【创新设计】2014-2015学年高二物理粤教版选修3-3课件：2.7 气体实验定律(Ⅰ)(19张)

高中物理·选修3-3·粤教版第二章固体、液体和气体第七节气体实验定律(Ⅰ)[目标定位]1.理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系．2.知道玻意耳定律的内容，表达式及适用条件．3.能运用玻意耳定律对有关问题进行分析，计算．4.了解p－V图、p－1V图的物理意义．一、探究气体规律的方法同时研究三个状态参量之间的变化关系比较困难，可以采用控制变量法，控制其中不变，研究状态参量的变化关系，然后确定三个状态参量的变化规律．二、玻意耳定律1．内容：一定质量的某种气体，在不变的情况下，压强与体积成．2．公式：pV＝C或.3．条件：气体的一定，不变．预习导学一个状态参量其他温度反比p1V1＝p2V2质量温度三、气体等温变化的图象(即等温线)1．图象如图2－7－1所示：预习导学p­V图象p­1V图象图2－7－1预习导学2．特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成，在p­V图上等温线应为，在p­1V图上等温线应为．反比双曲线过原点的直线想一想如图2－7－2所示，为同一气体在不同温度下的等温线，t1和t2哪一个大？图2－7－2答案t1大于t2.因为体积相同时，温度越高，压强越大．预习导学3．应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．(2)确定初、末状态及状态参量(p1V2，p2V2)．(3)根据玻意耳定律列方程求解．(注意统一单位)(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．课堂讲义一、玻意耳定律的理解及应用1．成立条件：(1)质量一定，温度不变．(2)温度不太低，压强不太大．2．表达式：p1V1＝p2V2或pV＝常数或p1p2＝V2V1.课堂讲义例1一种水下重物打捞方法的工作原理如图2－7－3.将一质量M＝3×103kg、体积V0＝0.5m3的重物质捆绑在开口朝下的浮筒上．向浮筒内冲入一定质量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40m，筒内气体体积V1＝1m3.图2－7－3课堂讲义在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮．求V2和h2.已知大气压强P0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略．答案2.5m310m课堂讲义解析当F＝0时，由平衡条件得Mg＝ρg(V0＋V2)①代入数据得V2＝2.5m3②设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1＝p0＋ρgh1③p2＝p0＋ρgh2④在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2⑤联立②③④⑤式代入数据得h2＝10m⑥课堂讲义针对训练粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm.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，求管口距液面的深度．(取水面上大气压强为p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2，池水中温度恒定)答案2.02m课堂讲义解析确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程．设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面为S.气体的初末状态参量分别为：初状态：p1＝p0，V1＝12S末状态：p2＝p0＋ρg(h－0.02)，V2＝10S由玻意耳定律p1V1＝p2V2，得p0p0＋ρgh－0.02＝10S12S解得：h＝2.02m.课堂讲义二、等温变化中p­V图象和p­1V图象的理解和应用1．一定质量的气体，在p­V图象中等温线是双曲线，双曲线上的每一个点，均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的．一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，且pV乘积越大，温度越高，如图2－7－4所示：T2T1.课堂讲义图2－7－4课堂讲义图2－7－52．一定质量气体的等温变化过程，也可以用p－1V图象来表示，如图2－7－5所示．等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k＝p/(1V)＝pV∝T，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高．课堂讲义图2－7－6例2(双选)如图2－7－6所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p－1V图线，由图可知()A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B．一定质量的气体在发生等温变化时，其p－1V图线的延长线是经过坐标原点的C．T1T2D．T1T2课堂讲义答案BD课堂讲义解析这是一定质量的气体在发生等温变化时的p－1V图线，由图线过原点可知p/1V＝恒量，即斜率k＝pV为恒量，所以p与V成反比，A错、B正确；根据p－1V图线斜率的物理意义可知C错、D对．借题发挥由玻意耳定律可知，pV＝C(常量)，其中C的大小与气体的质量及温度有关，质量越大，温度越高，C也越大，在p－1V图象中，斜率k＝C也就越大.再见