第二章 气体、固体和液体 专题1：密闭气体的压强 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

高中物理 选必3 第二章 气体固体和液体 专题1：密闭气体的压强 12 十二月 2025 学习目标： 压强、压强单位、 平衡态、非平衡态压强计算 液体、连通器密闭气体压强 活塞、气缸密闭气体压强 压强、压强单位、压强计算 专题1：密闭气体压强的计算 1、压强、压强单位： 压强： ； 公式： 、 ； 单位： 、 、 ； 单位换算关系： ； 帕斯卡Pa 标准大气压atm 毫米汞柱mmHg 单位面积上所受压力； P=F/S 1atm = 1.013×105Pa = 760mmHg P液=ρ液gh 同一深度各方向压强大小相等 大气压强p0 压强 4 1、压强计算（平衡状态）： 例1：如图，分别用水银在竖直玻璃管内、用活塞在竖直气缸中密闭一定质量的气体，装置均处于静止状态。求密闭气体的压强P；（设大气压强P0，玻璃管横截面积s，水银柱长h、密度ρ，活塞质量m、横截面积s） 等压面法（压强计算方法）： ps mg p0s ps mg p0s P P0 PL P P0 Pm 5 2、压强计算（非平衡状态）： 例2：如图，分别用水银在竖直玻璃管内、用活塞在竖直气缸中密闭一定质量的气体，各装置竖直向上匀加速运动。求密闭气体的压强P；（设大气压强P0，玻璃管横截面积s，水银柱长h、水银密度ρ，活塞质量m、面积s，加速度a ） a ps mg p0s ps mg p0s a 6 液体、连通器密闭气体压强 专题1：密闭气体压强的计算 1、平衡态下被液体密闭气体的压强： 例3：下列各图装置均处于静止状态。用水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压强P（大气压强P0、水银柱长L或高h）； 压强不同表示方法关系：P= Pa； ①P= cmHg； ②P= cmHg； ③P= cmHg； ④P= cmHg； ⑤P= cmHg； h ② h ③ L ① P0 P0+ρ汞gh P0-h P0+h L ④ )θ L ⑤ )θ P0+Lsinθ P0-Lsinθ P PL=0 P P0 Ph P0 P0 P Ph P0 P PL P PL P0 8 2、平衡态下连通器密闭气体（同一深度压强相等）的压强： 例4：下列各图装置均处于静止状态。用水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压强P；（大气压强P0、水银柱高h） ①P= cmHg； ②P= cmHg； ③P= cmHg； P0+h P0-h P0+h h ① P0 P h ② P0 P h ③ P0 P 9 活塞、气缸密闭气体压强 专题1：密闭气体压强的计算 平衡态下活塞、气缸密闭气体的压强： 例5：用活塞在竖直气缸中密闭一定质量的气体，装置处于静止状态。求密闭气体的压强P；（设大气压强P0，气缸质量M、横截面积s，活塞质量m） M m m p0s Mg ps p0s mg ps P0s´= P0s/cosθ s´：活塞上面积 ps mg )θ 气体压强等温变化中的应用 专题1：密闭气体压强的计算 例6：如图所示,长50cm的玻璃管开口向上竖直放置，用h1为15cm长的水银柱封闭了一段L1为20cm长的空气柱，外界大气压强p0相当于75cm水银柱产生的压强。现让玻璃管自由下落、不计空气阻力，求稳定时气柱的长；（认为气柱温度没有变化，整个过程中水银不溢出玻璃管） 解： 以封闭气体为研究对象， 根据玻意耳定律： 15cm 20cm 13 例7：如图所示，水平汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。求：汽缸开口向上时，气体的长度； 解： 以封闭气体为研究对象， 根据气体等温变化，有： 14 例8：气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成的，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为m1=24kg、m2=16kg，横截面积分别为S1=6.0×10-2m2，S2=4.0×l0-2m2，一定质 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×l05Pa。求，气缸分别水平、 竖直放置达到平衡状态时，封闭气体的压强； 解： 设封闭气体压强分别为p1、p2； P0SⅠ P1SⅠ P1SⅡ P0SⅡ P0SⅠ P2SⅠ m2g P2SⅡ P0SⅡ m1g 例9：如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上。一质量为m，面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距为L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p0，（不计活塞和气缸间摩擦、小车运动时大气对活塞的压强仍然为p0，整个过程温度保持不变。）求小车加速度的大小； 解： 以封闭气体为研究对象，根据气体等温变化，有： 16 例10：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。求封闭气体的压强和弹簧的弹力； 解：设封闭气体压强P，弹簧弹力F 课时练习 专题1：密闭气体压强的计算 练1：如图所示，图中的玻璃管内都灌有水银。大气压强P0=76cmHg（P0=1.01×105 Pa，g=10m/s2），求； 1）图甲中被封闭气体A的压强； 2）求图乙中被封闭气体A的压强； 解： 1） 2） 19 练2：如图所示，三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则压强P1、P2、P3各为？ 解： P1 P3 F P2 M 20 练3：（多选）如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S，大气压强为P0，则下列说法正确的是（ ） A、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C、气缸内空气压强为P0-Mg/S D、气缸内空气压强为P0+mg/S AC 21 课时小结： 压强：P=F/S、P液=ρ液gh；大气压强：P0=1.013ch×105Pa =1atm = 760mmHg； 压强计算（等压面法）（平衡状态、非平衡状态、）： 平衡态下液体密、气缸密闭气体的压强： 22 结束页 B1 谢谢观赏！ $