專題密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算選修

1、專題密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算選修第1頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，頻繁與器壁碰撞，宏觀上對(duì)器壁產(chǎn)生了持續(xù)的壓力。單位面積所受壓力，叫壓強(qiáng)。一個(gè)空氣分子，每秒鐘與其它分子碰撞達(dá)65億次之多。容器中各處的壓強(qiáng)相等第2頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日1. 理論依據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式 p = gh。液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強(qiáng)為 p = p0 + gh帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強(qiáng)能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個(gè)方向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體）連通器原理：在連通器中，同一種液

2、體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強(qiáng)是相等的。一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算第3頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日（1）連通器原理：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng) 例如圖中，同一液面C、D處壓強(qiáng)相等 pAp0ph.（2）參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等，進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng) 例如，圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知 (pAph0)S(p0phph0)S.即pAp0ph

3、.2.計(jì)算方法（3）受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由F合0列式求氣體壓強(qiáng)第4頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日hhh下列各圖裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，用水銀（或活塞）封閉一定量的氣體在玻璃管（或氣缸）中，求封閉氣體的壓強(qiáng)P練習(xí)：P =ghP =? cmHg（柱）P帕h米P =P0P =P0+ghP =P0- gh第5頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日hhh連通器原理：同種液體在同一高度壓強(qiáng)相等P =P0+ghP =P0- ghP =P0- gh第6頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日h1h2

4、ABP0PBPA玻璃管與水銀封閉兩部分氣體A和B。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg柱， h1=10cm，h2=15cm。求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)PA=? 、 PB =?PaPacmHg柱cmHg柱例題：1atm = 76cmHg =1.0105 Pa第7頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日例：計(jì)算圖2中各種情況下，被封閉氣體的壓強(qiáng)。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg，圖中液體為水銀）76cmHg51cmHg63.5cmHg51cmHg101cmHg第8頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日 求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)固體（如活塞等）進(jìn)行

5、受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算第9頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日SmmS練習(xí)：氣體對(duì)面的壓力與面垂直: F=PSGP0SPSPS = P0S+mgGPSP0SNSPS =mg +P0ScosPS = mg+P0S第10頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日MmSMmS以活塞為研究對(duì)象以氣缸為研究對(duì)象mg+PS = P0SMg+PS = P0S第11頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日 例2、如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套

6、間無(wú)摩擦,活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，則下列說(shuō)法正確的是( )A、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向下，大小為mgC、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0-Mg/SD、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0+mg/SAC第12頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日 當(dāng)封閉氣體的所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)時(shí)，欲求封閉氣體壓強(qiáng)，首先要選擇恰當(dāng)?shù)膶?duì)象（如與氣體相關(guān)的液體、活塞等）并對(duì)其進(jìn)行正確的受力分析（特別注意分析內(nèi)外的壓力）然后應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。三、非平衡態(tài)下密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算例1、試計(jì)算下述情況下密閉氣體的壓強(qiáng) ，已知大氣壓P0,圖中水銀柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，斜面光滑自由下滑第13頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日例2、如圖所示，質(zhì)量為m1內(nèi)壁光滑的橫截面積為S的玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)量為m2的水銀，管外壁與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,斜面傾角=37，當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時(shí)，求被封閉的氣體壓強(qiáng)為多少？（設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0）第14頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)55分，星期日類型1.平衡態(tài)下液體密封氣體的壓強(qiáng)2.平衡態(tài)下氣缸活塞密封氣體的壓強(qiáng)3.非平衡態(tài)下密閉氣體的壓強(qiáng)