粤教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第2章 气体、液体和固体 第1节 气体实验定律(Ⅰ).ppt

解析解法一:力平衡法选与气体接触的液柱为研究对象,进行受力分析,利用平衡条件求解.求pA:取高为h1的液柱为研究对象,设管的横截面积为S,大气压力和液柱重力方向向下,A气体产生的压力方向向上,因高为h1的液柱静止,则p0S+ρgh1S=pAS,得pA=p0+ρgh1.求pB:取高为h2的液柱为研究对象,由于h2的下端以下液体的对称性,下端液体产生的压强可以不予考虑,A气体的压强由液体传递后对h2的压力方向向上,B气体压力、高为h2的液柱的重力方向向下,液柱受力平衡,则pBS+ρgh2S=pAS,得pB=p0+ρgh1-ρgh2=p0+ρg(h1-h2).解法二:取等压面法根据同种液体在同一液面处压强相等,在连通器内灵活选取等压面.由两侧压强相等列方程求解压强.求pB时从A气体下端选取等压面,则有pB+ρgh2=pA=p0+ρgh1,所以pA=p0+ρgh1,pB=p0+ρg(h1-h2).规律总结求被封闭的气体的压强问题,实质是力和物体运动状态关系的问题,其关键是选好研究对象(是液面、液柱还是活塞),分析好受力关系,利用平衡方程或牛顿第二定律求解.对点演练1.如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为m0,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,则封闭气体的压强为()C解析以缸套为研究对象,则m0g+pS=p0S,解得p=p0-,故C正确,A、B、D错误.探究点二实验:探究气体的等温变化规律导学探究以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标,用采集的各组数据在坐标纸上描点,绘出等温曲线,如图所示.观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系.要点提示根据p-V图像是曲线,没法确定两者的定量关系.知识点拨实验器材铁架台、注射器、气压计等研究对象(系统)注射器内被封闭的空气柱数据收集压强由气压计读出,空气柱体积(长度)由刻度尺读出数据处理以压强p为纵坐标,以体积的倒数为横坐标作出p-图像图像结果p-图像是一条过原点的直线实验结论压强跟体积的倒数成正比,即压强与体积成反比典例剖析【例题2】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;③用V-图像处理实验数据,得出如图乙所示图线.(1)在做实验操作过程中,要采取以下做法:是为了保证实验的恒温条件,是为了保证气体的质量不变.(填入相应的字母代号)?A.使用压强传感器而不使用气压计B.移动活塞要缓慢C.实验时,不要用手握住注射器D.在注射器活塞上涂润滑油(2)如果实验操作规范正确,但如图所示的V-图线不过原点,则V0代表.?BCAD注射器与压强传感器连接部位的气体体积解析(1)移动活塞要缓慢;实验时,不要用手握住注射器,都是为了保证实验的恒温条件,故选B、C.用橡皮帽堵住注射器的小孔;在注射器活塞上涂润滑油是为了保证气体的质量不变,故选A、D.(2)由于注射器与压强传感器连接部位有气体,设注射器与压强传感器连接部位的气体体积为V1,根据p(V+V1)=C(C为定值),则有V=-V1,如果实验操作规范正确,但如图所示的V-图线不过原点,结合图线可知V0=V1,则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积.规律总结(1)改变气体体积时,要缓慢进行.(2)实验过程中,不要用手接触注射器的外壁.(3)实验前要在柱塞上涂抹润滑油.对点演练2.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律:(1)在实验中,下列哪些操作不是必需的.?A.用橡胶塞密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取气压计上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住注射器,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是.?B尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变(3)下列图像,最能直观反映气体做等温变化的规律的是.?C解析(1)用橡胶塞密封注射器的下端,是为了封住一定量的气体,故A是必要的;没有必要测量柱塞的直径,由于整个过程中,横截面积不变,知道长度就可以,列方程时,两边横截面