《高中物理教科版選修33課件：第2章第3節(jié)《氣體實驗定律》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理教科版選修33課件：第2章第3節(jié)《氣體實驗定律》（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第3節(jié)氣體實驗定律節(jié)氣體實驗定律課前自主學案課前自主學案核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課標定位課標定位知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練 第第 3節(jié)節(jié)課標定位課標定位學習目標：學習目標：1.知道描述氣體的三個狀態(tài)參量理解知道描述氣體的三個狀態(tài)參量理解三個參量的意義三個參量的意義2知道什么是等溫變化、等容變化和等壓變化知道什么是等溫變化、等容變化和等壓變化3知道實驗三定律的內容及表達式，并會應用定知道實驗三定律的內容及表達式，并會應用定律處理問題律處理問題4會通過實驗來研究問題，探究物理規(guī)律，體驗會通過實驗來研究問題，探究物理規(guī)律，體驗科學探究過程科學探究過程重點難點：重點難點：1.實
2、驗定律的理解與應用實驗定律的理解與應用2描述氣體的狀態(tài)參量及物理意義描述氣體的狀態(tài)參量及物理意義課前自主學案課前自主學案一、氣體的狀態(tài)參量一、氣體的狀態(tài)參量1狀態(tài)參量：研究氣體的性質時，用狀態(tài)參量：研究氣體的性質時，用_、 _、 _這三個物理量來描述氣體的狀態(tài)，這三個物理量來描述氣體的狀態(tài)，這三個物理量被稱為氣體的狀態(tài)參量這三個物理量被稱為氣體的狀態(tài)參量2體積、溫度和壓強體積、溫度和壓強(1)體積體積(V)：氣體的體積是指氣體占有：氣體的體積是指氣體占有_壓強壓強體積體積溫度溫度空間的大小空間的大小(2)溫度溫度(T)：溫度是表示物體：溫度是表示物體_的物理的物理量量,是氣體分子是氣體分子_的
3、標志的標志測量：用測量：用_來測量來測量表示方法：攝氏溫度和表示方法：攝氏溫度和_溫度，兩者數(shù)量溫度，兩者數(shù)量關系是：關系是： _.(3)壓強壓強(P)：是大量氣體分子對器壁撞擊的：是大量氣體分子對器壁撞擊的_表現(xiàn)壓強的單位有：表現(xiàn)壓強的單位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它們間的換算關系為：等，它們間的換算關系為：1 Pa1 N/m21 atm76 cmHg760 mmHg1.013105 Pa冷熱程度冷熱程度平均動能平均動能溫度計溫度計熱力學熱力學Tt273宏觀宏觀二、玻意耳定律二、玻意耳定律1等溫變化：一定質量的氣體，在等溫變化：一定質量的氣體，在_不變不變時其壓強與體積發(fā)生的變
4、化時其壓強與體積發(fā)生的變化2玻意耳定律玻意耳定律(1)內容：一定內容：一定_的某種氣體，在溫度保持不的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強變的情況下，壓強p與與_V成反比成反比(2)表達式表達式pV常量常量(3)適用條件：適用條件：氣體的氣體的_不變；不變；氣體的氣體的_不變不變溫度溫度質量質量體積體積質量質量溫度溫度三、查理定律三、查理定律1 等 容 變 化 ： 一 定 質 量 的 某 種 氣 體 在 等 容 變 化 ： 一 定 質 量 的 某 種 氣 體 在_時壓強隨溫度的變化時壓強隨溫度的變化2查理定律查理定律(1)內容：一定質量的某種氣體，在體積不變的情內容：一定質量的某種氣體，在體
5、積不變的情況下，壓強況下，壓強p與與_成正比成正比(2)表達式：表達式：_(3)適用條件：適用條件：氣體的氣體的_不變；不變；氣體的氣體的_不變不變體積不變體積不變熱力學溫度熱力學溫度T質量質量體積體積四、蓋呂薩克定律四、蓋呂薩克定律1 等 壓 變 化 ： 一 定 質 量 的 某 種 氣 體 ， 在 等 壓 變 化 ： 一 定 質 量 的 某 種 氣 體 ， 在_的條件下的條件下,體積隨溫度的變化而變體積隨溫度的變化而變化化2蓋呂薩克定律蓋呂薩克定律(1)內容：一定質量的氣體，在保持壓強不變的情內容：一定質量的氣體，在保持壓強不變的情況下，體積況下，體積V與熱力學溫度與熱力學溫度T成成_(2)
6、表達式：表達式：_(3)適用條件：適用條件：氣體氣體_不變；不變；氣體氣體_不變不變壓強不變壓強不變正比正比質量質量壓強壓強核心要點突破核心要點突破一、封閉氣體壓強的計算一、封閉氣體壓強的計算1容器靜止或勻速運動時封閉氣體壓強的計算容器靜止或勻速運動時封閉氣體壓強的計算(1)取等壓面法取等壓面法根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內靈活選取等壓面由兩側壓強相等列方程求解壓內靈活選取等壓面由兩側壓強相等列方程求解壓強強例如，圖例如，圖231中同一液面中同一液面C、D處壓強相等，處壓強相等，則則pAp0ph.圖圖231(2)力平衡法力平衡法選
7、與封閉氣體接觸的液柱選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸或活塞、汽缸)為研究對為研究對象進行受力分析，由象進行受力分析，由F合合0列式求氣體壓強列式求氣體壓強特別提醒：特別提醒：在考慮與氣體接觸的液柱所產生的附加在考慮與氣體接觸的液柱所產生的附加壓強壓強pgh時，應特別注意時，應特別注意h是表示液面間豎直高是表示液面間豎直高度，不一定是液柱長度度，不一定是液柱長度特別提醒：特別提醒：(1)當系統(tǒng)加速運動時，選封閉氣體的當系統(tǒng)加速運動時，選封閉氣體的物體如液柱、汽缸或活塞等為研究對象，由牛頓物體如液柱、汽缸或活塞等為研究對象，由牛頓第二定律，求出封閉氣體的壓強第二定律，求出封閉氣體的壓強(2)壓
8、強關系的實質反映了力的關系，力的關系由壓強關系的實質反映了力的關系，力的關系由物體的狀態(tài)來決定物體的狀態(tài)來決定即時應用即時應用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1(2011年沈陽高二檢測年沈陽高二檢測)如圖如圖233所示，一所示，一橫截面積為橫截面積為S的圓柱形容器豎直放置，圓板的圓柱形容器豎直放置，圓板A上表上表面是水平的，下表面是傾斜的，且下表面與水平面是水平的，下表面是傾斜的，且下表面與水平面的夾角為面的夾角為，圓板的質量為，圓板的質量為M，不計一切摩擦，不計一切摩擦，大氣壓為大氣壓為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強為強為()圖圖233Ap0
9、Mgcos/SBp0/SMgcos/SCp0Mgcos2/S Dp0Mg/S解析：解析：選選D.以圓板為研究對象，如圖所示，豎直方以圓板為研究對象，如圖所示，豎直方向受力平衡向受力平衡pAScosp0SMgSS/cos所以所以pA(S/cos)cosp0SMg所以所以pAp0Mg/S故此題應選故此題應選D.二、對玻意耳定律的理解及應用二、對玻意耳定律的理解及應用1成立條件：玻意耳定律成立條件：玻意耳定律p1V1p2V2是實驗定是實驗定律只有在氣體質量一定、溫度不變的條件下才成律只有在氣體質量一定、溫度不變的條件下才成立立2常量的意義：常量的意義：p1V1p2V2常量常量C該常量該常量C與氣體的
10、種類、質量、溫度有關，對一定與氣體的種類、質量、溫度有關，對一定質量的氣體，溫度越高，該常量質量的氣體，溫度越高，該常量C越大越大3應用玻意耳定律的思路與方法應用玻意耳定律的思路與方法(1)選取一定質量的氣體為研究對象，確定研究對象的選取一定質量的氣體為研究對象，確定研究對象的始末兩個狀態(tài)始末兩個狀態(tài)(2)表示或計算出初態(tài)壓強表示或計算出初態(tài)壓強p1、體積、體積V1；末態(tài)壓強；末態(tài)壓強p2、體積體積V2，對未知量用字母表示，對未知量用字母表示(3)根據(jù)玻意耳定律列方程根據(jù)玻意耳定律列方程p1V1p2V2，并代入數(shù)值求，并代入數(shù)值求解解(4)有時要檢驗結果是否符合實際，對不符合實際的結有時要檢驗
11、結果是否符合實際，對不符合實際的結果刪去果刪去特別提醒：特別提醒：對于開口的玻璃管，用水銀封閉一部對于開口的玻璃管，用水銀封閉一部分氣體時，氣體體積增大，特別是給出玻璃管總分氣體時，氣體體積增大，特別是給出玻璃管總長度時，更要分析計算的氣體長度加上水銀柱的長度時，更要分析計算的氣體長度加上水銀柱的長度是否超出玻璃管的總長若超出，說明水銀長度是否超出玻璃管的總長若超出，說明水銀會流出，要重新計算會流出，要重新計算即時應用即時應用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2如圖如圖234所示，一定質量的所示，一定質量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的汽理想氣體被活塞封閉在可導熱的汽缸內，活塞相對于底部
12、的高度為缸內，活塞相對于底部的高度為h，可沿汽缸無摩擦地滑動取一小盒可沿汽缸無摩擦地滑動取一小盒 圖圖234沙子緩慢地倒在活塞的上表面上沙子倒完時，活沙子緩慢地倒在活塞的上表面上沙子倒完時，活塞下降了塞下降了h/4.再取相同質量的一小盒沙子緩慢地倒再取相同質量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞上表面上外界大氣的壓強和溫度始終保持在活塞上表面上外界大氣的壓強和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時活塞距汽缸底部的高度不變，求此次沙子倒完時活塞距汽缸底部的高度三、對查理定律和蓋呂薩克定律的進一步理解三、對查理定律和蓋呂薩克定律的進一步理解1兩實驗定律的比較兩實驗定律的比較3應用查理定律或蓋呂薩克定律解題的步驟
13、應用查理定律或蓋呂薩克定律解題的步驟(1)確定研究對象，即被封閉的氣體確定研究對象，即被封閉的氣體(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律條分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律條件是否是質量和體積保持不變或是質量和壓強件是否是質量和體積保持不變或是質量和壓強保持不變保持不變(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強或溫度、體確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強或溫度、體積積(4)按查理按查理(蓋呂薩克蓋呂薩克)定律公式列式求解定律公式列式求解(5)分析檢驗求解結果分析檢驗求解結果特別提醒：特別提醒：(1)查理定律查理定律(或蓋呂薩克或蓋呂薩克)定律的適用定律的適用范圍是氣體的壓強不太大范圍是氣體的壓
14、強不太大(是大氣壓的幾倍是大氣壓的幾倍)溫度溫度不太低不太低(與室溫比較與室溫比較)(2)由于定律為比例式，初末狀態(tài)的壓強由于定律為比例式，初末狀態(tài)的壓強(或體積或體積)只要單位相同即可，不必統(tǒng)一到國際單位，但溫只要單位相同即可，不必統(tǒng)一到國際單位，但溫度必須化為熱力學溫度度必須化為熱力學溫度即時應用即時應用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)3如圖如圖235所示，所示，A是容積很大是容積很大的玻璃容器，的玻璃容器，B是內徑很小的玻璃管，是內徑很小的玻璃管，B的左端與的左端與A相通，右端開口，相通，右端開口，B中有中有 圖圖235一段水銀柱將一定質量的空氣封閉在一段水銀柱將一定質量的空氣
15、封閉在A中，當把中，當把A放放在冰水混合物里，在冰水混合物里，B的左管比右管中水銀高的左管比右管中水銀高30 cm；當當B的左管比右管的水銀面低的左管比右管的水銀面低30 cm時，時，A中氣體的中氣體的溫度是多少？溫度是多少？(設大氣壓強設大氣壓強p0760 mmHg)答案：答案：629 K3如果液柱如果液柱(或活塞或活塞)兩端的橫截面積相等，若兩端的橫截面積相等，若p均均大于零，意味著兩部分氣體的壓強均增大，則液柱大于零，意味著兩部分氣體的壓強均增大，則液柱(或活塞或活塞)向向p值較小的一方移動；若值較小的一方移動；若p均小于零，均小于零，意味著兩部分氣體的壓強均減小，則液柱向壓強減小意味著
16、兩部分氣體的壓強均減小，則液柱向壓強減小量較大的一方量較大的一方(即即|p|較大的一方較大的一方)移動；若移動；若p相等，相等，則液柱不移動則液柱不移動4如果液柱如果液柱(或活塞或活塞)兩端的橫截面積不相等，則應兩端的橫截面積不相等，則應考慮液柱考慮液柱(或活塞或活塞)兩端的受力變化兩端的受力變化(pS)，若，若p均大均大于零，則液柱向于零，則液柱向pS小的一方移動；若小的一方移動；若p均小于零，均小于零，則液柱向則液柱向|pS|大的一方移動；若大的一方移動；若pS相等，則液柱相等，則液柱不移動不移動即時應用即時應用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)4(2011年泰安高二檢測年泰安高二
17、檢測)如圖如圖236所示，所示，A、B兩容器的容積相等，用粗細均勻的細玻璃管相連，兩容器的容積相等，用粗細均勻的細玻璃管相連，兩容器內裝有不同氣體，細管中央有一段水銀柱，兩容器內裝有不同氣體，細管中央有一段水銀柱，在兩邊氣體作用下保持平衡時，在兩邊氣體作用下保持平衡時，A中氣體的溫度為中氣體的溫度為0 ，B中氣體的溫度為中氣體的溫度為20 ，如果將它們的溫度，如果將它們的溫度都降低了都降低了10 ，則水銀柱將，則水銀柱將()圖圖236A向向A移動移動B向向B移動移動C不動不動 D不能確定不能確定課堂互動講練課堂互動講練壓強的計算壓強的計算 有一段有一段12 cm長的水銀柱，在均勻玻璃管中長的水
18、銀柱，在均勻玻璃管中封住一定質量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在封住一定質量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為傾角為30的光滑斜面上，在下滑過程中被封閉氣的光滑斜面上，在下滑過程中被封閉氣體的壓強為體的壓強為(大氣壓強大氣壓強p076 cmHg)()A76 cmHgB82 cmHgC88 cmHg D70 cmHg【精講精析精講精析】水銀柱所處的狀態(tài)水銀柱所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)，因此不能用平衡條不是平衡狀態(tài)，因此不能用平衡條件來處理水銀柱的受力分析如圖件來處理水銀柱的受力分析如圖237所示，因玻璃管和水銀柱組所示，因玻璃管和水銀柱組 圖圖237成系統(tǒng)的加速度成系統(tǒng)的加速度agsin30，所
19、以對水銀柱由牛頓，所以對水銀柱由牛頓第二定律得：第二定律得：p0SMgsin30pSMa，故，故pp0.【答案答案】A【方法總結方法總結】封閉氣體壓強的求解技巧：封閉氣體壓強的求解技巧：(1)氣體自身重力產生的壓強很小，一般忽略不氣體自身重力產生的壓強很小，一般忽略不計計(2)壓強是聯(lián)系氣體和受力分析的橋梁壓強是聯(lián)系氣體和受力分析的橋梁(3)液體產生的壓強也可以用液體產生的壓強也可以用cmHg(或用液柱高或用液柱高度度ph)表示，等式兩邊單位統(tǒng)一即可，沒有必表示，等式兩邊單位統(tǒng)一即可，沒有必要換算成國際單位要換算成國際單位 農村常用來噴射農藥的壓縮噴霧器的結構農村常用來噴射農藥的壓縮噴霧器的結
20、構如圖如圖238所示，所示，A的容積為的容積為7.5 L，裝入藥液后，裝入藥液后，藥液上方體積為藥液上方體積為1.5 L，關閉閥門，關閉閥門K，用打氣筒，用打氣筒B每次打進每次打進105 Pa的空氣的空氣250 cm3.求：求：圖圖238玻意耳定律的應用玻意耳定律的應用(1)要使藥液上方氣體的壓強為要使藥液上方氣體的壓強為4105 Pa，打氣，打氣筒活塞應打幾次？筒活塞應打幾次？(2)當當A中有中有4105 Pa的空氣后，打開閥門的空氣后，打開閥門K可噴可噴射藥液，直到不能噴射時，噴霧器剩余多少體積射藥液，直到不能噴射時，噴霧器剩余多少體積的藥液的藥液【思路點撥思路點撥】向噴霧器容器向噴霧器容
21、器A中打氣，是一個等中打氣，是一個等溫壓縮過程按實際情況，在溫壓縮過程按實際情況，在A中裝入藥液后，藥中裝入藥液后，藥液上方必須留有空間，而已知有液上方必須留有空間，而已知有105 Pa的空氣的空氣1.5 L，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對象，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對象，變質量問題便轉化成了定質量問題向變質量問題便轉化成了定質量問題向A中打入空中打入空氣后，打開閥門氣后，打開閥門K噴射藥液，噴射藥液，A中空氣則經歷了一個中空氣則經歷了一個等溫膨賬過程，根據(jù)兩過程中氣體的初、末狀態(tài)量，等溫膨賬過程，根據(jù)兩過程中氣體的初、末狀態(tài)量，運用玻意耳定律，便可順利求解本題運用
22、玻意耳定律，便可順利求解本題【答案答案】(1)18次次(2)1.5 L【方法總結方法總結】保證氣體質量不變，合理選擇保證氣體質量不變，合理選擇研究對象是解答本題的關鍵本題應正確分析研究對象是解答本題的關鍵本題應正確分析研究對象的初、末狀態(tài)及對象的變化特點，分研究對象的初、末狀態(tài)及對象的變化特點，分析各量之間的制約關系，正確應用相應規(guī)律列析各量之間的制約關系，正確應用相應規(guī)律列方程方程查理定律的應用查理定律的應用圖圖239【思路點撥思路點撥】汽缸在直立前后，缸內的氣體體汽缸在直立前后，缸內的氣體體積不變，對活塞受力分析，由力的平衡條件可以積不變，對活塞受力分析，由力的平衡條件可以求出氣體初末狀態(tài)
23、的壓強，從而由查理定律求得求出氣體初末狀態(tài)的壓強，從而由查理定律求得缸內氣體升高的溫度缸內氣體升高的溫度圖圖2310圖圖2311【答案答案】7 【方法總結方法總結】明確研究對象，確認體積不變，選明確研究對象，確認體積不變，選好初末狀態(tài)，正確確定壓強是正確運用查理定律的好初末狀態(tài)，正確確定壓強是正確運用查理定律的關鍵關鍵 如圖如圖2312所示，汽缸所示，汽缸A中封閉有一定中封閉有一定質量的氣體，活塞質量的氣體，活塞B與與A的接觸是光滑且不漏氣的，的接觸是光滑且不漏氣的，B上放一重物上放一重物C，B與與C的總重為的總重為G，大氣壓為，大氣壓為p0.當當汽缸內氣體溫度是汽缸內氣體溫度是20 時，活塞
24、與汽缸底部距離時，活塞與汽缸底部距離為為h1；求當汽缸內氣體溫度是；求當汽缸內氣體溫度是100 時，活塞與汽時，活塞與汽缸底部的距離是多少？缸底部的距離是多少？圖圖2312蓋呂薩克定律的應用蓋呂薩克定律的應用【答案答案】1.3h1【方法總結方法總結】明確研究對象的壓強不變，選明確研究對象的壓強不變，選定初、末狀態(tài)，是正確運用蓋呂薩克定律的關定初、末狀態(tài)，是正確運用蓋呂薩克定律的關鍵鍵變式訓練變式訓練如圖如圖2313所示，上端開口的圓柱所示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，截面積為形汽缸豎直放置，截面積為0.2 m2的活塞將一定的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在汽缸封閉在汽缸內溫度為內溫度為300 K時，活塞離汽缸底部的高度為時，活塞離汽缸底部的高度為0.6 m；將氣體加熱到；將氣體加熱到330 K時，活塞上升了時，活塞上升了0.05 m，不計摩擦力及固體體積的變化求物體，不計摩擦力及固體體積的變化求物體A的體的體積積圖圖2313答案：答案：0.02 m3知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練本部分內容講解結束本部分內容講解結束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
高中物理教科版選修33課件：第2章第3節(jié)《氣體實驗定律》
