2024届高考物理一轮复习课件微专题：封闭气体的压强的计算

微专题： 封闭气体的压强的计算 第二章 气体、液体和固体 1.固体和液体、气体压强 在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀……看来一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。 气体 状态参量 压强P 体积V 温度T 1.固体和液体、气体压强 由大量分子对容器壁频繁撞击产生 压强 固体和液体对底部产生的压强 由重力而产生 气体的压强 压强单位 ① ② ③ 注意：所有浸在大气里的物体都要受到大气压强p0作用 容器各处气体产生的压强相等 竖直高度 2.封闭气体的压强 一、液体封闭的气体的压强计算 1.取等压面法（连通器原理）：在连通器中，同种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上压强是相等，如图连通器在同一液面的C和D两处的压强 。 2.平衡状态：对用取等压面法选取的液柱受力分析，列出平衡方程，消去横截面积，求出气体压强 。 如图所示，若横截面积为S的U形管静止，大气压强为p0. （1）液面B点处压强: （2）封闭的气体的压强： 2.封闭气体的压强 【课堂典例2】若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求被封闭气体的压强各多大。 甲 乙 丙 丁 2.封闭气体的压强 【课堂典例1】如图所示，图中的玻璃管内都灌有长度为10cm水银，求被封闭气体的压强。(大气压强P0＝76 cmHg，结果用“cmHg“作单位) 甲 乙 2.封闭气体的压强 3.变速运动：对用取等压面法选取的液柱受力分析，列出牛顿第二定律方程，消去横截面积，求出气体压强。 拓展：如图所示，有一段质量为 m 的液柱，在横截面积为 S 均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。当玻璃管以加速度 a 竖直向上加速运动时，求被封闭气体的压强？（设大气压强为p0，重力加速度为g） 2.封闭气体的压强 【课后练习1】如图所示，静止的玻璃管内都灌有长度为10cm水银，静止的U形玻璃管中水银柱高度差为h=10cm，求被封闭气体的压强。(大气压强p0＝76 cmHg，结果用“cmHg“作单位) 甲 乙 丙 戌 丁 2.封闭气体的压强 【课堂后练习2】若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求被封闭气体的压强各是多大. 甲 乙 戌 丙 丁 2.封闭气体的压强计算 【课堂后练习3】有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。如图所示。若管中向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上。求在下滑过程中被封闭气体的压强？（设大气压强为p0=76cmHg） 2.封闭气体的压强计算 三、固体（活塞或气缸）封闭的气体 1. 平衡状态：分析活塞、气缸（或系统）受力情况，列出平衡方程，求出压强 2. 变速运动：分析活塞、气缸（或系统）受力情况，列出牛顿第二定律方程，求出压强 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 示例2：如图所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，重力加速度为g，缸内壁摩擦不计。求： （1）封闭气体的压强： （2）气缸对地面的压力： 2.封闭气体的压强计算 【课堂典例3】如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0。求: （1）封闭气体的压强； （2）弹簧的弹力。 2.封闭气体的压强计算 【课堂典例4】如图所示，倾角为θ的光滑斜面上有一固定挡板O，现有一质量为M的气缸，气缸内用质量为m的活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与气缸间光滑，活塞横截面积为S，现将活塞用细绳固定在挡板O上处于静止状态。(已知外界大气压强为p0)求： (1)气缸内的气体压强p1 (2)绳子的拉力F； (3)若将绳子剪断，气缸与活塞保持相对静止一起沿斜面 向下做匀加速直线运动，试计算气缸内的气体压强p2。 2.封闭气体的压强计算 【课堂典例5】如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成。活塞A、B被轻刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动。A、B的质量分别为mA=12kg，mB=8.0kg，横截面积分别为SA=4.0×10－2m2，SB=2.0×10－2m2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间。活塞外侧大气压强p0=1.0×105Pa。取重力加速度g=10m/s2。 （1）气缸水平放置达到如图所示的平衡状态，求气体的压强。 （2）现将气缸竖直放置，达到平衡后。求此时气体的压强。 A B A B 2.封闭气体的压强计算 【课后练习4】一横截面积为S的汽缸竖直倒放，汽缸内有一质量为m的活塞，将气体封闭在汽缸内，气体处于平衡