2022年封闭气体压强计算方法总结.docx

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1、精品学习资源规律方法一、 气体压强的运算1. 气体压强的特点1气体自重产生的压强一般很小，可以忽视 但大气压强 P0 却是一个较大的数值 大气层重力产生 ，不能忽视2密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体依据原先的大小向各个方向传递2. 静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定1液体封闭的气体的压强 平稳法：选与气体接触的液柱为讨论对象，进行受力分析，利用它的受力平稳，求出气体的压强例 1、如图，玻璃管中灌有水银，管壁摩擦不计，设p0=76cmHg, 求封闭气体的压强单位： cm解析 ：此题可用静力平稳解决以图2为例求解欢迎下载精品学习资源1N 10p0 smg2psp0s10

2、cm（ 3） ps P=66cmHg10N410（ 5）N 10psp0s欢迎下载精品学习资源P= 76cmHgmg psmg p0sp0s300P=81cmHgps 370P= 70cmHg欢迎下载精品学习资源取水银柱为讨论对象，进行受力分析，列平稳方程得Ps= P0S mg；所以 p= P0S 十 ghS， 所以 PP0 十 ghPa或 P P0 hcmHg 答案 ：P P0 十 gh Pa或 PP0 h cmHgN解4 ： 对水银柱受力分析如右图10沿试管方向由平稳条件可得：PS欢迎下载精品学习资源pS=p0S+mgSin30 0P0 S300mg欢迎下载精品学习资源P0SghS sin

3、 30P=S=p0+ hgSin30 =76+10Sin30 cmHg =76+5 cmHg =81 cmHg点评 ：此题虽为热学问题，但典型地表达了力学方法，即：选讨论对象，进行受力分析，列方程拓展：欢迎下载精品学习资源【例 2】在竖直放置的U 形管内由密度为的两部分液体封闭着两段空气柱大气压强为P0，各部尺寸如下图求A、B 气体的压强Bh2Ah1 h求 pA ：取液柱 h1 为讨论对象，设管截面积为S，大气压力和液柱重力向下，A 气体压力向上，液柱 h1 静止，就 P0S gh1S=PA S所以PA=P0 gh1求 pB：取液柱 h2 为讨论对象， 由于 h2 的下端以下液体的对称性，下端

4、液体自重产生的 任强可不考虑， A 气体压强由液体传递后对h2 的压力向上， B 气体压力、液柱h2 重力向下， 液往平稳，就PB S gh2S=PA S所以PB=P0 gh1 一 gh2娴熟后，可直接由压强平稳关系写出待测压强，不肯定非要从力的平稳方程式找起小结：受力分析： 对液柱或固体进行受力分析,当物体平稳时 : 利用 F 合=0, 求 p 气留意 : 1 正确选取讨论对象2正确受力分析 ,别漏画大气压力 取等压面法 ：依据同种液体在同一水平液面压强相等， 在连通器内敏捷选取等压面， 由两侧压强相等建立方程求出压强，仍以图 7 3 为例：求 pB 从 A 气体下端面作等压面， 就有 PB

5、 十 gh2 PA P0 gh1，所以 PB=P0 gh1 一 gh2例 3、如图，U 型玻璃管中灌有水银 .求封闭气体的压强 .设大气压强为 P0=76cmHg 、单位：cm欢迎下载精品学习资源3p04lA1欢迎下载精品学习资源1220h1h 2欢迎下载精品学习资源php10AAph 10p p010P= 96cmHgl2BpA =CP0+h 2 h1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P=86cmHgP=66cmHgp B = P 0+h 2欢迎下载精品学习资源解析 ：此题可用取等压面的方法解决液面 A 和气体液面等高， 故两液面的压强相等，就中气体压强： p pA= P0 hcmHg

6、 答案 ：P= P0 h点评 ：此题事实上是选取A 以上的水银柱为讨论对象，进行受力分析，列平稳方程求出的关系式： P0h PA 拓展：h 4Ah 3h 1Bh2欢迎下载精品学习资源1m 0pS2p0 SNmgTp0Sm 0mgpSP= P 0+m 0+mg/sP= P 0 m 0+mg/s解析 ：此问题中的活塞和气缸均处于平稳状态当以活塞为讨论对象， 受力分析如图甲所示，由平稳条件得pS m0+m g P0S； P= p=P0+m 0 m g/S在分析活塞、气缸受力时，要特殊留意大气压力，何时必需考虑，何时可不考虑pS3. 活塞下外表与水平面成角解:对活塞受分析如图p 0S由竖直方向合力为零

7、可得: p0S+mg=pS cosNS cos =S拓展： p=P0+mg/SmgAP0P 0p ApppAPBABPBB3加速运动系统中封闭气体压强的确定常从两处入手：一对气体，考虑用气体定律确定，二是选与气体接触的液柱或活塞等为讨论对象，受力分析，组联立求解利用牛顿其次定律解出详细问题中常把二者结合起来，建立方程1试管绕轴以角速度匀速转动解:对水银柱受力分析如图N由牛顿其次定律得:PS P0S=m 2 r ,其中 m= ShhP S0pS由几何学问得 :r=d h/2 解得 P=P 0h2 d h/2dmg小结 :取等压面法： 依据同种不间断液体在同一水平面压强相等的“连通器原理 ”选,取

8、恰当的等压面 ,列压强平稳方程求气体的压强. 选取等压面时要留意，等压面下肯定要是同种液体， 否就就没有压强相等的关系2固体活塞或气缸封闭的气体的压强由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平稳条件建立方程，来找出气体压强与其它各力的关系例 4: 以下图中气缸的质量均为M, 气缸内部的横截面积为S,气缸内壁摩擦不计 .活塞质量为m,求封闭气体的压强 设大气压强为 p0欢迎下载精品学习资源(2) 试管随小车一起以加速度a 向右运动解:对水银柱受力分析如图由牛顿其次定律得:PS p0S=mam= Sh 解得 :p=p 0+ ahNahP0 SpSmg欢迎下载精品学习资

9、源(3) 气缸和活塞在 F 作用下沿光滑的水平面一起向右加速运动解： 对整体水平方向应用牛顿其次定律：F=m+M a对活塞受力分析如图：由牛顿其次定律得：F+PSP0S=ma由两式可得：Fp/欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P=P 0MFmMSp0SFTpSm欢迎下载精品学习资源P0pa=g/5pP0pa=g/5欢迎下载精品学习资源拓展：小 结：当物体做变速运动时 : 利用牛顿运动定律列方程来求气体的压强利用F 合=ma,求 p 气 ；总结： 运算气缸内封闭气体的压强时，一般取活塞为讨论对象进行受力分析.但有时也要以气缸或整体为讨论对象.所以解题时要敏捷选取讨论对象三.课堂小结1、气体的状态参量： 温度 T；体积 V；压强 p2、确定气体压强的方法： 受力分析法；取等压面法；牛顿定律法欢迎下载