高三物理 玻意耳定律的应用 ppt.ppt

玻意耳定律的应用 知识要点 问题讨论 课堂训练 课堂小结 知识要点复习 1 玻意耳定律实验装置及实验过程 1 以a管中封闭的气体为研究对象 2 注意a b两管中液面的升降分析 a b 问题讨论 课堂训练 课堂小结 知识要点复习 2 玻意耳定律内容 一定质量的气体 当温度不变时 气体的压强跟它的体积成反比 数学表示式 p1v1 p2v2 恒量上式中的恒量跟气体的质量 种类 温度有关 图线 等温线 t p v o p t t v a b 问题讨论 课堂训练 课堂小结 问题1 农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示 a的总容积为7 5l 装入药液后 药液上方体积为1 5l 关闭阀门k 用打气筒b每次打进105pa的空气250cm3 问 1 要使药液上方气体的压强为4 105pa 打气筒活塞应打几次 2 当a中有4 105pa的空气后 打开k可喷射药液 直到不能喷射时 喷雾器剩余多少体积的药液 b a k 思路分析 参考解答 继续思考 高考原题1 问题2 3 4 思路分析 向喷雾器容器a中打气 是一个等温压缩过程 按实际情况 在a中装入药液后 药液上方不可能是真空 而已有105pa的空气1 5l 把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象 变质量问题便转化成了定质量问题 返回问题1 向a中打入空气后 打开阀门k喷射药液 a中空气便经历了一个等温膨胀过程 根据两过程中气体的初 末状态量 运用玻意尔定律 便可顺利求解本题 b k a 参考解答 继续思考 高考原题1 参考解答 1 以a中原有空气和n次打入a中的全部气体为研究对象 由玻意耳定律 可得 依实际情况和题意 大气压强可取105pa p0 v nv0 p1v105 1 5 n250 10 3 4 105 1 5 n 18 次 参考解答 2 打开阀门k 直到药液不能喷射 忽略喷管中药液产生的压强 则此时a容器内的气体应等于外界大气压 以a容器内的气体作为研究对象 由玻意耳定律 可得p1v p0v v l从而 a容器内剩余药液的体积v剩 v总 v 7 5 6 1 5l 思路分析 返回问题1 继续思考 高考原题1 继续思考 要使药液全部喷出 则需要打几次气 喷药前便打足气 与药液喷不完时再补打气 要使药液全部喷出 两种情况的打气总次数相等吗 参考解答 返回问题1 高考原题1 参考解答 设要使药液全部喷出 需要打n 次气 仍以a中原有空气和打入a中的全部气体为研究对象 由玻意耳定律 可得p0 v n v0 p0v总 n 24次喷药前打足气 与药液喷不完时再补打气 要使药液全部喷出 两种情况的打气总次数是相等的 这是因为两种情况中 未打气前药液上方空气的压强和体积均相同 每次打入a容器中的空气的压强和体积均相同 最终药液全部喷出时a容器中空气的压强和体积亦相同 总 返回 高考原题1 高考原题1 2000年 理科综合能力测试 山西省卷 第29题 14分 某压缩式喷雾器储液桶的容量是5 7 10 3m3 往桶内倒入4 2 10 3m3的药液后开始打气 打气过程中药液不会向外喷出 如果每次能打进2 5 10 4m3 的空气 要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应打气几次 这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完 设大气压强为1标准大气压 参考解答 问题1 2 3 4 参考解答 设标准大气压为p0 药桶中空气的体积为v 打气n次以后 喷雾器中的空气压强达到4标准大气压 打入的气体在1标准大气压下的体积为0 25 10 3m3 则根据玻意耳定律 p0 v n 0 25 10 3 4p0v其中v 5 7 10 3 4 2 10 3 1 5 10 3m3代入数值 解得n 18 次 当空气完全充满药桶以后 如果空气压强仍然大于大气压 则药液可以全部喷出 由玻意耳定律 4p0v p 5 7 10 3解得p 1 053p0 p0所以 药液可以全部喷出 返回 问题1 2 3 4 问题2 均匀u形玻璃管竖直放置 用水银将一些空气封在a管内 当a b两管水银面相平时 大气压强支持72cmhg a管内空气柱长度为10cm 现往b管中注入水银 当两管水银面高度差为18cm时 a管中空气柱长度是多少 注入水银柱长度是多少 10cm a b 解答以a中空气柱为研究对象p1 p0 72cmhg v1 10sp2 p0 18 90cmhg v2 l2s根据玻意耳定律解得l2 8cma管中水银面上升x 10 l2 2cm注入水银柱长度l 18 2x 22cm 问题1 3 4 问题3 如图所示 竖直放置的连通器左 右两管为口径不同的均匀直玻璃管 横截面积s右 2s左 用水银将空气封闭在右管中 平衡时左 右水银面相平 右管内水银面距管顶l0 10cm 现将一活塞从左管上口慢慢推入左管 直到右管水银面比左管水银面高出h 6cm为止 求此时左 右两管中气体的压强 已知大气压强p0 76cmhg 温度不变 提示 这是两个研究对象的问题 左 右两管内的封闭气体都遵从玻意耳定律 它们之间的几何关系和压强关系是解决问题的桥梁 分析与解答 课堂训练1 2 3 高考原题2 问题1 2 4 左 右 几何关系 h1s左 h2s右s右 2s左又h1 h2 6cm h1 4cmh2 2cm 玻意耳定律 对左管气体p1v1 p2v276 10s左 p2 6 10 h1 x s左 对右管气体p1 v1 p2 v2 76 10s右 p2 10 h2 s右 联立 解得p2 95cmhgx 6 5cm 分析与解答 l0 10cm x h1 h2 76cmhg 6cm 课堂训练1 2 3 高考原题2 高考原题2 2000年 物理 全国卷 第17题 11分 一横截面积为s的气缸水平放置 固定不动 气缸壁是导热的 两个活塞a和b将气缸分隔为1 2两气室 达到平衡时1 2两气室体积之比为3 2 如图所示 在室温不变的条件下 缓慢推动活塞a 使之向右移动一段距离d 求活塞b向右移动的距离 不计活塞与气缸壁之间的摩擦 1 2 a b 思路分析与参考解答 问题1 2 3 4 思路分析与参考解答 因气缸水平放置 又不计活塞的摩擦 故平衡时两气室内的压强必相等 设初态时气室内压强为p0 气室1 2的体积分别为v1和v2 在活塞a向右移动d的过程中活塞b向右移动的距离为x 最后气缸内压强为p 因温度不变 分别对气室1和2的气体运用玻意耳定律 得气室1p0v1 p v1 sd sx 气室2p0v2 p v2 sx 由 1 和 2 两式解得x v2d v1 v2 由题意v1 v2 3 2 得x 2d 5 返回 问题1 2 3 4 问题4 如图所示 质量为m的汽缸置于水平地面上 用横截面积为s 质量为m的活塞封入长为l的空气柱 现用水平恒力f向右拉活塞 当活塞相对汽缸静止时 活塞到汽缸底部的距离是多少 已知大气压强为p0 温度不变 不计一切摩擦 分析讨论 起初 活塞左右压强相等 后来 活塞所受合外力产生加速度 用整体法可求出这个加速度 另外 研究力 热综合问题时 要能灵活地变换研究的对象 参考解答 课堂训练 课堂小结 问题1 2 3 起初p1 p0 v1 ls隔离活塞 f p2s p0s ma而加速度a f m m 则后来p2 p0 mf m m s v2 l s根据玻意耳定律p1v1 p2v2代入解得l 起初 后来 参考解答 返回 课堂训练 课堂训练 课堂训练1 2 3 知识之杯 知识要点 问题讨论 课堂小结 课堂训练1 潜水艇的贮气筒与水箱相连 当贮气筒中的空气压入水箱后 水箱便排出水 使潜水艇浮起 某潜水艇贮气筒的容积是2m3 贮有压缩空气 一次 筒内一部分空气压入水箱后 排出水的体积是10m3 此时筒内剩余空气的压强是95 105pa 设潜水艇位于水面下200m 在排水过程中温度不变 求贮气筒内原来压缩空气的压强 g取10m s2 参考解答 知识要点 问题讨论 课堂小结 课堂训练2 3 参考解答 设贮气筒中原来压缩空气的压强为p 1 对压入水箱后的那部分空气 运用玻意耳定律得p1v1 p1 v1 从而v1 p1 v1 p1 p0 gh v1 p1 105 103 10 200 10 p 2 10 107 p 2 对贮气筒中剩余的空气 由玻意耳定律得p2v2 p2 v2 从而v2 p2 v2 p2 95 105 2 p 1 90 107 p 又v1 v2 2 m3 由 三式 解得p 2 107 pa 返回 课堂训练2 3 课堂训练2 如图所示 竖直放置的连通器左 右两管为口径不同的均匀直玻璃管 横截面积s右 2s左 用水银将空气封闭在右管中 平衡时左 右水银面相平 右管内水银面距管顶l0 10cm 现将一活塞从左管上口慢慢推入左管 直到右管水银面比左管水银面高出h 6cm为止 求活塞推进的距离 已知大气压强p0 76cmhg 温度不变 提示 这是两个研究对象的问题 左 右两管内的封闭气体都遵从玻意耳定律 它们之间的几何关系和压强关系是解决问题的桥梁 分析与解答 课堂训练1 3 课堂训练3 如图所示 在小车上水平放置一个封有空气的均匀玻璃管 管长60cm 封闭气体的水银柱长15cm 且与管口平齐 外界大气压强为1 0 105pa 已知水银密度为 13 6 103kg m3 要使空气柱长度为管长的一半 小车的加速度大小应为 方向为 提示 课堂训练1 2 知识要点 问题讨论 课堂小结 1 先以封闭气体为研究对象 p1 1 0 105pa l1 45cm l2 30cm 利用玻意耳定律p1v1 p2v2求出p2 p2 1 5 105pa p0 6