2018年-2019版高中物理第二章气体微型专题课件教科版选修可编辑.pptVIP

微型专题　气体实验定律的应用 第二章　气　体 [学习目标] 1.会计算封闭气体的压强. 2.会处理变质量问题. 3.理解液柱移动问题的分析方法. 4.能用气体实验定律解决一些综合问题. 内容索引 重点探究 启迪思维 探究重点 达标检测 检测评价 达标过关 重点探究 1.容器静止或匀速运动时求封闭气体的压强 (1)连通器原理(取等压面法)：在连通器中，同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强是相等的.液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强. 注意：①在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强ph＝ρgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度. ②求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列平衡方程. (2)受力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强. 一、封闭气体压强的计算 2.容器加速运动时求封闭气体的压强 当容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液柱、固体等作为研究对象，进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强. 例1　若已知大气压强为p0，在图1中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强.(重力加速度为g) 答案 解析 图1 答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ ρgh 丁：p0＋ρgh1 解析　在题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡方程知：p气S＝－ρghS＋p0S 得p气＝p0－ρgh 在题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程有：pAS＋ρghS＝p0S p气＝pA＝p0－ρgh 在题图丙中，以液面B为研究对象，有：pA＋ρgh·sin 60°＝pB＝p0 在题图丁中，以液面A为研究对象，由平衡方程得： pAS＝(p0＋ρgh1)S 得p气＝pA＝p0＋ρgh1 例2　如图2所示，设活塞质量为m，活塞面积为S，汽缸质量为M，重力加速度为g，求被封闭气体的压强. 答案 解析 图2 解析　甲中选活塞为研究对象，由合力为零得p0S＋mg＝pS 乙中选汽缸为研究对象，得pS＋Mg＝p0S 丙中选整体为研究对象得F＝(M＋m)a ① 再选活塞为研究对象得F＋p0S－pS＝ma ② 例3　图3中相同的A、B汽缸的长度、横截面积分别为30 cm和20 cm2，C是可在汽缸B内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门.整个装置均由导热材料制成.起初阀门关闭，A内有压强为pA＝2.0×105 Pa的氮气，B内有压强为pB＝1.0×105 Pa的氧气，活塞C处于图中所示位置.阀门打开后，活塞移动，最后达到平衡，求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强.(假定氧气和氮气均为理想气体，连接汽缸的管道体积可忽略不计) 图3 答案　10 cm　1.5×105 Pa 答案 解析 解析　由玻意耳定律： 对A部分气体有：pALS＝p(L＋x)S 对B部分气体有：pBLS＝p(L－x)S 代入相关数据解得：x＝10 cm p＝1.5×105 Pa. 解决汽缸类问题的一般思路 1.弄清题意，确定研究对象，一般来说，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统). 2.分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；对力学研究对象要进行正确的受力分析，依据力学规律列出方程. 3.注意挖掘题目的隐含条件，如压强关系、体积关系等，列出辅助方程. 4.多个方程联立求解.对求解的结果注意检验它们的合理性. 规律总结 二、变质量问题 例4　某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图4所示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3、1 atm的空气，设整个过程温度保持不变，求： 答案 答案　15 图4 (1)要使贮液筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次？ 解析　设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p，整个过程温度保持不变， 由玻意耳定律得：1 atm×300 cm3＝1.5×103 cm3×p，p＝0.2 atm 解析 答案 答案　1.5 L (2)在贮液筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ 解析 解析　设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V 由玻意耳定律得：4 atm×1.5 L＝1 atm×V V＝6 L 故还剩药液7.5 L－6 L＝1.5 L. 在对气体质量变化的问题分析和求解时，首先要将质量变化的问题变成质量不变的问题，否则不能应用气体实验定律.如漏气问题，不管是等温漏气、等容漏气，还是等压漏气，都要将漏掉的气体收回来.可以设想有一个“无形弹性袋