高中物理封闭气体压强的计算

1、专 题 ： 密 闭 气 体 压 强 的 计 算一、平衡态下液体封闭气体压强的计算1. 理论依据= 液体压强的计算公式 prgh。 液面与外界大气相接触。则液面下 h处的压强为 p=p0 +rgh3 帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传 递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）4 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。 2、计算的方法步骤（液体密封气体）1 选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象1 分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程 解方程，求得气

2、体压强例 1：试计算下述几种情况下各封闭气体的压强，已知大气压 p0，水银的密度为，管中水银柱的长度均为 l。 均处于静止状态qq8练 1：计算图一中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强 p0=76cmhg，图中液体为水银图一练 2、如图二所示，在一端封闭的 u 形管内，三段水银柱将空气柱 a、b、c 封在管 中，在竖直放置时，ab 两气柱的下表面在同一水平面上，另两端的水银柱长度分别 是 h1 和 h2，外界大气的压强为 p0，则 a、b、c 三段气体的压强分别是多少？、练 3、 如图三所示，粗细均匀的竖直倒置的 u 型管右端封闭，左端开口插入水银槽 中，封闭着两段空气柱 1 和 2

3、。已知 h1=15cm，h2=12cm，外界大气压强 p0=76cmhg，求 空气柱 1 和 2 的压强。且二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算1. 解题的基本思路（1） 对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图；（2） 列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。例 2 如图四所示，一个横截面积为 s 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板 a 的上表面是水平的，下表面是倾 斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为 m。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为 p ，则0被圆板封闭在容器中的气体压强 p 等于（ ）a.p +0mg cosq p0s

4、 b. cosmg+q s cosqc.p +0mg coss2qd.p +0mgs图四练习 4：三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图五所示，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，则压强各为：练习 5、如图六所示，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，则下列说法正确的是(p 为大气压强)( )0a、 内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为 mgb、 内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为 mgc、 气缸内空气压强为 p -mg/s0d、气缸内空气压强为

5、p +mg/s0练习 6、所示，水平放置的气缸 a 和 b 的活塞面积分别为s 和 s s s a b a b，它们可以无摩擦地沿器壁自由滑动，气缸内封有气体。当活塞处于平衡状态时，气缸 a、b 内气体的压强分别为p 和 pa b（大气压不为零），则下列正确的是（ ）a.c.p ： p =s ： s a b b ap pa bp =pa b三、非平衡态下密闭气体压强的计算1. 解题的基本思路（1）恰当地选取研究对象（活塞、气缸、水银柱、试管或某个整体等），并对其进行受力分析； （2）对研究对象列出牛顿第二定律方程，结合相关方程求解。2. 典例例 3 如图八所示，有一段 12cm 长的汞柱，在均

6、匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为 30的光滑斜面上，在下滑的过程中被封住气体的压强 p 为（大气压强p =760cmhg0）（ ）。a. 76cm hg b. 82cm hg c. 88cmhg d. 70cmhg练 7、 如图九所示，质量为 m 的汽缸放在光滑水平地面上，活塞质量为 m，面积为 s。封住一部分气体，不计摩擦，大气压强为 ，若在活塞上加一水平向左的恒力 f，求汽缸、活塞共同加速运动时，缸内气体的压强。（设温度不变）针对训练1.在图中，试管内由水银封有一定质量的气体，当试管绕竖直轴以角速度在水平面内匀速转动时空气柱长为 l ，其他尺寸如图所示，大气压强

7、为 p 求转动时的气体压强(设温度不变，试管截面0 0积为 s，水银密度为)2如图所示,水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的 u 形管内都有一段水银柱,封闭端里有一定质量的气体, 图(a)中的水银柱长度和图(b)、(c)、(d)中 u 形管两臂内水银柱高度差均为 h=10cm,外界大气压强 p =76cmhg,0则四部分气体的压强分别为 p =_cmhg,p =_cmhg,p =_cmhg,p =_cmhg.a b c d3 如图所示，两端开口的 u 形管内有两段水柱 ab、cd 封住一段空气柱 bc，已知 cd 高为 h，ab 高度差为 1h2，大气压强为p0。则( )。(a)封闭气体的压强

8、为 p +h0 1(c)封闭气体的压强为 p +h +h0 12(b)封闭气体的压强为(d)封闭气体的压强为p +h022 p +h +h0 1204如图 20-7 所示，图( a )为水银压强计，其 u 形管内液面高度差为 h ，水银的密度为 r ，外界大气压强为 p 此时容器内待测气体的压强 p 为 。在图( b )中，水平放置的汽缸上有一质量0。为 m 、底面积为 s 的活塞，在活塞上方再放置一个质量为 m 、底面积为 1 1 2s2的圆柱体金属块。若外界大气压强仍为 p0。则汽缸内气体的压强p 为 。5 小车上固定一面积为 s 的一端封闭的玻璃管，管内用长为 的水银柱封住一段气体（如

9、图所示），若大气压强为 p ，则小车以加速度 a 向左加速运动时，管内气体压强为_（水银的密度为 r ）6 如图所示， abc 三只相同的试管，一端封闭一端开口，封闭端有一个小环由细线悬 挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内封有气体，三管静止时，三根细线之张力分别为 ta、tb、tc。a 管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是管。ta、tb、tc的大小的关系是： 。7 如图，两端封闭、粗细均匀的 u 形管侧向放置，内有两段汞柱封闭 a、b、c 三段气体， 则三部分气体压强的关系为： 。a、p = p = p b、p = p pa b c b c ac、p p p d、p p = pc a b c b a8 一圆柱形汽缸开口向下竖直放置，活塞质量为 m、横截面积为 s，大气压强为 p0，缸内封有气体。当汽缸固定且活塞静止时，缸内气体的压强为 。竖直自由下落过程中，缸内气体的 压强为 。9 如图所示圆柱形汽缸，汽缸质量为 100 kg，活塞质量为 10 kg，横截面积为 01m2，大气压强为1.0 10 求下列情况下缸内气体的压强：(1) 汽缸开口向上、竖直放