第2章 2 第1课时 气体的等温变化（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

2　气体的等温变化 第1课时　气体的等温变化 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道描述气体的三个状态参量和什么是气体的等温变化。 2.通过实验探究玻意耳定律，并掌握定律的内容、公式及适用条件，学会利用该定律解决有关问题。 3.理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题。 1.核心素养 利用图像分析玻意耳定律。 2.关键能力 能用玻意耳定律解决实际问题的能力。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 一 等温变化 一定质量的气体，在温度不变的条件下，其 随 的变化叫作等温变化。 压强 体积 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 二 玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强p与体积V成_______。 2．公式 pV＝C或 。 3．条件 气体的 一定， 不变。 温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 自主评价——————————————————— 1．判断正误 (1)一定质量的气体，在温度不变时，压强跟体积成反比。( ) (2)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。( ) (3)一定质量的某种气体等温变化的p-V图像是通过原点的倾斜直线。 ( ) √ √ × 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．情景思考 公式中的常数C对于所有气体来说是否相同？ 提示：一般不同，C是一个与气体种类、温度、质量有关的物理量。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 封闭气体压强的求法 (1)如图甲所示，C、D液面水平且等高， 液体密度为ρ，重力加速度为g，其他条件已标于图上， 试求封闭气体A的压强。 提示：(1)同一水平液面C、D处压强相同， 可得pA＝p0＋ρgh。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (2)在图乙中，汽缸置于水平地面上，汽缸横截面积为S，活塞质量为m，汽缸与活塞之间无摩擦，设大气压强为p0，重力加速度为g，试求封闭气体的压强。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 1．容器内封闭气体的压强 (1)产生的原因 由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强。 (2)决定因素 ①宏观上：决定于气体的温度和体积。 ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．静止或匀速运动系统中封闭气体压强的计算方法 (1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立受力平衡方程，得到液片两侧压力相等，进而求得气体压强。 例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S 即pA＝p0＋ph。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (2)力平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强。 (3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 3．容器加速运动时封闭气体压强的计算 当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强。 如图，当竖直放置的玻璃管向上匀加速运动时， 对液柱受力分析有pS－p0S－mg＝ma 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱。大气压强为p0，重力加速度为g，各部分尺寸如图所示。求A、B气体的压强。 [答案]　p0＋ρgh1　p0＋ρg(h1－h2) 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 [解析]　方法一：受力平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用平衡条件求解。 求pA：取液柱h1为研究对象，设管的横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力方向向上，因液柱h1静止，则p0S＋ρgh1S＝pAS，得pA