第二章 第2节 第2课时 气体的等温变化-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

物理选择性必修第三册课堂学案 (3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如 (4)实验过程中，下列哪些操作是错误的 图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横 坐标表示的物理量是封闭气体的 A.推拉柱塞时，动作要慢 B.推拉柱塞时，手不能握住注射器含有气体的 部分 C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后应 迅速重新装上继续实验 A.热力学温度T B.摄氏温度t D.活塞与针筒之间要保持气密性 C.体积V D.体积的倒数 友情提示完成P课时作业（六） 第2课时气体的等温变化 [学习目标]1.学会计算静止、匀速运动或加速运动系统中封闭气体的压强（科学思维）.2.知道玻意耳 定律的内容，表达式及适用条件，能运用玻意耳定律对相关问题进行分析和计算（科学思维）.3.理解等 温变化的图像，并能利用图像分析实际问题（科学态度与责任） 课前·教材预案 为 ·一定质量的气体，不同温度下的 知识点玻意耳定律 等温线是不同的， L.内容 1自主检测 一定质量的某种气体，在 不变的情况 L.判断下列说法的正误. 下，压强p与体积V成 (1)一定质量的气体，在温度不变时，压强跟体 2.公式 积成反比 () pV=C(C是常量)或 (2)公式pV=C中的C是常量，指当p、V变化 3.条件 时C的值不变. () 气体的 一定， 不变 (3)一定质量某种气体等温变化的力-V图像 4.气体等温变化的p-V图像 是通过原点的倾斜直线： () 气体的压强p随体积V的变 (4)p-V图像中，pV乘积越大（即离原点越 化关系如图所示，图线的形 远)说明气体的温度越高。 () 状为 它描述的是 2.一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积 温度不变时的p-V关系，称 增大了n倍，则压强变为原来的 课堂·深度探究 探究点一 封闭气体压强的计算 在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面 压强相等求解气体压强.如图甲所示，同一液 【知识拓展】 面C、D两处压强相等，故pA=p,十p:如图乙 1.取等压面法 所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等， pn十p:,从右侧管看，有pB=po十1. ·32· 第二章气体、固体和液体 探究点二玻意耳定律 【情境导学】如图所示，在一个恒温池中，一串串 气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在 上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破 裂.试问： 2.力平衡法 (1)上升过程中，气泡内气体的压强如何 选取与封闭气体接触的液柱（或活寨、汽缸）为 改变？ 研究对象进行受力分析，由平衡条件F舍=0列 (2)气泡在上升过程中体积为何会变大？ 式求气体压强 (3)为什么到达水面会破裂？ 说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列 方程求解。 【例题1】如图所示，竖直静止放置的U形管，左 端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱， 将A、B两段空气柱封闭在管内.已知水银柱 a长h1为10cm,水银柱b两个液面间的高度 差h2为5cm,大气压强为75cmHg,求空气 柱A、B的压强分别是多少 【知识拓展】 思维导引：利用等压面法和力平衡法，列出两 1.常量的意义 段空气柱的压强平衡方程，代入数据求解」 pV=2V=C,该常量C与气体的种类、质 量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高， 则常量C越大 2.应用玻意耳定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定 律的条件 (2)确定初、末状态及状态参量(p、V、p、V). 【变式1】如图所示，一横战面积为S的圆柱形容 (3)根据玻意耳定律列方程求解.（注意统一 器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表 单位) 面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为0， (4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和 圆板的质量为M,不计一切摩擦，大气压强为 说明. p,重力加速度为g,则被圆板封闭在容器中 【例题2】如图所示，一根一端封闭 的气体的压强p为 的粗细均匀的细玻璃管，有一 段h=19cm的水银柱将一部 分空气封闭在细玻璃管里.当U 玻璃管开口向上竖直放置时 甲 (如图甲)，管内空气柱长L,=15cm,大气压 A.p,+Mgcos日 B.p+Mgsin 0 强p=76cmHg,那么，当玻璃管开口向下竖 C.p+Mgcos 直放置时（如图乙，水银没有流出），管内空气 D. 柱的长度是多少？ ·33· 物理选择性必修第三册课堂学案 思维导引：玻璃管正放和倒放，外界的大气压 状为双曲线的一支，它描述的是温度不变时的 不变，空气柱的温度和质量不变，体积变化， p-V关系，称为等温线 压强也变化，由平衡关系列式求出压强，由玻 意耳定律列式求解空气柱长度， 2.两种等温变化图像的比较 内容 p图像 p-V图像 p 图像 特点 【变式2】如图所示，高为H的导热汽缸竖直固定 在水平地面