封闭气体压强专题PPT课件

类型 1 平衡态下液体密封气体的压强 连通器原理 2 平衡态下气缸活塞密封气体的压强 受力分析 3 非平衡态下密闭气体的压强 牛顿第二定律 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 平衡态受力平衡或压强平衡 非平衡态F合 ma 牛顿第二定律 一 平衡态下活塞 气缸密闭气体压强的计算 注意 气体对面的压力与接触面垂直 S PS mg P0S cos PS mg P0S 3 以活塞为研究对象 以气缸为研究对象 mg PS P0S Mg PS P0S 练习1 计算图中各种情况下 被封闭气体的压强 标准大气压强p0 76cmHg 图中液体为水银 76cmHg51cmHg63 6cmHg51cmHg101cmHg 练习2 计算图中各种情况下 被水银封闭气体的压强 标准大气压强p0 76cmHg 15cm 9cm 11cm 12cm 15cm 15cm 18cm 61cmHg84cmHg70cmHg87cmHg99cmHg91cmHg73cmHg P 86cmHg P 66cmHg P242 例1 2017年临沂质检 汽缸截面积为S 质量为m的梯形活塞上面是水平的 下面与右侧竖直方向的夹角为 如图所示 当活塞上放质量为M的重物时处于静止 设外部大气压为p0 若活塞与缸壁之间无摩擦 求汽缸中气体的压强 P243 例3 2016年新课标 卷 一U形玻璃管竖直放置 左端开口 右端封闭 左端上部有一光滑的轻活塞 初始时 管内汞柱及空气柱长度如图所示 用力向下缓慢推活塞 直至管内两边汞柱高度相等时为止 求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离 已知玻璃管的横截面积处处相同 在活塞向下移动的过程中 没有发生气体泄漏 大气压强p0 75 0cmHg 环境温度不变 P242 练1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 二 非平衡态下气体压强的计算 1 现对密闭气体加热 当温度升到T2 400K 其压强p2多大 2 若在此时拔去销子K 活塞开始向上运动 当它最后静止在某一位置时 汽缸内气体的温度降为T3 360K 则这时活塞离缸底的距离L3为多少 3 保持气体温度为360K不变 让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动 为使活塞能停留在离缸底L4 16cm处 则求汽缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a的大小及方向 P244 2 2017年安阳模拟 如图所示 足够长的圆柱形汽缸竖直放置 其横截面积为S 1 10 3m2 汽缸内有质量m 2kg的活塞 活塞与汽缸壁封闭良好 不计摩擦 开始时活塞被销子K销于如图位置 离缸底高度L1 12cm 此时汽缸内被封闭气体的压强p1 1 5 105Pa 温度T1 300K 外界大气压p0 1 0 105Pa g 10m s2 解析 1 等容变化T1 p1 T2 p2 解得p2 2 0 105Pa 2 活塞受力平衡 故封闭气体压强p3 p0 S mg 1 2 105Pa根据理想气体状态方程 有T2 p2V2 T3 p3V3 又V2 L1S V3 L3S解得L3 18cm 3 等温变化p3V3 p4V4 解得p4 1 35 105Pa应向上做匀加速直线运动对活塞 由牛顿第二定律p4S p0S mg ma解得a 7 5m s2 练习3 如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体 已知水银柱的长度为L1 大气压强为P0 当试管绕开口端的竖直轴以角速度 在水平面内匀速转动时水银柱到管口的距离为L2 又知试管的横截面积为S 水银密度为 求管内气体的压强为多少 三 高考链接 2 在两端封闭 粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱 水银柱的两端各封闭有一段空气 当U形管两端竖直朝上时 左 右两边空气柱的长度分别为l1 18 0cm和l2 12 0cm 左边气体的压强为12 0cmHg 现将U形管缓慢平放在水平桌面上 没有气体从管的一边通过水银逸入另一边 求U形管平放时两边空气柱的长度 在整个过程中 气体温度不变 1 如图 一竖直放置的气缸上端开口 气缸壁内有卡口a和b a b间距为h a距缸底的高度为H 活塞只能在a b间移动 其下方密封有一定质量的理想气体 已知活塞质量为m 面积为S 厚度可忽略 活塞和汽缸壁均绝热 不计他们之间的摩擦 开始时活塞处于静止状态 上 下方气体压强均为p0 温度均为T0 现用电热丝缓慢加热气缸中的气体 直至活塞刚好到达b处 求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功 重力加速度大小为g 3 如图 容积为V的汽缸由导热材料制成 面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分 汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连 细管上有一阀门K 开始时 K关闭 汽缸内上下两部分气体的压强均为p0 现将K打开 容器内的液体缓慢地流入汽缸 当流入的液体体积为时 将K关闭 活塞平衡时其下方气体的体积减小了 不计活塞的质量和体积 外界温度保持不变 重力加速度大小为g 求流入汽缸内液体的质量 4 如图 容积均为V的汽缸A B下端有细管容积可忽略连通 阀门K2位于细管的中部 A B的顶部各有一阀门K1K3 B中有一可自由滑动的活塞质量 体积均可忽略初始时 三个阀门均打开 活塞在B的底部 关闭K2K3 通过K1给汽缸充气 使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1 已知室温为