2018版物理新课堂同步沪科版选修3-3:第2章 2.1 气体的状态+2.2 玻意耳定律
2018版物理新课堂同步沪科版选修3-3:第2章 2.1 气体的状态+2.2 玻意耳定律第3页

  

  图2­1­1

  ②连通器原理

  在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等,如图2­1­1甲中同一液面C、D处压强相等pA=p0+ph.

  ③力平衡法

  选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析,由F合=0列式求气体压强.

  例如:在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱.大气压强为p0,各部分尺寸如图2­1­1乙所示.求A、B气体的压强.

  求pA:取液柱h1为研究对象,设管截面积为S,大气压力和液柱重力向下,A气体压力向上,液柱h1静止,则p0S+ρgh1S=pAS

  所以pA=p0+ρgh1.

  求pB:取液柱h2为研究对象,由于h2的下端以下液体的对称性,下端液体自重产生的压强可不考虑,A气体压强由液体传递后对h2的压力向上,B气体压力、液柱h2重力向下,液柱平衡,则pBS+ρgh2S=pAS,所以pB=p0+ρgh1-ρgh2.

  熟练后,可直接由压强平衡关系写出待测压强,不一定非要从力的平衡方程式找起.

  (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体的压强

  由于该固体必定受到被封闭气体的压力,所以可通过对该固体进行受力分析,由平衡条件建立方程,来找出气体压强与其它各力的关系.

  例如:一圆形汽缸静置于地面上,如图2­1­2所示,汽缸筒的质量为M,活塞的质量为m,活塞面积为S,大气压强为p0,现将活塞缓慢上提,求汽缸刚离地面时汽缸内气体的压强.(忽略摩擦)