高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第4节 科学探究:气体压强与体积的关系试讲课课件ppt

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第4节 科学探究:气体压强与体积的关系试讲课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了学习目标，气体的状态参量，以活塞为研究对象，以气缸为研究对象，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。

知道描述气体状态的三个物理量．知道气体压强产生的原因和决定压强的因素．体验气体等温变化规律的探究过程．了解气体压强、温度、体积变化规律的研究方法．
在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀……看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？
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描述气体状态的三个参量：
1.气体的体积气体的体积是指气体分子能够到达的空间，通常等于容器的容积。2.气体的温度（1）温标：定量描述温度的方法（2）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃．在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃．（3）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”．
3．气体压强的产生单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
（1）决定气体压强大小的因素①微观因素a.与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．b.与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．
②宏观因素a.与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．b.与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．
（2）气体压强与大气压强的区别与联系
4、平衡态下固体（活塞、气缸）密闭气体压强的计算
求用固体（如活塞）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体进行受力分析。然后根据平衡条件求解。
pS = P0S+mg
pS = mg+p0S
mg+pS = p0S
Mg+pS = p0S
5、平衡态下液体封闭气体压强的计算
（1） 理论依据①液体压强的计算公式 p = gh。②液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为 p = p0 + gh③连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。
①连通器原理：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强． 例如图中，同一液面C、D处压强相等 pA＝p0＋ph.
②参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强． 例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.
③受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强P
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
（1）探究一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系。（2）学习气体压强的测量方法。
二 探究气体压强与体积的关系
气压计、玻璃管、铁架台、活塞。
3.实验原理与设计：在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下(实验装置如图所示),通过改变密闭气体的体积,由注射器和压力表读出对应气体的体积和压强值,进而研究在温度不变的条件下气体的体积和压强的关系。
4.实验步骤（1）密封气体:用橡胶套在注射器中密封一定质量的气体(气体的体积大约是注射器容积的一半)。（2）安装固定:把带有压力表的注射器固定在铁架台上。
由玻璃管的刻度读出空气柱长度l，再乘以横截面积S，V=lS。
实验中用手把柱塞缓慢向下压或向上拉，读出体积与压强的机组数据。
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油。
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢以及不能用手握住注射器封闭气体部分。
(1)漏气造成空气柱质量变化。
(2)空气柱温度不恒定造成误差。
(3)空气柱体积和气压测量不准确。
一、描述气体状态的三个参量
二、探究气体压强与体积的关系
甲 乙 丙 丁
甲 乙
注射器与压强传感器连接部位的气体体积　
在注射器活塞上涂润滑油增强气密性
手不要握住注射器封闭气体部分
压强传感器与注射器间有气体
3.有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后,计算机屏幕上显示出如图所示的p-V图线(其中实线是实验所得图线,虚线为一根参考双曲线)。
(3)若另一组同学操作时用手握住了注射器,作出的p -V图像　　　　　　(选填“可能”或“不可能”)与题干的图像相同。 
实验时注射器内的空气向外泄漏或实验时环境温度降低了