2023学年完整公开课版摩擦力

第八章气体第1节气体的等温变化问题一1、打气筒打气，有啥感受？2、在炎热的夏天，给自行车胎打气应注意什么？问题二用什么方法可以使凹进的乒乓球恢复原状？问题三你看到了什么现象？为什么会出现这个现象？1、温度2、体积3、压强热力学温度T：开尔文T=t＋273K体积V单位：有L、mL等压强p单位：Pa（帕斯卡）气体的状态参量问题四一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？方法研究在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”.

☆控制变量的方法等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.猜想在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？猜想与假设实验探究（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测V?（4）如何测量p？从压力表上读出可以直接读出体积，也可以读出注射器的长度（2）如何保证封闭气体的温度不变?不能用手触摸玻璃管注射器内一定质量的气体(2)实验视频(2)实验视频2.实验探究中需注意的问题(1)改变气体体积时,要缓慢进行,等稳定后再读出气体压强,以防止气体体积变化太快,气体的温度发生变化。(2)实验过程中,不要用手接触注射器的圆筒,以防止圆筒从手上吸收热量,引起内部气体温度变化。(3)实验中应保持气体的质量不变,故实验前应在柱塞上涂好润滑油,以免漏气。(4)在这个实验中,由于气体体积与长度成正比,因此研究气体的体积与压强的关系时,不用测量空气柱的横截面积。(5)本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上,由于柱塞不能与刻度尺紧密靠近,故读数时注意视线一定与柱塞底面相平。实验数据的处理次数12345压强（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0V12301234p-V图象该图象是否可以说明p与V成反比？思考如何确定p与V的关系呢？1/V12300.20.40.60.8p-1/V图象玻意耳定律2、公式表述：pV=常数或p1V1=p2V23、图像表述：p1/V·0Vp·0AA1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比.

需要注意的问题研究对象:一定质量的气体适用条件:温度保持不变化适用范围：温度不太低，压强不太大同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？结论:t3>t2>t1Vp1230p-V图象特点:(2)温度越高,其等温线离原点越远.讨论：(1)等温线是双曲线的一支.图象意义(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)点意义:每一组数据---反映某一状态(3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.3.两种等温变化图象

1.一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变.

p1V1=p2V2例题答案:1.25×105Pa用气体定律解题的步骤1．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条件)；2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；3．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5．对结果的物理意义进行讨论．2.

某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa.初态

p1=20×105PaV1=10LT1=T末态

p2=1.0×105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律

p1V1=p2V2得V2=200L剩下的气体为原来的就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.为研究对象知识链接如何计算液体内部的压强？思路：设想在液面下有一深度为h、截面积为S的液柱。计算这段液柱产生的压强，就能得到液体内部深度为h处的压强公式。hhS1.这个液柱的体积:V=Sh2.这个液柱的质量:m=ρV=ρSh3.这个液柱有多重？对平面的压力是:F=G=mg=ρgSh4.平面受到的压强液体压强公式：p=ρgh研究方法：理想化模型公式：P=ρ液ghh1h2h3ρ液：液体的密度h：从自由液面到所求点的竖直距离液体压强只跟液体密度和深度有关，跟液体质量、重力、受力面积无关。一、液体压强规律

1．液体内部向各个方向都有压强。

2．液体内部的压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强大小相等。

3．液体内部的压强与液体的密度有关，在同一深度，密度越大压强越大。二、液体自身产生压强，同时还能传递压强1、开口向上的试管，里面盛放高为h的水柱，问玻璃管底部受到的压强？（外界大气压为P0）θ2、若玻璃管倾斜，与水平面夹角为θ，问玻璃管底部受到的压强？（外界大气压为P0）三、气体内部压强处处相等3

粗细均匀的玻璃管内封闭一段长为12cm的空气柱。一个人手持玻璃管开口向下潜入水中,当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2cm,求人潜入水下的深度。(玻璃管内气体温度视为不变,取水面上大气压强为p0=1.0×105Pa,g取10m/s2)点拨:由于玻璃管内气体温度不变,被封闭气体的质量也不变,所以应用玻意耳定律即可解决问题。建立模型h解析:确定研究对象为被封闭的那部分气体,玻璃管下潜的过程中气体的状态变化为等温过程。设潜入水下的深度为h,玻璃管的横截面积为S。气体的初末状态参量分别为初状态:p1=p0,V1=0.12

m·S。末状态:p2=p0+ρgh,V2=0.10

m·S。解得h=2

m。答案:2m题后反思

应用玻意耳定律分析问题时要明确研究对象,确认温度不变,找准初、末状态,分析并确定状态参量(p1,V1,p2,V2),注意单位要统一,其中正确确定压强是运用玻意耳定律的前提。4

用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图甲所示,实验步骤如下:①把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接。②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是

;(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是

和

。

点拨熟悉实验探究中控制实验条件的常用方法是处理问题的关键。解析:(1)为了保证气体的质量不变,要用润滑油涂活塞以达到封闭效果。(2)为了保持封闭气体的温度不变,就要让气体与外界进行足够的热交换,一要时间长,也就是动作缓慢,二要活塞导热性能好。答案:(1)用润滑油涂活塞

(2)慢慢地抽动活塞

活塞导热性好题后反思

本实验探究用