高中物理封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

1、專題：密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1.理論依據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式 p = gho液面與外界大氣相接觸。則液面下 h處的壓強(qiáng)為p = p0 + gh帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強(qiáng)能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個(gè)方向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體）連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上 的壓強(qiáng)是相等的。2、計(jì)算的方法步驟（液體密封氣體）選取假想的一個(gè)液體薄片（其自重不計(jì)）為研究對象分析液體兩側(cè)受力情況，建立力的平衡方程，側(cè)的壓強(qiáng)平衡方程解方程，求得氣體壓強(qiáng)例1:試計(jì)算卜述幾種情況下各封閉氣體的壓強(qiáng)， r管中水銀柱的長度

2、均為l?均處于ih二狀態(tài)D H /練1:計(jì)算圖一中各種情況卜，被封閉氣體的壓強(qiáng)。中液體為水銀圖一消去橫截面積，得到液片兩面已知大氣壓P0,水銀的密度為p , /（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg圖練2、如圖二所示，在一端封閉的 U形管內(nèi)，三段水銀柱將空氣柱 A B、C封在管中，在豎直放置時(shí)，AB兩氣柱的下表面在同一水平面上，另兩端的水銀柱長度分別是hl和h2,外界大氣的壓強(qiáng)為 p0,則A B、C三段氣體的壓強(qiáng)分別是多少？、練3、如圖三所示，粗細(xì)均勻的豎直倒置的U型管右端封閉，左端開口插入水銀槽中，封閉著兩段空氣柱1和2。已知h1 = 15cm, h2=12cm,外界大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg 求

3、空氣柱1和2的壓強(qiáng)。二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1 .解題的基本思路（1）對活塞（或氣缸）進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖；（2）列出活塞（或氣缸）的平衡方程，求出未知量。注意：不要忘記氣缸底部和活塞外面的大氣壓。例2如圖四所示，一個(gè)橫截面積為 S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板 A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為8 ,圓板的質(zhì)量為 也 不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為Mg cosA.P0MgB. cos Scos C.P。2Mg cosSD.MgSP。，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)P等于（）圖四練習(xí)4:三個(gè)長方體容器中被光滑的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體。

4、如圖五所示，M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，p0為大氣壓，S為活塞面積，G為活塞重，則壓強(qiáng)各為：練習(xí)5、如圖六所示，活塞質(zhì)量為 m,缸套質(zhì)量為M,通過彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無摩擦，活塞面積為S,則下列說法正確的是（Po為大氣壓強(qiáng)）（）內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向下，大小為mg氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為 Po-Mg/S氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為 Po+mg/S練習(xí)6、所示，水平放置的氣缸 A和B的活塞面積分別為Sa和Sb且 Sa Sb,它們可以無摩擦地沿器壁自由滑動(dòng)，氣缸內(nèi)封有氣體。當(dāng)活塞處于平衡狀態(tài)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為Pa和Pb

5、 （大氣壓不為零），則下列正確的是A. Pa： Pb Sb： SaB.PaPbC. Pa PbD.PaPb0三、非平衡態(tài)下密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1.解題的基本思路（1）恰當(dāng)?shù)剡x取研究對象（活塞、氣缸、水銀柱、試管或某個(gè)整體等），并對其進(jìn)行受力分析;（2）對研究對象列出牛頓第二定律方程，結(jié)合相關(guān)方程求解。2.典例例3如圖八所示，有一段12cm長的汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為30的光滑斜面上，在下滑的過程中被封住氣體的壓強(qiáng)P為（大氣壓強(qiáng)P0 760cmHg）A. 76cm HgB. 82cm HgC. 88cmHg D. 70cmHg練7、如圖九所示，質(zhì)量為M

6、的汽缸放在光滑水平地面上,活塞質(zhì)量為成面積為So封住一部分氣體，不計(jì)摩擦，大氣壓強(qiáng)為 水平向左的恒力 F,求汽缸、活塞共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí), 溫度不變）,若在活塞上加一缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（設(shè)/ /針對訓(xùn)練1 .在圖中，試管內(nèi)由水銀封有一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)試管繞豎直軸以角速度3在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)空氣柱長為 lo,其他尺寸如圖所示，大氣壓強(qiáng)為po.求轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的氣體壓強(qiáng)（設(shè)溫度不變，試管截面積為 s,銀密度為P ）.2 .如圖所示，水平放置的一根玻璃管和幾個(gè)豎直放置的U形管內(nèi)都有一段水銀柱，封閉端里有一定質(zhì)量的氣體,圖（a）中的水銀柱長度和圖（b）、（c）、（d）中U形管兩臂內(nèi)水銀柱高度差均為 h=10cm,

7、外界大氣壓強(qiáng)po=76cmHg則四部分氣體的壓強(qiáng)分別為Pa二cmHg,pb=cmHg,pc=cmHg,p=cmHg.3如圖所示，兩端開口的U形管內(nèi)有兩段水柱 AR CD封住一段空氣柱 BC,已知CD高為hi , AB高度差為大氣壓強(qiáng)為Po。則（）。（A）封閉氣體的壓強(qiáng)為Pohi（B）封閉氣體的壓強(qiáng)為po h2（C）封閉氣體的壓強(qiáng)為Pohi h2 （D）封閉氣體的壓強(qiáng)為2pohih24.如圖20-7所示，圖（a）為水銀壓強(qiáng)計(jì)，其 U形管內(nèi)液面高度差為h水銀的密度為，外界大氣壓強(qiáng)為P。此時(shí)容器內(nèi)待測氣體的壓強(qiáng)po在圖（b）中，水平放置的汽缸上有一質(zhì)量為積為Si的活塞，在活塞上方再放置一個(gè)質(zhì)量為 m

8、2、底面積為S2的mi、底囿圓柱體金屬塊。若外界大氣壓強(qiáng)仍為Poo則汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P'5小車上固定一面積為 S的一端封閉的玻璃管，管內(nèi)用長為的水銀柱封住一段氣體(如圖所示)，若大氣壓強(qiáng)為P。，則小車以加速度a向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)(水銀的密度為 )6如圖所示，ABC三只相同的試管，一端封閉一端開口，封閉端有一個(gè)小環(huán)由細(xì)線懸掛在天花板上，開口端插入水銀槽中，試管內(nèi)封有氣體，三管靜止時(shí),氣體壓強(qiáng)最小的是管。三根細(xì)線之張力分別為Ta、Tb、Tco A管內(nèi)水銀面比管外高，則三管中Ta、Tb、Tc的大小的關(guān)系是:7如圖，兩端封閉、粗細(xì)均勻的 U形管側(cè)向放置，內(nèi)有兩段汞柱封閉a、b、c三段氣體，則三部分氣體壓強(qiáng)的關(guān)系為:A Pa = Pb = PcB、Pb = Pc > PaC Pc > Pa > PbD、Pc > Pb = Pa8圓柱形汽缸開口向下豎直放置，活塞質(zhì)量為mi橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0,缸內(nèi)封有氣體。當(dāng)汽缸固定且活塞靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 直自由下落過程中，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為9如圖所示圓柱形汽缸，汽缸質(zhì)量為100 kg,活塞質(zhì)量為10 kg,橫截面積為0. 1m2,(1)汽缸開口向上、豎直放在水平地面上。大氣壓強(qiáng)為1.0 l05Pa,求下