图8-1-6
解析:(1)pA=p0-ph=76 cmHg-10 cmHg =66 cmHg
(2)pA=p0-ph=76 cmHg-10×sin 30° cmHg =71 cmHg
(3)pB=p0+ph2=76 cmHg+10 cmHg=86 cmHg pA=pB-ph1=86 cmHg-5 cmHg=81 cmHg. 答案:(1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg
2.一圆形气缸静置于地面上,如图8-1-7所示. 气缸筒的质量为M,活塞的质量为m,活塞的面积为S,大气压强为p0. 现将活塞缓慢向上提,求气缸刚离开地面时气缸内气体的压强. (忽略气缸壁与活塞间的摩擦)
图8-1-7
解析:法一:题目中的活塞和气缸均处于平衡状态,以活塞为研究对象,受力分析如图甲,由平衡条件,得F+pS=mg+p0S. 以活塞和气缸整体为研究对象,受力分析如图Mg
乙,有F=(M+m)g,由以上两个方程式,得pS+Mg=p0S,解得p=p0-S.
Mg
法二:以汽缸为研究对象,有:pS+Mg=p0S,也可得:p=p0-S. 答案:p0-Mg S
玻意耳定律的理解及应用
应用玻意耳定律的思路与方法
(1)选取一定质量、温度不变的气体为研究对象,确定研究对象的始末两个状态. (2)表示或计算出初态压强p1、体积V1;末态压强p2、体积V2,对未知量用字母表示. (3)根据玻意耳定律列方程p1V1=p2V2,并代入数值求解. (4)有时要检验结果是否符合实际,对不符合实际的结果要删去.
[典例]
如图8-1-8所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,筒内横截面积S=0.01 m2,中间用两个活塞A与B封住一定量的气体. A、B都可以无摩擦地滑动,A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103 N/m的弹簧相连,已知大气压强p0=1×105 Pa,平衡时两活塞间距离为L0=0.6 m. 现用力压A,使之缓慢向下移动一定距离后保持平衡,此时用于压A的力F=500 N,求活塞A向下移动的距离.
图8-1-8
[思路点拨]
[解析] 先以圆筒内封闭气体为研究对象, 初态:p1=p0,V1=L0S, 末态:p2=?,V2=LS.
对活塞A,受力情况如图所示,有: F+p0S=p2S,所以: F
p2=p0+S, 由玻意耳定律得: Fp0+S?·p0·L0S=???LS, 解得L=0.4 m.
F
以A、B及封闭气体系统整体为研究对象,则施加力F后B下移的距离Δx=k=0.1 m,
故活塞A下移的距离:ΔL=(L0-L)+Δx=0.3 m. [答案] 0.3 m
应用玻意耳定律解题时应注意的两个问题:
(1)应用玻意耳定律解决问题时,一定要先确定好两个状态的体积和压强.
(2)确定气体压强或体积时,只要初末状态的单位统一即可,没有必要都化成国际单位制.
1.一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大n倍,则压强变为原来的( ) A.n倍 C.n+1倍
1B.倍 n1D.倍 n+1
解析:选D 体积增大n倍,则体积增大为原来的n+1倍,由玻意耳定律p1V1=p2V2
得p2=
1
p,即D正确. n+11
2.如图8-1-9所示,在一根一端封闭且粗细均匀的长玻璃管中,用长为h=10 cm的水