气体试验定律精讲精练

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时间:2018-11-27

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1、气体实验定律精讲精练教学目标1.使学生明确理想气体的状态应由三个参量来决定,其中一个发生变化,至少还要有一个随之变化,所以控制变量的方法是物理学研究问题的重要方法之一.2.要求学生通过讨论、分析,总结出决定气体压强的因素,重点掌握压强的计算方法,使学生能够灵活运用力学知识来解决热学问题,使学生的知识得到迁移,为更好的解决力热综合题打下良好的基础.3.了解气体实验定律的实验条件、过程,学会研究物理问题的重要方法——控制变量(单因素)法,明确气体实验定律表达式中各个字母的含义,引导学生抓住三个实验定律的共性

2、,使复习能够事半功倍.教学重点、难点分析1.一定质量的某种理想气体的状态参量p、V、T确定后,气体的状态便确定了,在这里主要是气体压强的分析和计算是重点问题,在气体实验定律及运用气态方程的解题过程中,多数的难点问题也是压强的确定.所以要求学生结合本专题的例题和同步练习,分析总结出一般性的解题方法和思路,使学生明确:压强的分析和计算,其实质仍是力学问题,还是需要运用隔离法,进行受力分析,利用力学规律(如平衡)列方程求解.2.三个气体实验定律从实验思想、内容到解题的方法、步骤上均有很多相似之处,复习时不要全

3、面铺开,没有重点.应以玻-马定律为重点内容,通过典型例题的分析,使学生学会抓共性,掌握一般的解题思路及方法,提高他们的科学素养.教学过程设计教师活动一、气体的状态参量一定质量m的某种(摩尔质量M一定)理想气体可以用力学参量压强(p)、几何参量体积(V)和热学参量温度(T)来描述它所处的状态,当p、V、T一定时,气体的状态是确定的,当气体状态发生变化时,至少有两个参量要发生变化.单位:金太阳教育 姓名:刘占想 E_mail:lzx4149999@163.com1.压强(p)我们学过计算固体压强的公式p=F

4、/S,计算液体由于自重产生的压强用p=ρgh,那么(1)对密闭在容器中的一定质量的气体的压强能否用上述公式计算呢?(2)密闭气体的压强是如何产生的呢?和什么因素有关?(3)密闭气体的压强如何计算呢?通过下面的几个例题来分析总结规律.学生活动回答问题:(1)不能.(2)是由于大量的气体分子频繁的碰撞器壁而形成的,和单位时间内、单位面积上的分子的碰撞次数有关,次数越多,产生的压强越大,而碰撞次数多,需单位体积内的分子数多,所以和单位体积内的分子数有关;还和碰撞的强弱有关,气体的温度越高,分子热运动越剧烈,对

5、器壁的撞击越强.[例1]在一端封闭粗细均匀的竖直放置的U形管内,有密度为ρ的液体封闭着两段气柱A、B,大气压强为p0,各部分尺寸如图2-1-1所示,求A、B气体的压强.学生讨论例题1.让学生在黑板上列出不同的解法,典型解法如下:单位:金太阳教育 姓名:刘占想 E_mail:lzx4149999@163.com解法1:取液柱h1为研究对象.设管的横截面积为S,h1受到向下的重力ρgSh1,A气体向下的压力pAS,大气向上的压力p0S,因为h1静止,所以pAS+ρgSh1=p0SpA=p0-ρgh1再取液柱

6、h2为研究对象,由帕斯卡定律,h2上端受到A气体通过液体传递过来的向下的压力pAS,B气体向上的压力pBS,液柱自身重力ρgSh2,由于液柱静止,则pAS+ρgSh2=pBSpB=p0-ρgh1+ρgh2解法2:求pB时,由连通器的知识可知,同种液体在同一水平面上的压强处处相等,取同一水平面CD,则pA=pBS-ρgh2pB=p0-ρgh1+ρgh2在教师的引导下同学们总结:(1)气体自重产生的压强很小,一般忽略不计;(2)对密闭气体,帕斯卡定律仍适用;(3)当整个系统处于静止或匀速运动中时,气体的压强

7、可以用力的平衡的方法求解,也可以运用连通器的原理,找等压面的方法求解.单位:金太阳教育 姓名:刘占想 E_mail:lzx4149999@163.com[例2]如图2-1-2所示,一圆形气缸静置于水平地面上,气缸质量为M,活塞质量为m,活塞面积为S,大气压强是p0.现将活塞缓慢上提,求气缸刚离开地面时,气缸内气体的压强(不计摩擦).此题涉及到活塞、气缸、密闭气体,以谁为研究对象呢?活塞缓慢移动的含义是什么?气缸刚离开地面是什么意思?对例题2学生讨论大致有两种观点:1.以活塞为研究对象,活塞受向上的外力F

8、、自身的重力mg、大气向下的压力p0S、封闭气体向上的压力pS,因为活塞缓慢移动,所以可以认为活塞的每个态均为平衡态,则F+pS=mg+p0S(1)F、p均是未知数,还需另立方程.再以整体为研究对象,受向上的外力F、自身的重力(M+m)g、地面的支持力N.系统是否受大气的压力呢?讨论结果:受,但是因为整个系统上下左右均受到大气的作用,所以分析受力时可不考虑.系统静止,所以F+N=(M+m)g当气缸刚离开地面时,N=0,F=(M+m)g   

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