专题：气体压强的计算 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“封闭气体压强的计算”，从气体压强的产生、单位及特点切入，系统梳理平衡态（液体封闭、活塞气缸）与非平衡态下的计算方法，结合玻璃管液封、水平推力气缸等模型，通过例题解析与归纳总结构建知识脉络，为学生提供递进式学习支架。 其特色在于以“模型建构”和“科学推理”为核心，通过连通器原理、参考液片法等方法拆解难点，结合标注清晰的示意图与典型例题（如玻璃管液封、水平推力气缸问题），助力学生深化物理观念。教师可直接用于教学，学生能高效掌握压强计算逻辑，提升科学思维与问题解决能力。

November 19, 2025 第一章 分子动理论 专题：封闭气体压强的计算 1 2.单位 3.特点： ●帕(Pa) ●厘米汞柱(cmHg) ●大气压( atm) 1.产生:气体分子频繁地碰撞容器壁，宏观上形成对各处各方向均匀的持续的压力产生的。 换算：1 atm=76cmHg=1.013×105 Pa 同一容器中气体的压强向各个方向的大小都相等，不随深度变化。 一、气体的压强 甲 乙 丙 丁 1、 理论依据 液体压强的计算公式 p = gh。 液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p = p0 + gh 连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。 甲 乙 丙 丁 二、气体压强的计算 （1）连通器原理：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强． 例如图中，同一液面C、D处压强相等 pA＝p0＋ph. （2）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，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，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. 2.计算方法 （3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强． 即pA＝p0＋ph. 二、气体压强的计算 模型1：玻璃管液封模型 二、气体压强的计算 例1 设大气压强为P0，水银柱长度为h，水银的密度为ρ，计算下列水银柱封闭气体的压强。 A.水平放置 B.开口竖直向上 C.开口竖直向下 D.与水平面夹角θ 单位 A B C D Pa cmHg θ 3、平衡态下液体封闭气体压强的计算 针对训练1：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 针对训练2：如图所示，已知大气压强为P0，液体的密度为ρ，重力加速度为g，根据图中液面的高度差，求各玻璃管内封闭气体的压强。 h h h P =P0+ρgh P =P0- ρgh P =P0- ρgh P=？ P=？ P=？ 模型2：活塞气缸模型 密封气体——利用静止的活塞密封 F 二、气体压强的计算 例2 如图所示，设大气压强为P0，质量为m的活塞面积为S，器壁光滑，重物质量为M。求：被活塞封闭的气体的压强。 G总 P0S PS = P0S+(m+M)g 思考：如果重物悬挂，情况如何？ 解得 PS 解析 思考：针对例2（左图），改变为上提活塞，设容器质量为Mˊ，当气缸恰好离地时，求密封的气体压强。 F S m G PS P0S′ N PS =mg +P0S＇cosθ PS = mg+P0S 当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求封闭气体压强，首先要选择恰当的对象（如与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二定律列方程求解。 4、非平衡态下密闭气体压强的计算 例3、试计算下述情况下密闭气体的压强 ，已知大气压P0,图中水银柱的长度为L，斜面光滑。  自由下滑 二、气体压强的计算 类型 1.平衡态下液体密封气体的压强 2.平衡态下气缸活塞密封气体的压强 3.非平衡态下密闭气体的压强 归纳总结：气体压强计算 思路方法步骤 1.定对象 2.分析力 3.用规律 整体 部分 缸体 活塞 液柱 平衡态 F合=0 （平衡条件） 非平衡态 F合=ma（牛顿第二定律） 1.如图所示，竖直放置的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长为h1=10cm，水银柱b两个液面间的高度差为h2=5cm，大气压强为p0=75cmHg，求空气柱A、B产生的压强。 2.如图，左端封闭、右端开口的玻璃管内的水银密封出A、B两段空气柱。已知大气压强p0=76 cmHg，求气体A的压强。 解析：⑵初始时封闭气体的压强为： 活塞上加一竖直向上的拉力，U形管中左管水银面高出右管水银面 h2＝5cm封闭气体的压强 p2＝p0－ρgh2＝(1×105－13.6×103×10×0.05) Pa＝93200 Pa 根据玻意耳定律，有 p1V1＝p2V2 代入数据：106 800×70S＝93 200×hS 解得：h≈80cm。 15 3.如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0) 试题讲解 试题讲解 试题讲解 试题讲解 试题讲解 p1＝p0＋＝106 800 Pa $