高中气体压强计算
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(高中)气体压强计算问题
一、液体封闭的静止容器中气体的压强
1. 知识要点
(1)液体在距液面深度为h处产生的压强:
P
h
gh
(式中
表示液体的密度)。
(2)连通器原理:在连通器中,同种液体的同一水平面上的压强相等;
2. 典型
例
1:计算图一中各种情况下,被封闭气体的压强。(标准大气压强p0=76cmHg,图中液
体为水银
76
51 63.5 51 101
练习1、如图二所示,在一端封闭的U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,<
br>在竖直放置时,AB两气柱的下表面在同一水平面上,另两端的水银柱长度分别是h1和
h2,外
界大气的压强为p0,则A、B、C三段气体的压强分别是多少?
图二
练习2、 如图三所示,粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,
封闭着两段空气柱1和2。已知h1=15cm,h2=12cm,外界大气压强
p0=76cmHg
,求空气柱1和2的压强。
图三
二、活塞封闭的静止容器中气体的压强
1. 解题的基本思路
(1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图;
1
(2)列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。
注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。
2. 典例
例2 如图
四所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A的上表面
是水平的,下表面是倾斜的,下
表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M。不计圆板与
容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P
0
,则被圆板封闭在容器中的气体压强P等于( )
A.
P
0
Mgcos
S
P
0
Mg
B.
cos
Scos
C.
Mg
Mgcos
2
P
0
P
0
S
S
D.
图四
练习1:三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图五所示,M为重物质
量,F是外力,p0为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为:
图五
练习2、如图六所示,活塞质量为m,缸套质量为M,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封
住了一定质量的空气,而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S,则下列说法正确的是(P
0
为大
气压强)( )
A、内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为Mg
B、内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为mg
C、气缸内空气压强为P
0
-MgS
D、气缸内空气压强为P
0
+mgS
图六
练习3、所示,水平放置的气缸A和B的活塞面积分别为
S
a
和Sb
且
S
a
S
b
,它们可以无摩
擦地沿器壁自
由滑动,气缸内封有气体。当活塞处于平衡状态时,气缸A、B内气体的压
强分别为
P
a
和P
b
(大气压不为零),则下列正确的是(
)
2
A.
P
a
:P
b
S
b
:S
a
C.
P
a
P
b
B.
P
a
P
b
D.
P
a
P
b
图七
三、加速运动的封闭容器中气体的压强
1. 解题的基本思路
(1)恰当地选取研究对象(活塞、气缸、水银柱、试管或某个整体等),并对其进
行受力分析;
(2)对研究对象列出牛顿第二定律方程,结合相关方程求解。
2. 典例
例3 如图八所示,有一段12cm长的汞柱,在均匀玻璃管中封住一定质量的气体,
若开口向上将玻
璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上,在下滑的过程中被封住气体的压
强P为(大气压强
P<
br>0
760cmHg
)( )。
A. 76cm Hg B.
82cm Hg
C. 88cmHg D. 70cmHg
图八
练习 如图九所示,质量为M的汽缸放在光滑水平地面上,活塞质量为m,面积为S。封
住一部分气体,不计摩擦,大气压强为,若在活塞上加一水平向左的恒力F,求汽缸、
活塞共同加速运动
时,缸内气体的压强。(设温度不变)
图九
3