有一本高中物理书,既简单又不简单; 它既有趣又有用。 那是高中物理选修课3-3。 今天我们就来说说它在出题中的应用。 然而,除了气体三大定律和理想气体状态方程的知识外,还需要有以下三种压力的分析方法。
1. 气缸模型
1. 气缸静止在水平地面上,活塞内装有质量为 m、截面为 S 的活塞,密封一定质量的理想气体。 对于大气压P0,重力加速度为g,这部分理想气体的压力P有何关系?
分析:压力的基本定义是施加在物体单位面积上的力。 因此,要找到压力,要么使用压力计算公式,要么找到研究对象并进行受力分析。 活塞受力分析如下:
2、质量为M、横截面积为S的圆柱体用吊线悬挂。 重力加速度为g。 活塞和气缸密封的理想气体的压力是多少?
分析:气缸受力分析
2、一端封闭的U型管模型
1. 一根一端封闭的 U 形管固定在地面上,部分充满了汞。 两侧水银高度差Δh=10cm。 已知大气压力P0等于,则封闭气体的压力为:
分析: 在汞中,取薄的液体表面。 当液面平衡时,薄液面两侧受到的力相等。 并且由于薄液面两侧的横截面积相等,因此两侧的压力基本相等。 校准的最低汞含量分析为:
2. 将一端封闭的U形管放置在台车上。 U型管的截面积为S高中物理 求加速度,与小车一起在水平面上做匀减速直线运动,加速度为a。 已知U形管和汽车的总质量为M,大气压为P0,水银密度为ρ,水银液面高差为Δh,重力加速度为g高中物理 求加速度,那么封闭气体的压力是?
分析:对于薄液面的受力分析,合力提供了整个U型管和小车的加速度(因为U型管和小车一起运动,所以采用整体受力分析方法) ,那么就有,
3、试管模型
如图所示,将一定质量的理想气体与长度为h的水银密封在试管中。 试管和水银的总质量为M,大气压为P0,水银的密度为ρ,重力加速度为g。 如果试管以匀速加速度a向下加速,则封闭气体的压力是多少?
分析:此时水银与试管的合力提供加速度,则有