专题密闭气体压强的计算选修市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

专题：密闭气体压强计算专题：密闭气体压强计算高三物理复习：高三物理复习：第1页气体压强气体压强气体压强气体压强产生产生产生产生原因：原因：原因：原因：大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器壁产生了连续压力。单位面积所受压力，叫压强。壁产生了连续压力。单位面积所受压力，叫压强。壁产生了连续压力。单位面积所受压力，叫压强。壁产生了连续压力。单位面积所受压力，叫压强。一个空气分子，每秒钟与其一个空气分子，每秒钟与其一个空气分子，每秒钟与其一个空气分子，每秒钟与其它分子碰撞达它分子碰撞达它分子碰撞达它分子碰撞达6565亿次亿次亿次亿次之多。之多。之多。之多。容器中各处压强相等容器中各处压强相等容器中各处压强相等容器中各处压强相等第2页1.1.理论依据理论依据液体压强计算公式液体压强计算公式液体压强计算公式液体压强计算公式 p p p p=ghghghgh。液面与外界大气相接触。则液面下液面与外界大气相接触。则液面下液面与外界大气相接触。则液面下液面与外界大气相接触。则液面下h h h h处压强为处压强为处压强为处压强为 p p p p=p p p p0 0 0 0+ghghghgh帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上压强帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上压强帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上压强帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递能够大小不变地由液体（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）（注意：适合用于密闭静止液体或气体）（注意：适合用于密闭静止液体或气体）（注意：适合用于密闭静止液体或气体）连通器原理连通器原理连通器原理连通器原理：在连通器中，同一个液体（中间液体在连通器中，同一个液体（中间液体在连通器中，同一个液体（中间液体在连通器中，同一个液体（中间液体不间断）同一水平面上压强是相等。不间断）同一水平面上压强是相等。不间断）同一水平面上压强是相等。不间断）同一水平面上压强是相等。一、平衡态下液体封闭气体压强计算一、平衡态下液体封闭气体压强计算第3页（1 1 1 1）取取取取等等等等压压压压面面面面法法法法：依依依依据据据据同同同同种种种种液液液液体体体体在在在在同同同同一一一一水水水水平平平平液液液液面面面面处处处处压压压压强强强强相相相相等等等等，在在在在连连连连通通通通器器器器内内内内灵灵灵灵活活活活选选选选取取取取等等等等压压压压面由两侧压强相等列方程求解压强面由两侧压强相等列方程求解压强面由两侧压强相等列方程求解压强面由两侧压强相等列方程求解压强 比如图中，同一液面比如图中，同一液面比如图中，同一液面比如图中，同一液面C C C C、D D D D处压强相等处压强相等处压强相等处压强相等 p p p pA A A Ap p p p0 0 0 0p p p ph h h h.（2 2 2 2）参参参参考考考考液液液液片片片片法法法法：选选选选取取取取假假假假想想想想液液液液体体体体薄薄薄薄片片片片(本本本本身身身身重重重重力力力力不不不不计计计计)为为为为研研研研究究究究对对对对象象象象，分分分分析析析析液液液液片片片片两两两两侧侧侧侧受受受受力力力力情情情情况况况况，建建建建立立立立平平平平衡衡衡衡方方方方程程程程消消消消去去去去面面面面积积积积，得得得得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强到液片两侧压强相等，进而求得气体压强到液片两侧压强相等，进而求得气体压强到液片两侧压强相等，进而求得气体压强 比比比比如如如如，图图图图中中中中粗粗粗粗细细细细均均均均匀匀匀匀U U U U形形形形管管管管中中中中封封封封闭闭闭闭了了了了一一一一定定定定质质质质量量量量气气气气体体体体A A A A，在在在在其其其其最低处取一液片最低处取一液片最低处取一液片最低处取一液片B B B B，由其两侧受力平衡可知，由其两侧受力平衡可知，由其两侧受力平衡可知，由其两侧受力平衡可知 (p (p (p (pA A A Ap p p ph0h0h0h0)S)S)S)S(p(p(p(p0 0 0 0p p p ph h h hp p p ph0h0h0h0)S.)S.)S.)S.即即即即p p p pA A A Ap p p p0 0 0 0p p p ph h h h.2.2.计算方法计算方法（3 3 3 3）受受受受力力力力平平平平衡衡衡衡法法法法：选选选选与与与与封封封封闭闭闭闭气气气气体体体体接接接接触触触触液液液液柱柱柱柱为为为为研研研研究究究究对对对对象象象象进进进进行行行行受受受受力力力力分析，由分析，由分析，由分析，由F F F F合合合合0 0 0 0列式求气体压强列式求气体压强列式求气体压强列式求气体压强第4页hhh以下各图装置均处于静止状态。设大气压强为以下各图装置均处于静止状态。设大气压强为以下各图装置均处于静止状态。设大气压强为以下各图装置均处于静止状态。设大气压强为P P0 0，用水银（或活塞）封闭一定量气体在玻璃，用水银（或活塞）封闭一定量气体在玻璃，用水银（或活塞）封闭一定量气体在玻璃，用水银（或活塞）封闭一定量气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体压强管（或气缸）中，求封闭气体压强管（或气缸）中，求封闭气体压强管（或气缸）中，求封闭气体压强P P练习：练习：练习：练习：P P=ghghP P=?cmHg=?cmHg（柱）（柱）（柱）（柱）PP帕帕帕帕hh米米米米P P=P P0 0P P=P P0 0+ghghP P=P P0 0-ghgh第5页hhh连通器原理：同种液体在同一高度压强相等连通器原理：同种液体在同一高度压强相等连通器原理：同种液体在同一高度压强相等连通器原理：同种液体在同一高度压强相等P P=P P0 0+ghghP P=P P0 0-ghghP P=P P0 0-ghgh第6页h1h2A AB BP P0 0P PB BP PA A玻璃管与水银封闭两部分气体玻璃管与水银封闭两部分气体玻璃管与水银封闭两部分气体玻璃管与水银封闭两部分气体A A和和和和B B。设大气压强为设大气压强为设大气压强为设大气压强为P P0 0=76cmHg=76cmHg柱，柱，柱，柱h h1 1=10cm=10cm，h h2 2=15cm=15cm。求封闭气体求封闭气体求封闭气体求封闭气体A A、B B压强压强压强压强P PA A=?=?、P PB B=?=?PaPacmHgcmHg柱柱柱柱cmHgcmHg柱柱柱柱例题：例题：例题：例题：1atm=76cmHg=1.0101atm=76cmHg=1.0105 5 PaPa第7页例：计算图例：计算图2 2中各种情况下，被封闭气体压强。中各种情况下，被封闭气体压强。（标准大气压强（标准大气压强p p0 0=76cmHg=76cmHg，图中液体为水银），图中液体为水银）第8页 求用固体（如活塞等）封闭在静止容求用固体（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。然后依据平衡等）进行受力分析。然后依据平衡条件求解。条件求解。二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强计算二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强计算第9页SmmS练习：练习：练习：练习：气体对面压力与面垂直气体对面压力与面垂直气体对面压力与面垂直气体对面压力与面垂直:F F=PSPSGGP P0 0S SPSPSPS PS=P P0 0S S+mg+mgGGPSPSP P0 0S S N NS S PS PS=mg+mg+P P0 0S ScoscosPS PS=mg+mg+P P0 0S S第10页MmSMmS以活塞为研究对象以活塞为研究对象以活塞为研究对象以活塞为研究对象以气缸为研究对象以气缸为研究对象以气缸为研究对象以气缸为研究对象mg+PS mg+PS=P P0 0S SMg+PS Mg+PS=P P0 0S S第11页 例例例例2 2 2 2、如图所表示，活塞质量为、如图所表示，活塞质量为、如图所表示，活塞质量为、如图所表示，活塞质量为m m m m，缸套，缸套，缸套，缸套质量为质量为质量为质量为M M M M，经过弹簧吊在天花板上，气，经过弹簧吊在天花板上，气，经过弹簧吊在天花板上，气，经过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量空气，而活塞与缸缸内封住了一定质量空气，而活塞与缸缸内封住了一定质量空气，而活塞与缸缸内封住了一定质量空气，而活塞与缸套间无摩擦套间无摩擦套间无摩擦套间无摩擦,活塞面积为活塞面积为活塞面积为活塞面积为S S S S，大气压强为，大气压强为，大气压强为，大气压强为P P P P0 0 0 0，则以下说法正确是，则以下说法正确是，则以下说法正确是，则以下说法正确是()()()()A A A A、内外空气对缸套总作用力方向向上，大小为、内外空气对缸套总作用力方向向上，大小为、内外空气对缸套总作用力方向向上，大小为、内外空气对缸套总作用力方向向上，大小为MgMgMgMgB B B B、内外空气对缸套总作用力方向向下，大小为、内外空气对缸套总作用力方向向下，大小为内外空气对缸套总作用力方向向下，大小为、内外空气对缸套总作用力方向向下，大小为mgmgmgmgC C C C、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为P P P P0 0 0 0-Mg/S-Mg/S-Mg/S-Mg/SD D D D、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为P P P P0 0 0 0+mg/S+mg/S+mg/S+mg/S第12页 当封闭气体所在系统处于力学非平衡状态时，欲求当封闭气体所在系统处于力学非平衡状态时，欲求当封闭气体所在系统处于力学非平衡状态时，欲求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，首先要选择封闭气体压强，首先要选择封闭气体压强，首先要选择封闭气体压强，首先要选择 恰当对象（如与气体恰当对象（如与气体恰当对象（如与气体恰当对象（如与气体相关液体、活塞等）并对其进行正确受力分析相关液体、活塞等）并对其进行正确受力分析相关液体、活塞等）并对其进行正确受力分析相关液体、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（尤其注意分析内外压力）然后应用牛顿第二定（尤其注意分析内外压力）然后应用牛顿第二定（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。律列方程求解。律列方程求解。律列方程求解。三、非平衡态下密闭气体压强计算三、非平衡态下密闭气体压强计算例例例例1 1 1 1、试计算下述情况下密闭气体压强、试计算下述情况下密闭气体压强、试计算下述情况下密闭气体压强、试计算下述情况下密闭气体压强 ，已知大气，已知大气，已知大气，已知大气压压压压P P P P0 0 0 0图图图图9 9 9 9中水银柱长度为中水银柱长度为中水银柱长度为中水银柱长度为L L L L，图，图，图，图10101010中活塞与气缸间无中活塞与气缸间无中活塞与气缸间无中活塞与气缸间无摩擦。摩擦。摩擦。摩擦。第13页例例1、试计算下述情况下密闭气体压强、试计算下述情况下密闭气体压强，已，已知大气压知大气压P0,图图9中水银柱长度为中水银柱长度为L，图，图10中活塞与气缸间中活塞与气缸间无摩擦。无摩擦。FmSM自由下滑自由下滑光滑水平面光滑水平面第14页例例2 2、如图所表示，质量为、如图所表示，质量为m m1 1内壁内壁光滑横截面积为光滑横截面积为S S玻璃管内装有玻璃管内装有质量为质量为m m2 2水银，管外壁与斜面水银，管外壁与斜面动摩擦因数动摩擦因数=0.5,=0.5,斜面倾角斜面倾角=37=37，当玻璃管与水银共同，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭气体沿斜面下滑时，求被封闭气体压强为多少？（设大气压强为压强为多少？（设大气压强为p p0 0）10 第15页类型类型1.平衡态下液体密封气体压强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非平衡态下密闭气体压强归纳总结：气体压强计算归纳总结：气体压强计算思绪思绪方法方法步骤步骤1.1.定对象定对象定对象定对象2.2.分析力分析力分析力分析力3.3.用规律用规律用规律用规律整体整体整体整体部分部分部分部分缸体缸体缸体缸体活塞活塞活塞活塞液柱液柱液柱液柱平衡态平衡态平衡态平衡态 F F合合合合=0 =0 （平衡条件）（平衡条件）（平衡条件）（平衡条件）非平衡态非平衡态非平衡态非平衡态 F F合合合合=mama（牛顿第二定律）（牛顿第二定律）（牛顿第二定律）（牛顿第二定律）第16页