高中物理 第4章 气体 第1节 气体实验定律 第1课时 学案 鲁科版选修3-3-鲁科版高二选修3-3物理学案VIP免费

第1节气体实验定律第1课时1.了解描述气体状态的三个参量和物理意义．(重点)2.学会使用玻意耳定律，弄清条件、研究方法及其应用．(重点＋难点)3．初步学会使用p－V图象、p－图象处理问题．(难点)一、探究气体规律的方法1．气体参量：研究气体的性质时，常用气体的温度、体积和压强描述气体的状态．2．探究方法：同时研究三个量之间的关系比较困难，可以采用控制变量法，控制其中一个量不变，研究另外两个物理量之间的变化关系．控制变量法是物理上研究多个变量时常用的方法．如探究加速度与物体质量及物体受合外力的关系中所用的方法便是此方法．二、玻意耳定律1．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下，压强和体积的变化关系．2．探究等温变化的规律(1)实验装置如图所示．①研究对象：针筒内被封闭的气体．②气体初态压强和体积：从气压计上直接读出气体压强；从针筒刻度直接读出气体体积．(2)实验方法①缓慢地向前推或向后拉活塞(保持气体温度不变)，待气压计示数稳定后，记下气体的压强(p)和体积(V)．②按步骤①中的方法，测出几组对应的压强和体积值．(3)处理数据：作p－图象．(4)探究结果：压强与体积成反比．3．玻意耳定律(1)内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比．(2)公式：p∝也可写作p1V1＝p2V2或pV＝恒量．(3)条件：气体的质量一定，温度保持不变．1．(1)玻意耳定律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现的．()(2)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变．()(3)对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的．()提示：(1)√(2)×(3)×三、气体等温变化的图象(即等温线)1．图象：如图所示．2．特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成反比，在p－V图象上等温线应为双曲线的一支，在p－图象上等温线应为过原点的直线．2．(1)一定质量的气体的等温线上的两点的压强p和体积V的乘积相等．()(2)p－V图中的等温线上的一点代表一定质量的气体的一个状态．()提示：(1)√(2)√封闭气体压强的计算1．静止或匀速运动系统中压强的计算方法(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强．例如，如图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.(2)平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列等式求气体压强．(3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等pA＝p0＋ph.2．容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强．如图，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS－p0S－mg＝ma得：p＝p0＋.水银柱模型，压强的单位一般用cmHg，汽缸模型，压强的单位一般用国际单位Pa或标准大气压atm.命题视角1水银封闭气体压强的计算如图所示，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10cm，水银柱b两个液面间的高度差为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强．[解析]设气体A、B产生的压强分别为pA、pB，管截面积为S，取a液柱为研究对象进行受力分析如图甲所示，得pAS＋mag＝p0S，而paS＝ρgh1S＝mag，故pAS＋paS＝p0S所以pA＝p0－pa＝75cmHg－10cmHg＝65cmHg取液柱b为研究对象进行受力分析如图乙所示，同理可得pBS＋pbS＝pAS所以pB＝pA－pb＝65cmHg－5cmHg＝60cmHg.[答案]65cmHg60cmHg命题视角2活塞封闭气体压强的计算一圆形汽缸静止于地面上，如图所示．汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强．(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)[思路点拨]对活塞、整体(活塞和汽缸)分别受力分析列平衡方程求解．[解析]题目中的活塞和汽缸均处于...