2.2.2气体等温变化-高中物理人教版选择性必修三教案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理人教版选择性必修三教案 第二章 气体、固体和液体 第2.2.2节 气体等温変化 学习目标 1、知道气体的状态及三个参量 2、知道什么是气体的等温变化。 3、掌握玻意耳定律的内容和公式，会用玻意耳定律进行计算。 4、理解P-V图上等温变化的图象及其物理意义，知道P-V图上不同温度的等温线如何表示。 课前导学 基础知识导学 1．状态参量 研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。 2．实验探究 实验器材 铁架台、注射器、气压计等 研究对象(系统) 注射器内被封闭的空气柱 数据收集 压强由气压计读出，空气柱体积(长度)由刻度尺读出 数据处理 以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标作出p图像 图像结果 p图像是一条过原点的直线 实验结论 压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比 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，压强与体积成反比。 2．公式：pV＝C或p1V1＝p2V2。 3．条件：气体的质量一定，温度不变。 4．气体等温变化的p V图像 气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p V关系，称为等温线。一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 5、对玻意耳定律的理解及应用 1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立。 2．玻意耳定律的数学表达式pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大。 3．应用玻意耳定律的思路和方法： (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件。 (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p1V1＝p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位)。 (4)注意分析题目中的隐含条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程。 (5)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果要删去。 知识点探究 知识点一　封闭气体压强的计算 1.平衡状态下封闭气体压强的计算方法 (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,建立受力平衡方程,进而求得气体压强。 如图甲所示,同一液面C、D两处压强相等,故pA=p0+ph;如图乙所示,M、N两处压强相等,从左侧管看有pB=pA+ph2,从右侧管看有pB=p0+ph1。 (2)力平衡法:选取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)的同一水平高度的液面上的压强相等,如图甲中的同一水平高度的液面C、D处压强相等,pA=pC=pD=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,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。 如图所示,当竖直放置的横截面积为S的玻璃管以加速度a向上加速运动时,对液柱受力分析,有pS-p0S-mg=ma,解得p=p0+。 例1 若已知大气压强为p0,图中各装置均处于静止状态,求被封闭气体的压强。(重力加速度为g,图甲、乙中液体的密度为ρ,图丙中活塞的质量为m,活塞的横截面积为S) 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是表示液面间竖直高度,不一定是液柱长度。 2.求由液体封闭的气体压强,一般选择最低液面列平衡方程。 例2 如图所示,光滑水平面上放有一质量为M的汽缸,汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞横截面积为S。现用水平恒力F向右推汽缸,最后汽缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p(已知外界大气压强为p0)。 知识点二　玻意耳定律 借助铅笔,把气球塞进一只瓶子里,拉出气球的吹气口,反扣在瓶口 ... ...