封闭气体压强计算方法总结

建立方程,来找出气体压强与其它各力的关系.例4:下图中气缸的质量均为M,气缸内部的横截面积为S,气缸内壁摩擦不计.活塞质量为m,求封闭气体的压强(设大气压强为p0)解析:此问题中的活塞和气缸均处于平衡状态.当以活塞为研究对象,受力分析如图甲所示,由平衡条件得pS=(m0+m)g+P0S;P=p=P0+(m0+m)g/S在分析活塞、气缸受力时,要特别注意大气压力,何时必须考虑,何时可不考虑.(3).活塞下表面与水平面成θ角解:对活塞受分析如图由竖直方向合力为零可得:p0S+mg=pS’cosθS’cosθ=S∴p=P0+mg/S拓展:3.加速运动系统中封闭气体压强的确定常从两处入手:一对气体,考虑用气体定律确定,二是选与气体接触的液柱或活塞等为研究对象,受力分析,利用牛顿第二定律解出.具体问题中常把二者结合起来,建立方程组联立求解.(1)试管绕轴以角速度ω匀速转动解:对水银柱受力分析如图由牛顿第二定律得:PS-P0S=mω2r,其中m=ρSh由几何知识得:r=d-h/2解得P=P0+ρhω2(d-h/2)(2)试管随小车一起以加速度a向右运动解:对水银柱受力分析如图由牛顿第二定律得:PS-p0S=mam=ρSh解得:p=p0+ρahp0STmgpS(3)气缸和活塞在F作用下沿光滑的水平面一起向右加速运动解:对整体水平方向应用牛顿第二定律:F=(m+M)a对活塞受力分析如图:由牛顿第二定律得:F+PS-P0S=ma②由①②两式可得:P=P0-拓展:小结:当物体做变速运动时:利用牛顿运动定律列方程来求气体的压强利用F合=ma,求p气。总结:计算气缸内封闭气体的压强时,一般取活塞为研究对象进行受力分析.但有时也要以气缸或整体为研究对象.所以解题时要灵活选取研究对象课堂小结1、气体的状态参量:①温度T;②体积V;③压强p2、确定气体压强的方法:①受力分析法;②取等压面法;③牛顿定律法