高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 气体实验定律（Ⅰ）精品ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 气体实验定律（Ⅰ）精品ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了T2T1，以活塞为研究对象，以气缸为研究对象，pp0+ρgh，pp0-ρgh等内容，欢迎下载使用。

通过实验认识一定质量的气体在等温条件下压强与体积之间关系，知道玻意耳定律及其适用的条件.知道等温函数图像.会运用玻意耳定律解释生产生活中的一些现象，解决一些实际问题. 懂得如何运用数学工具(如函数图像)对实验数据进行处理与分析，对可能出现的误差进行分析与判断，优化实验方案，得到准确的实验结论.
在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀…… 用打气筒给自行车打气，会感到越来越吃力。将压瘪的乒乓球放入热水中，乒乓球会自动复原。
一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？
为什么夏天轮胎容易爆？
描述气体状态的三个参量：
单位：开尔文，符号：K
1atm=760mmHg=1.01×105Pa
单位：Pa、mmHg、atm
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。我们把这种变化叫作气体的等温变化。下面我们采用控制变量法探究一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积之间的变化关系。
实验装置如图所示将两个注射器用橡胶管密封相连。先将小注射器活塞位置固定，然后向内推动或者向外拉动大注射器活塞使之移动一段距离，再松开小注射器活塞，观察小注射器活塞位置变化情况，能发现什么变化规律?
现象：松开小注射器活塞，发现小注射器活塞向 （左/右）移动；这是什么原因呢 ？
说明：压缩大注射器活塞时，气体体积减少，压强 。
现象：松开小注射器活塞，发现小注射器活塞向 （左/右）移动；这是什么原因？
说明：拉动大注射器活塞时，气体体积增大，压强 。
实验发现：注射器内空气柱的体积越小，压强越大，其体积越大，压强就越小。那么，一定质量的气体温度不变时，其压强与体积是否成反比关系呢？
猜想：一定质量的气体温度不变的情况下，体积与压强成反比。
实验探究：一定质量的气体温度不变的情况下，体积与压强之间的关系
一定质量的气体，温度不变时，体积与压强成反比。
是否验证：压强与体积成反比关系？
能不能进行适当的数学变换使之呈现最简单的直线关系呢？
验证猜想得出结论：压强与体积倒数成正比关系，即压强与体积成反比关系
实验表明，一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强和体积成反比。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油。
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢以及不能用手握住注射器封闭气体部分。
(1)漏气造成空气柱质量变化。
(2)空气柱温度不恒定造成误差。
(3)空气柱体积和气压测量不准确。
1、内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。
3、条件：一定质量的气体且温度不变。
4、适用范围：温度不太低，压强不太大。
（2）物理意义:反映压强随体积的变化关系。
离原点越远，温度越高。
（3）两种等温变化图象所比较：
三、平衡态下固体（活塞、气缸）密闭气体压强的计算
求用固体（如活塞）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体进行受力分析。然后根据平衡条件求解。
pS = p0S+mg
pS =mg +p0S＇csθ
pS = mg+p0S
mg+pS = p0S
Mg+pS = p0S
四、平衡态下液体封闭气体压强的计算
1. 理论依据（1）液体压强的计算公式 p = gh。（2）液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为 p = p0 + gh（3）连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。
（1）连通器原理：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强． 例如图中，同一液面C、D处压强相等 pA＝p0＋ph.
（2）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，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.
（3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为p0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强p。
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
例题 导热性良好的圆柱形气缸内，面积为S＝6×10－4m2，质量为m=2kg的活塞封闭了一定质量的理想气体，处在温度恒定，大气压强为p0＝1.0×105Pa的环境中。如图甲，气缸开口向上放置时，活塞静止时距缸底的高度为h1=10cm。重力加速度g取10 m／s2。不计活塞与气缸内壁的摩擦。先将气缸缓慢倒转，重新达到平衡后（如图乙），求活塞距缸底的距离h2。
气体初态：活塞静止列平衡方程 p1S=p0S+mg
气体末态：活塞重新平衡有 p0S=p2S+mg
由玻意耳定律得：p1V1=p2V2
V1=Sh1 ；
得：p1=p0+mg/S
得 p2=p0-mg/S
总结应用玻意耳定律解题思路：
1、明确研究对象（一定质量的气体）
2、确定气体初末状态参量
3、根据玻意耳定律列方程
适用条件：①气体质量不变 ②温度不变
公式：p=C/V（或p1V1=p2V2）
玻璃管封闭气体：等压面法
甲 乙
注射器与压强传感器连接部位的气体体积　
在注射器活塞上涂润滑油增强气密性
手不要握住注射器封闭气体部分
压强传感器与注射器间有气体
甲 乙 丙 丁
3.如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭右端开口，管内水银将长19 cm的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为4 cm，大气压强为75 cmHg。现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少1 cm，若温度保持不变，则需注入水银柱的长度为多少？
4.如图甲所示，长为L=75 cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为L1=25 cm的汞柱。当开口向上竖直放置时，其下端封闭了一段长度为L2=36 cm的理想气体（外界大气压为p0=75 cmHg不变）。现保持温度不变，以玻璃管的封闭端为轴，使它做顺时针转动，当此玻璃管转到开口向下的竖直方向时，停止转动，如图乙所示，求此时封闭气体的压强。