有一本高中物理書,既簡單又不簡單; 它既有趣又有用。 那是高中物理選修課3-3。 今天我們就來說說它在出題中的應用。 然而,除了氣體三大定律和理想氣體狀態方程的知識外,還需要有以下三種壓力的分析方法。
1. 氣缸模型
1. 氣缸靜止在水平地面上,活塞內裝有質量為 m、截面為 S 的活塞,密封一定質量的理想氣體。 對于大氣壓P0,重力加速度為g,這部分理想氣體的壓力P有何關系?
分析:壓力的基本定義是施加在物體單位面積上的力。 因此,要找到壓力,要么使用壓力計算公式,要么找到研究對象并進行受力分析。 活塞受力分析如下:
2、質量為M、橫截面積為S的圓柱體用吊線懸掛。 重力加速度為g。 活塞和氣缸密封的理想氣體的壓力是多少?
分析:氣缸受力分析
2、一端封閉的U型管模型
1. 一根一端封閉的 U 形管固定在地面上,部分充滿了汞。 兩側水銀高度差Δh=10cm。 已知大氣壓力P0等于,則封閉氣體的壓力為:
分析: 在汞中,取薄的液體表面。 當液面平衡時,薄液面兩側受到的力相等。 并且由于薄液面兩側的橫截面積相等,因此兩側的壓力基本相等。 校準的最低汞含量分析為:
2. 將一端封閉的U形管放置在臺車上。 U型管的截面積為S高中物理 求加速度,與小車一起在水平面上做勻減速直線運動,加速度為a。 已知U形管和汽車的總質量為M,大氣壓為P0,水銀密度為ρ,水銀液面高差為Δh,重力加速度為g高中物理 求加速度,那么封閉氣體的壓力是?
分析:對于薄液面的受力分析,合力提供了整個U型管和小車的加速度(因為U型管和小車一起運動,所以采用整體受力分析方法) ,那么就有,
3、試管模型
如圖所示,將一定質量的理想氣體與長度為h的水銀密封在試管中。 試管和水銀的總質量為M,大氣壓為P0,水銀的密度為ρ,重力加速度為g。 如果試管以勻速加速度a向下加速,則封閉氣體的壓力是多少?
分析:此時水銀與試管的合力提供加速度,則有