在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等,容器中,同一个密闭气体,的压强处处相等,图中各种情况下，被封闭气体的压强（标准大气压强,P,0,=,76,cmHg,.,图中液体为水银）,3,、熟悉的陌生模型,76,cmHg,51,cmHg,63.5,cmHg,51,cmHg,101,cmHg,图中各种情况下，被封闭气体的压强（标准大气压强,P,0,，图中液体为水银）,3,、熟悉的陌生模型,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,部分的气体压强,（,2,）,B,气柱下方水银柱的高度,L,4,；,？,4,、操刀练手,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，玻璃管的上端开口、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的气体水银柱上端刚好达到粗端顶部，现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升,当水银柱下端升高,h/2,时，,求：,密闭气体的压强；,？,4,、操刀练手,P=P,0,+3h/2,如图，,U,形管右管内径为左管内径的,2,倍，管内水银在左管内封闭了一段长为,26cm,、温度为,400K,的空气柱，左右两管水银面高度差为,36cm,，大气压为,76 cmHg,。现左管内气体的温度降低，当左管空气柱长度变为,20cm,时，左管内气体的压强为,cmHg,；,？,4,、操刀练手,32.5,如图，一粗细均匀的,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,侧空气柱的长度为,l,=10.0 cm,，,B,侧水银面比,A,侧的高,h,=3.0 cm,，现将开关,K,打开，从,U,形管中放出部分水银，当两侧的高度差为,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,侧空气柱的压强？,如图为一注水的玻璃装置，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,的水面高度差如图所示时，,E,管内水面相对,B,中水面的高度差,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,在两端开口粗细均匀的,U,形管中，右侧直管内有部分空气被水银柱跟大气隔开，如图所示，比较,l,1,和,l,2,的大小,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，左右两管的水银面高度差会如何变化？,右管的空气长度会如何变化？,4,、操刀练手,如图所示的是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室,A,，密封的瓶口处的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,端则通过针头接人体静脉。,(1),若气室,A,、,B,中的压强分别为,p,A,、,p,B,则它们与外界大气压强,p,0,间的大小关系应为,_,；,(2),当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是,_,。,(,填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”,),p,B,p,0,p,A,恒定,如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有,一段高为,h,的水银柱，中间封有一段空气，则,(),4,、操刀练手,A,弯管左管内外水银面的高度差为,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，则右管内的水银柱沿管壁上升,D,若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升,ACD,如图所示，两端开口的弯折玻璃管竖直放置，左管有一段高为h,1,的水银柱，右管有一段高为,h,2,的水银柱，中间一段水银柱将管内空气分为两段，三段水银柱均静止，则中间管内水银柱的高度,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,求用固体（如活塞等）封闭在,静止容器内的气体压强,，应对,固体,（如活塞等）进行,受力分析,。,然后根据,平衡条件,求解。,二、,气缸（活塞）,的气体压强计算,（,1,）、解题的思路,1,、静态的,长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图所示，,M,m,1,m,2,分别为重物、活塞、气缸的质量，,F,是外力，,P,0,为大气压，,S,为活塞面积，则压强各为,：,（,2,）、熟悉的陌生模型,P,4,=,S,活塞质量,m,，截面积为,S,，角度,已知，大气压强为,P,0,，求封闭气体的压强,.,（,2,）、熟悉的陌生模型,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，活塞的截面积为,S,，质量为,m,0,，活塞通过轻绳连接了一个质量为,m,的重物。若开始时气缸内理想气体的温度为,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的压强；,如图，质量为,M,的气缸,A,中，用质量为,m,活塞封闭有一定质量的理想气体，温度为,27,，活塞与气缸底部距离为,h,，活塞截面积为,S,。气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物，质量为,m,。若不计一切摩擦，当气体的温度升高,10,且系统稳定后（大气的压强为,P,0,）,（,3,）、操刀练手,求：,温度升高前后气缸内气体的压强；,如图，竖直放置、开口向上的圆柱形汽缸内有,a,、,b,两个质量均为,m,的活塞，可以沿汽缸壁无摩擦上、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,的,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,两部分气体的压强？,2,）若,B,活塞漏气则最终气缸气体的压强？,如图，有一个在水平面上固定放置的气缸，由,a,、,b,、,c,三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成，,a,、,b,、,c,的横截面积分别为,3,S,、,S,和,2,S,。已知大气压强为,p,0,，两质量为,m,A,，,m,B,的绝热活塞,A,和,B,用一个长为,4,l,的轻杆相连，两活塞之间密封有温度为,T,0,的空气，开始时，两活塞静止在图示位置。现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动很小一段距离，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦,。,（,3,）、操刀练手,1,）求加热前后封闭气体的压强,2,）若气缸是竖直放置的，加热前后封闭气体的压强？,（,3,）、操刀练手,如图所示，一向右开口的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，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的,p,T,图象能正确反映缸内气体压强变化情况的是,(,),（,3,）、操刀练手,当封闭气体的所在的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 恰当的,对象,（如与气体相关的液体、活塞等）,并对其进行正确的受力分析,（特别注意分析,内外的压力,）然后应用,牛顿第二定律,列方程求解。,（,1,）、解题的思路,2,、加速运动的,二、,气缸（活塞）,的气体压强计算,如图所示，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的理想气体，放在,光滑,导热的水平面上，当用水平向右恒力,F,拉动活塞，环境气压和温度不变。求：,（,2,）、熟悉的陌生模型,1,）汽缸内的压强？,2,）若用水平向右恒力,F,作用在,气缸上，汽缸内的压强？,如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为,m,、面积为,S,的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距,L,。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离,d,。已知大气压强为,p,0,，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为,p,0,，整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。,（,3,）、操刀练手,如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为,m,、面积为,S,的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，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,，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为,p,0,，整个过程中温度保持不变。,求：气缸内气体的压强。,（,3,）、操刀练手,（,3,）、操刀练手,类型,1.,平衡态下液体密封气体的压强,2.,平衡态下气缸活塞密封气体的压强,3.,非平衡态下密闭气体的压强,归纳总结：气体压强计算,思路方法步骤,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）,1,、如图所示，质量为,m,1,内壁光滑的横截面积为,S,的玻璃管内装有质量为,m,2,的水银，管外壁与斜面的光滑，且斜面倾角,=30,，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？（设大气压强为,p,0,）,课下作业,A,、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为,Mg,B,、内外空气对缸套的总作用,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,、如图所示，活塞质量为,m,，缸套质量为,M,，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为,S,，则下列说法正确的是,(),(P,0,为大气压强,),课下作业,已知：大气压强,P,0,=1atm,，则：,甲、,P,乙、,P,丙、,P,课下作业,如图,4,所示，在一端封闭的,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,两气柱的下表面在同一水平面上，另两端的水银柱长度分别是,h,1,和,h,2,，外界大气的压强为,p,0,，则,A,、,B,、,C,三段气体的压强分别是多少？,课下作业,如右图所示,试管由水银封闭有一定质量的气体,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,其他尺寸如图所示,求转动时气体压强,.(,设水银密度为,),课下作业,如图示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为,M,，活塞（连同手柄）的质量为,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的压力大小,N,=,2,、求出缸内气体的压强,P,=,3,、若用手提住活塞手柄缓慢上提，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的受力情况。,（,1,）缸内气体对缸底的压力,N,=,（,2,）缸内气体对缸底的压强,P,=,*,（,3,）若不考虑温度变化缸内气体体积,V,=,*,（,4,）此时，活塞上升的距离,X,=,（,5,）此时，缸内气体对活塞压力,N,=,（,6,）此时活塞（连同手柄）的受力情况，作用于手柄拉力,F,=,课下作业,