高中物理 模块要点回眸 第13点 两类情况下气体压强的计算素材 粤教版选修3-3（通用）

第13点两类情况下气体压强的计算 1容器静止或匀速运动时求封闭气体的压强(1)连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强是相等的(2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强pgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度(3)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列平衡方程(4)求由固体封闭(如气缸或活塞封闭)气体的压强，应对此固体(如气缸或活塞)进行受力分析，列平衡方程2容器加速运动时求封闭气体的压强当容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液柱、固体等作为研究对象，进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强对点例题如图1所示，气缸悬挂在天花板上，缸内封闭着一定质量的气体A，已知气缸质量为m1，活塞的横截面积为S，质量为m2，活塞与气缸之间的摩擦不计，外界大气压为p0，求气体A的压强pA. 图1解题指导对活塞进行受力分析，如图所示活塞受三个力作用而平衡，由力的平衡条件可得pASm2gp0S，故pAp0.答案p0技巧点拨(1)无论哪种方法求压强，都是以与气体接触的可动固体或液体为研究对象，对其进行受力分析，然后依据其运动状态列方程(2)气体对与其接触的固体或液体的接触面的压力与接触面垂直如图2所示，粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭，左端开口插入水银槽中，管中封闭着两段空气柱1和2.已知h115 cm，h212 cm，外界大气压强p076 cmHg，求空气柱1和2的压强答案61 cmHg73 cmHg图2解析设空气柱1和2的压强分别为p1和p2，选水银柱h1和下端管内与水银槽内水银面相平的液面a为研究对象，空气柱1的压强p1通过水银柱h1传递到液面a上，同时水银柱h1由于自重在a处产生的压强为h1 cmHg，从而可知液面a受到向下的压力为(p1h1 cmHg)S，S为液面a的面积液面a很薄，自重不计液面受到向上的压强是大气压强通过水银槽中水银传递到液面a的，故液面a受到向上的压力为p0S.因整个水银柱h1处于静止状态，故液面a所受向上、向下的压力相等，即(p1h1 cmHg)Sp0S，故空气柱1的压强为p161 cmHg.空气柱1上端的AB为等高线，则由连通器原理可知pBpAp1.再以水银柱h2的下端的液面b为研究对象，同理可求得空气柱2的压强为p2p112 cmHg73 cmHg.