【创新设计】2014-2015学年高二物理鲁科版选修3-3配套课件：4.1 气体实验定律 第1课时

预习导学预习导学课堂讲义第4章气体高中物理·选修3-3·鲁科版第4章气体第1节气体实验定律(第1课时)预习导学课堂讲义第4章气体[目标定位]1.知道玻意耳定律的内容，表达式及适用条件．2.能运用玻意耳定律对有关问题进行分析，计算．3.了解p－V图、p－1V图的物理意义．预习导学预习导学课堂讲义第4章气体一、气体的状态1．状态参量：物理学中研究气体的性质时，通常用气体的、和这三个物理量来描述气体的状态．2．研究方法：控制一个参量不变，研究另外两个变量之间关系的方法叫做法．压强温度体积控制变量预习导学预习导学课堂讲义第4章气体二、玻意耳定律(玻意耳—马略特定律)1．内容：的气体，在温度的条件下，压强与体积成．2．公式：pV＝C或p1V1＝.3．条件：气体的一定，保持不变．一定质量保持不变反比p2V2质量温度预习导学预习导学课堂讲义第4章气体4．图象：预习导学预习导学课堂讲义第4章气体想一想如图4－1－1所示，为同一气体在不同温度下的等温线，t1和t2哪一个大？答案t1大于t2，因为体积相同时，温度越高，压强越大.图4－1－1课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体一、气体压强的求法1．液柱封闭气体等压法：同种液体在同一深度液体的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强．如图4－1－2甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图4－1－2乙所示，M、N两处压强相等．故有pA＋ph2＝pB，从右侧管看，有pB＝p0＋ph1.图4－1－2课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体2．活塞封闭气体选与封闭气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，再利用平衡条件求压强．如图4－1－3甲所示，气缸截面积为S，活塞质量为M.在活塞上放置质量为m的铁块，设大气压强为p0，试求封闭气体的压强．图4－1－3课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体以活塞为研究对象，受力如图4－1－3乙所示．由平衡条件得：Mg＋mg＋p0S＝pS，即：p＝p0＋M＋mgS.课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体【例1】如图4－1－4所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长h1为10cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少？答案65cmHg60cmHg图4－1－4课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体解析设管的截面积为S，选a的下端面为参考液面，它受向下的压力为(pA＋h1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则(pA＋h1)S＝p0S，所以pA＝p0－h1＝(75－10)cmHg＝65cmHg，再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于pB，则(pB＋h2)S＝pAS，所以pB＝pA－h2＝(65－5)cmHg＝60cmHg.借题发挥(1)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p＝ρgh时，应特别注意h是表示液面竖直高度，不一定是液柱长度．(2)特别注意大气压强的作用，不要漏掉大气压强．课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体二、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＝V2V1.3．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(p1、V1，p2、V2)．(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．课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体【例2】如图4－1－5所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住一定质量的气体，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()A．p＝p0＋MgSB．p＝p0＋M＋mgSC．p＝p0－MgSD．p＝mgS图4－1－5课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体答案C解析以缸套为研究对象，有pS＋Mg＝p0S，所以封闭气体的压强p＝p0－MgS，故应选C.对于活塞封闭气体类问题压强的求法，灵活选取研究对象会使问题简化．课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体【例3】(2014·重庆理综)如图图4－1－6为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩．若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力．图4－1－6课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体答案V0Vp0S解析设压力为F，压缩后气体压强为p.由p0V0＝pV和F＝pS得F＝V0Vp0S.课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体三、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4－1－7所示：T2T1.图4－1－7课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体2．一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4－1－8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．图4－1－8课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体【例4】如图4－1－9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图4－1－9课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体答案BD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．课堂讲义预习导学课堂讲义第4章气体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.预习导学预习导学课堂讲义第4章气体再见