资料高中物理选修3-3大题知识点及经典例题气体压强的产生与计算1.产生的原因:由于大量分子无规则运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强
2.决定因素(1)宏观上:决定于气体的温度和体积
(2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度
3.平衡状态下气体压强的求法(1)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方程,求得气体的压强
(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强
(3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等
液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为液面上方的压强
4.加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解
考向1液体封闭气体压强的计算若已知大气压强为p0,在图2-2中各装置均处于静止状态,图中液体密度均为ρ,求被封闭气体的压强
图2-2[解析]在甲图中,以高为h的液柱为研究对象,由二力平衡知p甲S=-ρghS+p0S所以p甲=p0-ρgh在图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上=F下有:pAS+ρghS=p0Sp乙=pA=p0-ρgh在图丙中,仍以B液面为研究对象,有pA′+ρghsin60°=pB′=p0所以p丙=pA′=p0-32ρgh在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得p丁S=(p0+ρgh1)S所以p丁=p0+ρgh1
[答案]甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0-32ρgh1丁:p0+ρgh1考向2活塞封闭气体压强的求解如图2-3中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边