氣體壓強計算課件

1、描述氣體狀態(tài)參量描述氣體狀態(tài)參量知識回顧知識回顧液體壓強計算公式：液體壓強計算公式：p=gh, h是液體的深度是液體的深度若液面與外界大氣相接觸若液面與外界大氣相接觸,則液面下則液面下h處的壓強為處的壓強為 p=p0+gh,p0為外界大氣壓強為外界大氣壓強.帕斯卡定律帕斯卡定律:加在密閉液體加在密閉液體(或氣體或氣體)上的壓強能上的壓強能夠大小不變地由液體夠大小不變地由液體(或氣體或氣體)向各向各個方向傳遞個方向傳遞.連通器原理連通器原理:在連通容器中在連通容器中,同一種液體同一種液體(中間液體不間中間液體不間斷斷)的同一水平面上的壓強是相等的的同一水平面上的壓強是相等的.托里拆利實驗：托里拆

2、利實驗： 如圖所示如圖所示, 玻璃管中灌有長度為玻璃管中灌有長度為l的水銀的水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的的壓強壓強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg) AA如下圖所示如下圖所示, 玻璃管中灌有水銀玻璃管中灌有水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的壓的壓強強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg) 玻璃管中灌有水銀玻璃管中灌有水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的壓強的壓強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg)如下圖所示如下圖所示, 玻璃管中都灌有水銀玻璃管中都灌有水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的壓的壓強強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg) 如下圖所示如下圖所

3、示, 玻璃管中都灌有水銀玻璃管中都灌有水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的壓的壓強強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg) 例例1:如下圖所示如下圖所示, 玻璃管中都灌有水銀玻璃管中都灌有水銀, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體A的的壓強壓強.(設大氣壓強設大氣壓強76 cmHg) 如下圖所示如下圖所示, 求出被封閉氣體求出被封閉氣體1和和2的壓強的壓強.(設大氣壓強設大氣壓強H) 針對性訓練針對性訓練1:如圖所示如圖所示U形管封閉端內(nèi)有一部分氣體被水銀形管封閉端內(nèi)有一部分氣體被水銀封住封住,已知大氣壓為已知大氣壓為p0,則被封部分氣體的壓強則被封部分氣體的壓強p(以汞柱為單以汞柱為單位位)

4、為為( )A. p0+h2 B. p0-h1C. p0-(h1+h2) D. p0+h2-h1固體固體(活塞或氣缸活塞或氣缸)封閉氣體壓強的計算封閉氣體壓強的計算例例2:一圓筒形汽缸靜置于地面上一圓筒形汽缸靜置于地面上,如圖所示如圖所示,汽缸筒的質(zhì)量為汽缸筒的質(zhì)量為M,活塞質(zhì)量為活塞質(zhì)量為m,活塞面積為活塞面積為S,大氣壓強為大氣壓強為p0,現(xiàn)將活塞緩慢上現(xiàn)將活塞緩慢上提提,求汽缸剛離地面時汽缸內(nèi)氣體的壓強求汽缸剛離地面時汽缸內(nèi)氣體的壓強.(忽略摩擦忽略摩擦)解析解析:題目中的活塞和氣缸均處于平衡狀態(tài)題目中的活塞和氣缸均處于平衡狀態(tài),以活塞為研究對以活塞為研究對象象,受力分析如圖受力分析如圖(

5、1)所示所示,由平衡條件得由平衡條件得F+pS=mg+p0S,以活以活塞和汽缸整體為研究對象塞和汽缸整體為研究對象,受力如圖受力如圖(2)所示所示,有有F=(M+m)g0MgppS由以上兩式可解得0:MgpS答案點撥點撥:在應用整體法時在應用整體法時,外界大氣壓力相互抵消外界大氣壓力相互抵消,不再考慮不再考慮,利用隔離法時利用隔離法時,應考慮大氣壓力的作用應考慮大氣壓力的作用.針對性訓練針對性訓練2:如右圖所示如右圖所示,一個橫截面積為一個橫截面積為S的圓筒形容器豎的圓筒形容器豎直放置直放置,金屬圓板的上表面是水平的金屬圓板的上表面是水平的,下表面是傾斜的下表面是傾斜的,下表面下表面與水平面夾

6、角為與水平面夾角為,圓板質(zhì)量為圓板質(zhì)量為M,不計圓板與筒壁之間的摩擦不計圓板與筒壁之間的摩擦.若大氣壓強為若大氣壓強為p0,則被圓板封閉在容器中的氣體壓強則被圓板封閉在容器中的氣體壓強p等于等于( )00200.pMgcosMgA pBScosScosMgcosMgC pD pSS題型三題型三 容器有加速度時封閉氣體的壓強容器有加速度時封閉氣體的壓強例例3:如圖所示如圖所示,汽缸質(zhì)量為汽缸質(zhì)量為M,活塞質(zhì)量為活塞質(zhì)量為m,橫截面積為橫截面積為S,缸缸內(nèi)封閉氣體質(zhì)量忽略不計內(nèi)封閉氣體質(zhì)量忽略不計,汽缸置于光滑水平面上汽缸置于光滑水平面上,當用一水當用一水平外力拉活塞時平外力拉活塞時,活塞與汽缸由

7、保持相對靜止而向右加速運動活塞與汽缸由保持相對靜止而向右加速運動.則此時缸內(nèi)氣體的壓強為多少則此時缸內(nèi)氣體的壓強為多少?(不計活塞與汽缸的摩擦不計活塞與汽缸的摩擦).解析解析:整體分析有整體分析有:F=(M+m)a對汽缸有對汽缸有:p0S-pS=Ma0:.()MFppMm S由以上兩式可得0):(MFpMm S答案點撥點撥:1.當容器有加速度時當容器有加速度時,通常要選擇與氣體相關聯(lián)的液體通常要選擇與氣體相關聯(lián)的液體 汽缸汽缸 活塞等作為研究對象活塞等作為研究對象,進行受力分析進行受力分析,然后根據(jù)牛頓然后根據(jù)牛頓第二定律列方程第二定律列方程,進而求出氣體壓強進而求出氣體壓強.2.本題的實質(zhì)是

8、動力學中的連接體問題本題的實質(zhì)是動力學中的連接體問題,在解法上采用了先整在解法上采用了先整體后隔離的方法體后隔離的方法,整體分析時的內(nèi)力就轉(zhuǎn)化為隔離分析時的外整體分析時的內(nèi)力就轉(zhuǎn)化為隔離分析時的外力力.針對性訓練針對性訓練3:如圖所示有一段如圖所示有一段12 cm長的汞柱長的汞柱,在均勻玻璃管在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體中封住一定質(zhì)量的氣體,若開口向上將玻璃管放置在若開口向上將玻璃管放置在30的的光滑斜面上光滑斜面上,在下滑過程中被封住氣體的壓強為在下滑過程中被封住氣體的壓強為(大氣壓強大氣壓強p0=760 mmHg)( )A.76 cmHgB.82 cmHgC.88 cmHgD.70 c

9、mHg解析解析:對水銀柱的受力分析如圖所示對水銀柱的受力分析如圖所示對整體有對整體有:a=g sin對水銀柱有對水銀柱有:p0S+mgsin-pS=ma解得解得p=p0,故故A正確正確.答案答案:A如右圖所示如右圖所示,一支兩端開口一支兩端開口,內(nèi)徑均勻的內(nèi)徑均勻的U形玻璃管形玻璃管,右邊直管右邊直管中的水銀柱被一段空氣柱隔開中的水銀柱被一段空氣柱隔開,空氣柱下端水銀面與左管中水空氣柱下端水銀面與左管中水銀面的高度差為銀面的高度差為h,則下列敘述中正確的是則下列敘述中正確的是( ) A.向左管中注入一些水銀后向左管中注入一些水銀后,h將減小將減小B.向左管中注入一些水銀后向左管中注入一些水銀后

10、,h將不變將不變C.向右管中注入一些水銀后向右管中注入一些水銀后,h將增大將增大D.向右管中注入一些水銀后向右管中注入一些水銀后,h將不變將不變8.如右圖所示如右圖所示,一端開口的一端開口的U形玻璃管封閉的一側(cè)與水平面成形玻璃管封閉的一側(cè)與水平面成=60角角,用水銀柱封閉一段空氣柱用水銀柱封閉一段空氣柱,兩管及下底的水銀柱長兩管及下底的水銀柱長均為均為L=10 cm,外界大氣壓強外界大氣壓強p0=76 cmHg,則被封閉的空氣柱則被封閉的空氣柱的壓強為的壓強為p=_cmHg.02310:pphhhpLsinLsin 931376 1010010222L81.sincmHg解析 封閉端氣體的壓強

11、為答案答案:81能力提升能力提升9.兩個相同的密閉容器甲和乙兩個相同的密閉容器甲和乙,里面裝有質(zhì)量相等的同種理想里面裝有質(zhì)量相等的同種理想氣體氣體,已知容器甲中的壓強大于容器乙中的壓強已知容器甲中的壓強大于容器乙中的壓強,則則( )A.甲中氣體分子的平均動能大于乙中氣體分子的平均動能甲中氣體分子的平均動能大于乙中氣體分子的平均動能B.甲中氣體分子的平均動能可能等于乙中氣體分子的平均動甲中氣體分子的平均動能可能等于乙中氣體分子的平均動能能C.甲中氣體分子的速率都大于乙中氣體分子的速率甲中氣體分子的速率都大于乙中氣體分子的速率D.甲種氣體的部分分子的速率可能小于乙中氣體的部分分子甲種氣體的部分分子

12、的速率可能小于乙中氣體的部分分子的速率的速率解析解析:甲甲 乙兩個相同的密閉容器乙兩個相同的密閉容器,里面氣體體積相同里面氣體體積相同,里面裝里面裝有質(zhì)量相同的同種理想氣體有質(zhì)量相同的同種理想氣體,即理想氣體的分子總數(shù)相同即理想氣體的分子總數(shù)相同,所所以甲以甲 乙兩容器內(nèi)氣體分子的密度相同乙兩容器內(nèi)氣體分子的密度相同,甲容器中的氣體壓強甲容器中的氣體壓強大于乙容器中氣體的壓強時大于乙容器中氣體的壓強時,甲容器中氣體的溫度大于乙容器甲容器中氣體的溫度大于乙容器中氣體的溫度中氣體的溫度,故故A D正確正確.答案答案:AD10.如圖所示如圖所示,一圓柱形容器上部圓筒較細一圓柱形容器上部圓筒較細,下部

13、圓筒較粗下部圓筒較粗,且足且足夠長容器的底是一可沿下圓筒無摩擦移動的活塞夠長容器的底是一可沿下圓筒無摩擦移動的活塞S,用繩通過用繩通過測力計測力計F將活塞提著將活塞提著.容器中盛水容器中盛水,開始時開始時,水面與上量筒的開水面與上量筒的開口處在同一水平面上口處在同一水平面上,在提著活塞的同時使活塞緩慢地下移在提著活塞的同時使活塞緩慢地下移,在這一過程中在這一過程中,測力計的讀數(shù)測力計的讀數(shù)( )A.先變小先變小,然后保持不變?nèi)缓蟊３植蛔傿.一直保持不變一直保持不變C.先變大先變大,然后變小然后變小D.先變小先變小,后變大后變大解析解析:活塞受力平衡活塞受力平衡,有有F+p0S=G+PS,其中水

14、對活塞的壓強其中水對活塞的壓強p=p0+gh,在活塞緩慢下移的過程中在活塞緩慢下移的過程中,水的深度水的深度h先減小先減小,當水當水全部進入較粗的圓筒后深度全部進入較粗的圓筒后深度h保持不變保持不變,所以所以F先減小后保持先減小后保持不變不變.答案答案:A11.如右圖所示如右圖所示,一端封閉的一端封閉的 壁又很薄的管子中有一些空氣壁又很薄的管子中有一些空氣和一些水銀和一些水銀,將它倒置于水銀槽中將它倒置于水銀槽中,上端用彈簧秤提著上端用彈簧秤提著,水銀和水銀和管壁之間的摩擦力不計管壁之間的摩擦力不計,此時彈簧秤的讀數(shù)應為此時彈簧秤的讀數(shù)應為( )A.等于管子本身的重力等于管子本身的重力B.等于

15、管重加露出部分一段水銀柱的重力等于管重加露出部分一段水銀柱的重力C.等于管重加大氣壓力等于管重加大氣壓力D.等于管重減去管內(nèi)空氣向上的壓力等于管重減去管內(nèi)空氣向上的壓力解析解析:試管中水銀柱長為試管中水銀柱長為h,質(zhì)量為質(zhì)量為m,截面積為截面積為S,彈簧拉力為彈簧拉力為F,管重管重Mg,大氣壓強為大氣壓強為p0,管中頂部氣體壓強為管中頂部氣體壓強為p,對試管受力分對試管受力分析得析得F+pS=p0S+Mg,所以所以F=(p0-p)S+Mg.對試管中頂部氣體分析得對試管中頂部氣體分析得:p+gh=p0,求得求得(p0-p)=gh.而而m=hS.則則F=ghS+Mg=(M+m)g.答案答案:B12

16、.如右圖所示如右圖所示,質(zhì)量為質(zhì)量為M=1 kg,面積為面積為S=10 cm2的活塞的活塞,封住封住氣缸內(nèi)的氣體氣缸內(nèi)的氣體,活塞與氣缸無摩擦活塞與氣缸無摩擦,若在活塞上加上若在活塞上加上m=1 kg的的重物重物,缸內(nèi)氣體的壓強為缸內(nèi)氣體的壓強為p1=_ Pa;若在活塞上加豎若在活塞上加豎直向上的直向上的50 N的拉力的拉力,氣缸仍留在地面上氣缸仍留在地面上,則氣缸內(nèi)氣體的壓則氣缸內(nèi)氣體的壓強強p2=_ Pa.(大氣壓強大氣壓強p0取取1.0105 Pa;g取取10 m/s2)解析解析:加重物加重物m時時,對重物和活塞對重物和活塞:(M+m)g+p0S=pS,則則5004()(1 1) 101

17、.0 105101.2 10 PaF50 N,:FpSMgp S,10Mm gppPaPaS用的力拉時 對活塞50451 1050()/1.0 1010 100.6 10.ppMgFSPaPaPa答案答案:1.2105 0.610513.如右圖所示如右圖所示,圓形氣缸的質(zhì)量為圓形氣缸的質(zhì)量為m1,與地面的動摩擦因數(shù)為與地面的動摩擦因數(shù)為,活塞質(zhì)量為活塞質(zhì)量為m2,缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體,在水平恒力在水平恒力F作作用下整體一起向前加速用下整體一起向前加速,活塞橫截面積為活塞橫截面積為S,大氣壓強為大氣壓強為p0,缸缸內(nèi)壁摩擦不計內(nèi)壁摩擦不計,求缸內(nèi)氣體的壓強求缸內(nèi)氣體的壓強

18、.(氣體質(zhì)量可略氣體質(zhì)量可略)解析解析:以整體為研究對象以整體為研究對象,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F-(m1+m2)g=(m1+m2)a對氣缸對氣缸:p0S-pS-(m1+m2)g=m1a21012.()m gm FppSmm S所以21012():m gm FpSmm S答案創(chuàng)新拓展創(chuàng)新拓展14.如右圖所示如右圖所示,試管由水銀封閉有一定質(zhì)量的氣體試管由水銀封閉有一定質(zhì)量的氣體,靜止時氣靜止時氣柱長為柱長為L0,大氣壓強為大氣壓強為p0.當試管繞豎直軸當試管繞豎直軸OO以角速度以角速度在水在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時氣柱長度為平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時氣柱長度為L,其他尺寸如圖所示其他尺寸如圖所示,求轉(zhuǎn)動時求轉(zhuǎn)動時氣體壓強氣體壓強.(設水銀密度為設水銀密度為)解析解析:選取水銀柱為研究對象選取水銀柱為研究對象,轉(zhuǎn)動所需向心力由液柱兩側(cè)氣轉(zhuǎn)動所