B气体的压强与体积的关系

nullnull6-B 气体的压强与体积的关系null知识与技能: 理解玻意耳定律的内容和使用条件，能应用玻意耳定律 解决质量不变的气体等温变化的简单问题。知道p-V图像。 过程与方法： 通过DIS实验学会用控制变量法研究气体压强与体积关系 的方法。 情感态度与价值观： 通过学习，感悟物理规律是建立在实验研究基础上的，养 成尊重事实的科学态度。目标与要求：null探索研究： [实验目的] 用DIS探究一定质量的气体，在温度不变的情况下，气体压强与体积的关系。 [实验器材] DIS（压强传感器、数据采集器、计算机等），注射器。 [实验步骤] 1、将压强传感器接入数据采集器。 2、开启电源，运行DIS软件，点击 实验条目中的“研究温度不变时，一 定质量气体的压强与体积的关系”， 软件界面如图所示：探究与深化：null探索研究： [实验目的] 用DIS探究一定质量的气体，在温度不变的情况下，气体压强与体积的关系。 [实验器材] DIS（压强传感器、数据采集器、计算机等），注射器。 [实验步骤] 3、注射器与压强传感器测口相连，在数据格上输入所设定的体积，推拉 注射器活塞，使它位于各设定体积，点击“记录数据”，表格上将记录不同体 积时所对应的注射器内气体的压强数据。点击“数据计算”，表格上将记录不 同体积时所对应的注射器内气体压强和体积的乘积值，以及体积的倒数值。探究与深化：null探索研究： [实验目的] 用DIS探究一定质量的气体，在温度不变的情况下，气体压强与体积的关系。 [实验器材] DIS（压强传感器、数据采集器、计算机等），注射器。 [实验步骤] 4、启动“图线分析”功能，在屏上可分别观察到压强和体积、压强和体积倒数 的关系曲线。探究与深化：null实验结论： 一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体积成反比： P1V1 = P2V2 从分子动理论分析，一定质量的气体的体积减小时，单位 时间内撞击单位面积的分子数增加，从而导致单位面积上的作 用力增大，气体的压强就会变大。探究与深化：null 在平面直角坐标系中，纵轴表示压强P，横轴表示体积V。 P与V的函数图像是一条双曲线，这种表示等温过程的P-V图像 叫做等温图线。探究与深化：null自主活动： 1、体积为V的沼气泡自池塘底浮起，水深为3m，沼气泡从池底 上升到水面时，它的体积将变为原来的多少倍？（水底与水面的 温度相同，大气压强P0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3）探究与深化：null解： 初状态： 末状态： p1=p0+ρgh p2=p0 V1=V V2根据玻意耳定律：p1V1=p2V2 V2=P1V1/p2 =(P0+ρgh)V/p0 =(1.0×105+1.0×103×9.8×3)V/(1.0×105) ≈1.29V探究与深化：null用玻意耳定律解题的一般步骤： ●分析判断是否符合气体质量不变、等温变化的条件 ●列出一定质量气体的初始状态的压强、体积值 ●列出一定质量气体的末状态的压强、体积值 ●为了计算简单，选择合适的压强单位 ●用玻意耳定律进行计算，得出结果 ●对计算结果进行检验探究与深化：null例题：大气压强为标准大气压，长60cm均匀玻璃管中装有 14cm长的水银柱封闭一段38cm长的空气柱，现将玻璃管 转动至水平位置，求空气柱的长度。14cm30cm14cml2探究与深化：null解： 初状态： 末状态： p1=p0+h=76+14=90cmHg p2=p0=76cmHg V1=38S V2=L2S符合玻意耳定律适用条件： p1V1=p2V2 90×38S=76 ×L2S L2=45cm检验L=45cm+14cm=59cm<60cm 水银未溢出，符合条件。探究与深化：null自主活动： 如图所示，细玻璃管，水银柱长20cm，开口向下时空气柱 长30cm，将其倒置开口向上时，空气柱长度缩至17.5cm， 求当时的大气压强。30cm20cm20cm17.5cm探究与深化：null解： 初状态： 末状态： p1=p0-h=(p0-20)cmHg p2=p0+h V1=30S V2=17.5S符合玻意耳定律适用条件： p1V1=p2V2 (p0-20)×30S= (p0+20) ×17.5S p0=76cmHg探究与深化：null例题2 如图所示，活塞A可在汽缸内无摩擦自由滑动，但不漏气，活塞质量不计，横截面积为2厘米2，当活塞静止不动时，活塞距汽缸底部10厘米，现用4牛的恒力竖直向上拉活塞，活塞向上移动2.5厘米后静止。设温度不变，求原来封住汽缸内 气体压强。10cmF=4N2.5cm探究与深化：null解： 初状态： 末状态： p1=p0 p2=p0-F/S=p0-4/(2×10-4)=(p0- 2×104)Pa V1=10S V2=(10+2.5)S=12.5S符合玻意耳定律适用条件： p1V1=p2V2 p0×10S= (p0- 2×104)×12.5S p0=1×105Pa 所以 p1=p0=1×105Pa探究与深化：null小结： 1、玻意耳定律p1V2=p2V2 2、等温线 3、用玻意耳定律解题的一般方法与步骤回顾与小结：