《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-3課件：2-7 氣體實(shí)驗(yàn)定律》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-3課件：2-7 氣體實(shí)驗(yàn)定律（20頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、高中物理高中物理 選修選修3- 3 粵教版粵教版 第二章第二章 固體、液體和氣體固體、液體和氣體 第七節(jié)第七節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)定律氣體實(shí)驗(yàn)定律() 目標(biāo)定位目標(biāo)定位 1.理解一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下壓強(qiáng)理解一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系與體積的關(guān)系 2.知道玻意耳定律的內(nèi)容，表達(dá)式及適用條知道玻意耳定律的內(nèi)容，表達(dá)式及適用條件件 3.能運(yùn)用玻意耳定律對有關(guān)問題進(jìn)行分析，計(jì)算能運(yùn)用玻意耳定律對有關(guān)問題進(jìn)行分析，計(jì)算 4.了了解解pV圖、圖、p1V圖的物理意義圖的物理意義 一一、探究氣體規(guī)律的方法探究氣體規(guī)律的方法 同時(shí)研究三個(gè)狀態(tài)參量之間的變化關(guān)系比較困難同時(shí)研究三個(gè)狀態(tài)
2、參量之間的變化關(guān)系比較困難，可以采可以采用控制變量法用控制變量法，控制其中控制其中 不變不變，研究研究 狀狀態(tài)參量的變化關(guān)系態(tài)參量的變化關(guān)系，然后確定三個(gè)狀態(tài)參量的變化規(guī)律然后確定三個(gè)狀態(tài)參量的變化規(guī)律 二二、玻意耳定律玻意耳定律 1內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在在 不變的情況下不變的情況下，壓強(qiáng)壓強(qiáng)與體積成與體積成 2公式：公式：pVC或或 . 3條件：氣體的條件：氣體的 一定一定， 不變不變 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一個(gè)狀態(tài)參量一個(gè)狀態(tài)參量 其他其他 溫度溫度 反比反比 p1V1p2V2 質(zhì)量質(zhì)量 溫度溫度 三三、氣體等溫變化的圖象氣體等溫變化的圖象(即等溫線即等溫線) 1
3、圖象如圖圖象如圖271所示：所示： 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) p - V圖象圖象 p - 1V圖象圖象 圖圖271 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 2特點(diǎn)：特點(diǎn)：一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，由于壓強(qiáng)與體積成一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，由于壓強(qiáng)與體積成 ，在，在p - V圖上等溫線應(yīng)為圖上等溫線應(yīng)為 ，在，在p -1V圖上等圖上等溫線應(yīng)為溫線應(yīng)為 反比反比 雙曲線雙曲線 過原點(diǎn)的直線過原點(diǎn)的直線 想一想想一想 如圖如圖272所示，為同一氣體在不同溫度下的等溫所示，為同一氣體在不同溫度下的等溫線，線，t1和和t2哪一個(gè)大？哪一個(gè)大？ 圖圖272 答案答案 t1大于大于t2.因?yàn)轶w積相同時(shí)因?yàn)轶w積相同時(shí)，溫度越高溫度越高
4、，壓強(qiáng)越大壓強(qiáng)越大 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 3應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟 (1)確定研究對象確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件并判斷是否滿足玻意耳定律的條件 (2)確定初確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1V2，p2V2) (3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解根據(jù)玻意耳定律列方程求解(注意統(tǒng)一單位注意統(tǒng)一單位) (4)注意分析隱含條件注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說明作出必要的判斷和說明 課堂講義課堂講義 一、玻意耳定律的理解及應(yīng)用一、玻意耳定律的理解及應(yīng)用 1成立條件：成立條件：(1)質(zhì)量一定，溫度不變質(zhì)量一定，溫度不變 (2)溫度不太低，壓強(qiáng)不太大
5、溫度不太低，壓強(qiáng)不太大 2表達(dá)式：表達(dá)式：p1V1p2V2或或pV常數(shù)或常數(shù)或p1p2V2V1. 課堂講義課堂講義 例例1 一種水下重物打撈方法的工作原理如圖一種水下重物打撈方法的工作原理如圖273.將一質(zhì)量將一質(zhì)量M3103 kg、體積、體積V00.5 m3的重物質(zhì)捆綁在開口朝下的的重物質(zhì)捆綁在開口朝下的浮筒上向浮筒內(nèi)沖入一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)筒內(nèi)液面到浮筒上向浮筒內(nèi)沖入一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)筒內(nèi)液面到水面的距離水面的距離h140 m，筒內(nèi)氣體體積，筒內(nèi)氣體體積V11 m3. 圖圖273 課堂講義課堂講義 在拉力作用下浮筒緩慢上升在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為當(dāng)筒內(nèi)液面到
6、水面的距離為h2時(shí)時(shí)，拉力減為零拉力減為零，此時(shí)氣體體積為此時(shí)氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動(dòng)上隨后浮筒和重物自動(dòng)上浮浮求求V2和和h2.已知大氣壓強(qiáng)已知大氣壓強(qiáng)P01105 Pa，水的密度水的密度1103 kg/m3，重力加速度的大小重力加速度的大小g10 m/s2.不計(jì)水溫變化不計(jì)水溫變化，筒內(nèi)氣體筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略 答案答案 2.5 m3 10 m 課堂講義課堂講義 解析解析 當(dāng)當(dāng)F0時(shí)時(shí)，由平衡條件得由平衡條件得 Mgg(V0V2) 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得V22.5 m3 設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)設(shè)筒內(nèi)氣體初
7、態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得由題意得 p1p0gh1 p2p0gh2 在此過程中筒內(nèi)氣體的溫度和質(zhì)量不變在此過程中筒內(nèi)氣體的溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得由玻意耳定律得p1V1p2V2 聯(lián)立聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得式代入數(shù)據(jù)得h210 m 課堂講義課堂講義 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練 粗細(xì)均勻的玻璃管粗細(xì)均勻的玻璃管，一端封閉一端封閉，長為長為12 cm.一個(gè)人一個(gè)人手持玻璃管開口向下潛入水中手持玻璃管開口向下潛入水中，當(dāng)潛到水下某深度時(shí)看到水進(jìn)當(dāng)潛到水下某深度時(shí)看到水進(jìn)入玻璃管口入玻璃管口2 cm，求管口距液面的深度求管口距液面的深度(取水面上大氣壓強(qiáng)為取水面上大氣壓強(qiáng)為p01.0
8、105 Pa，g取取10 m/s2，池水中溫度恒定池水中溫度恒定) 答案答案 2.02 m 課堂講義課堂講義 解析解析 確定研究對象為被封閉的一部分氣體，玻璃管下潛的過確定研究對象為被封閉的一部分氣體，玻璃管下潛的過程中氣體的狀態(tài)變化可視為等溫過程程中氣體的狀態(tài)變化可視為等溫過程 設(shè)潛入水下的深度為設(shè)潛入水下的深度為h，玻璃管的橫截面為，玻璃管的橫截面為S.氣體的初末狀態(tài)參氣體的初末狀態(tài)參量分別為：初狀態(tài)：量分別為：初狀態(tài)：p1p0，V112S 末狀態(tài)：末狀態(tài)：p2p0g(h0.02)，V210S 由玻意耳定律由玻意耳定律p1V1p2V2，得，得p0p0g h0.02 10S12S 解得：解得
9、：h2.02 m. 課堂講義課堂講義 二、等溫變化中二、等溫變化中p - V圖象和圖象和p -1V圖象的理解和應(yīng)用圖象的理解和應(yīng)用 1一定質(zhì)量的氣體，在一定質(zhì)量的氣體，在p - V圖象中等溫線是雙曲線，雙曲線上圖象中等溫線是雙曲線，雙曲線上的每一個(gè)點(diǎn)，均表示一定質(zhì)量的氣體在該溫度下的一個(gè)狀的每一個(gè)點(diǎn)，均表示一定質(zhì)量的氣體在該溫度下的一個(gè)狀態(tài)，而且同一條等溫線上每個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的態(tài)，而且同一條等溫線上每個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的p、V坐標(biāo)的乘積都坐標(biāo)的乘積都是相等的一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線是不同的是相等的一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線是不同的雙曲線，且雙曲線，且pV乘積越大，溫度越高，如圖乘積越大，溫度
10、越高，如圖274所示：所示：T2T1. 課堂講義課堂講義 圖圖274 課堂講義課堂講義 圖圖275 2一定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用一定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用 p1V圖象來表示，圖象來表示，如圖如圖 275 所示等溫線是通過原點(diǎn)的直線，由于氣體的所示等溫線是通過原點(diǎn)的直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點(diǎn)附近處應(yīng)用虛線表示，該直體積不能無窮大，所以靠近原點(diǎn)附近處應(yīng)用虛線表示，該直線的斜率線的斜率 kp/(1V)pVT，即斜率越大，氣體做等溫變化，即斜率越大，氣體做等溫變化的溫度越高的溫度越高 課堂講義課堂講義 圖圖276 例例2 (雙選雙選)如圖如圖276所示，為一定質(zhì)量
11、的氣體在不同溫度所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條下的兩條p1V圖線，由圖可知圖線，由圖可知 ( ) A一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成正比一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成正比 B一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其p1V圖線的延長線圖線的延長線是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的 CT1T2 DT1T2 課堂講義課堂講義 答案答案 BD 課堂講義課堂講義 解析解析 這是一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)的這是一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)的p1V圖線，圖線，由圖線過原點(diǎn)可知由圖線過原點(diǎn)可知p/ 1V恒量，即斜率恒量，即斜率kpV為恒量，所以為恒量，所以p與與V成反比，成反比，A錯(cuò)、錯(cuò)、B正確；根據(jù)正確；根據(jù)p1V圖線斜率的物理意義可圖線斜率的物理意義可知知C錯(cuò)、錯(cuò)、D對對 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 由玻意耳定律可知，由玻意耳定律可知，pVC(常量常量)，其中，其中C的大小與的大小與氣體的質(zhì)量及溫度有關(guān)，質(zhì)量越大，溫度越高，氣體的質(zhì)量及溫度有關(guān)，質(zhì)量越大，溫度越高，C也越大，在也越大，在p1V圖象中，斜率圖象中，斜率kC也就越大也就越大. 對點(diǎn)練習(xí)對點(diǎn)練習(xí) 單擊此處進(jìn)入單擊此處進(jìn)入 對點(diǎn)練習(xí)對點(diǎn)練習(xí) 再見再見
2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-3課件：2-7 氣體實(shí)驗(yàn)定律
