第二章 2 气体的等温变化（课件+学案+作业）

第2课时　气体的等温变化 [定位·学习目标]　1.通过教材内容的学习,知道一定质量的气体在温度不变的情况下所遵循的规律。了解玻意耳定律的内容、公式,形成物理观念。2.理解玻意耳定律的使用条件、不同表达式的意义,能够用玻意耳定律解决相关问题,培养科学思维和科学探究能力。3.通过研究日常生活中影响气体的实际情况,对比等温变化,结合图像分析实际问题,培养从具体事物入手的分析方法,提高综合运用知识来分析和解决生产生活中的实际问题的能力,培养科学态度与责任。 知识点　气体的等温变化 探究新知 1.等温变化 一定质量的气体,在温度不变的条件下,其压强随体积变化的过程叫作气体的等温变化。 2.玻意耳定律 (1)内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比,即p∝。 (2)公式:pV=C,式中C为常量,或者 p1V1=p2V2。 3.关系图像 (1)pV图像:如图甲所示,图像为双曲线的一支。 (2)p图像:如图乙所示,图像为一条过原点的倾斜直线。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)在温度不变时,减小气体的体积时压强一定增大。(　×　) (2)公式pV=C中,C是常量的条件是温度保持不变。(　×　) (3)一定质量的某种气体等温变化的pV图像是过原点的倾斜直线。(　×　) (4)一定质量的气体,温度不变时,任意两个状态一定满足p1V1=p2V2的关系。(　√　) 要点一　活塞、液柱类封闭气体压强的计算 要点归纳 1.静止或匀速运动中封闭气体压强的计算方法 (1)液柱封闭气体。 ①液片平衡法:液柱类问题中,选取一液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,其中受力一般有大气压力、液柱压力和封闭气体压力,建立受力平衡方程,进而求得气体压强。 例如,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+)S=(p0+ph+)S,即pA=p0+ph。 ②物体平衡法:选与封闭气体接触的液柱、活塞或汽缸为研究对象进行受力分析,由F合=0列式求气体压强。 ③液面平衡法:利用连通器原理,即同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等,可将与封闭气体接触的液面转换为同一水平面的另一液面为研究对象,由平衡关系列式求封闭气体的压强。 (2)活塞封闭气体。 以平衡状态下与封闭气体接触的固体(如汽缸或活塞)为研究对象,进行受力分析,列平衡方程求压强。在求如图甲所示静止于水平面上的汽缸封闭气体的压强时,以活塞为研究对象,设活塞质量为m,大气压强为p0,封闭气体压强为p,活塞面积为S,受力分析如图乙所示,由平衡条件有mg+p0S=pS,得p=p0+。在求如图丙所示悬空悬挂静止的汽缸封闭气体的压强时,以汽缸为研究对象,设汽缸质量为M,大气压强为p0,封闭气体压强为p,汽缸内截面积为S,受力分析如图丁所示,由平衡条件有Mg+pS=p0S,得 p=p0-。 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,并对其进行受力分析,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匀加速运动时,对液柱受力分析有pS-p0S-mg=ma,则p=p0+。 典例研习 [例1] (多选)若已知大气压强为p0,图中各装置均处于静止状态,液体密度均为ρ,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) [A] 图甲中密闭气体的压强大小是p0-ρgh [B] 图乙中密闭气体的压强大小是p0+ρgh [C] 图丙中密闭气体的压强大小是p0-ρgh [D] 图丁中密闭气体的压强大小是p0+ρgh1 【答案】 AD 【解析】 题图甲中对B液面根据平衡条件可得 p甲S+ρghS=p0S,可得题图甲中密闭气体的压强大小为p甲=p0-ρgh,故A正确;题图乙中对B液面根据平衡条件可得p乙S+ρghS=p0S,可得题图乙中密闭气体的压强大小为p乙=p0-ρgh,故B错误;题图丙中对B液面根据平衡条件可得 p丙S+ρghSsin 60°=p0S,可得题图丙 ... ...