供稿：楊玉蓉 編審：周璐
楊玉蓉，物理高級教師，畢業於華南師範大學，碩士學位，現任順德華僑中學物理科組長。工作23年來，有20年擔任科組長或級長、副級長、班主任的工作經歷。曾獲佛山市德育優秀工作者、順德區教書育人優秀教師，順德區優秀班主任，多次被評為順德區教育系統優秀黨員。多次擔任區市教研課；參與多個省級、市級課題研究並取得成果；近年來，共獲得區、市、省級獎項共40餘項。
《粵教版氣體實驗定律應用教學案》
1、氣缸類問題是熱學部分典型的綜合問題，它需要考查氣體、氣缸或活塞等多個研究對象，涉及熱學、力學乃至電學等物理知識，需要靈活地運用相關知識來解決問題。（1）氣體系統處於平衡狀態。需要綜合應用氣體定律和物體的平衡條件解題。（2）氣體系統處於非平衡狀態。需綜合應用氣體定律和牛頓第二定律解題。（3）兩個或多個氣缸封閉著幾部分氣體，並且氣缸之間相互關聯的問題，解答時應分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規律，並寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關係式，最後聯立求解。 1、按照目標——知識梳理——思維方法概括——典例分析——總結的環節展開2、重點是氣體的初末狀態分析以列出方程式求解，難點是壓強的處理。開頭複習的內容方法在後面的例題講解中有首尾呼應。3、以詳細分析兩道高考題為主，通過對比、類比、等效法、邏輯分析、綜合等多種方式引導學生掌握更多的模型，令知識能力的遷移達到最大的效果。2．掌握其內容和表達式，並能用於解決實際問題（例如氣缸問題）（1）形成經典物理的運動觀、能量觀、相互作用觀，並且能用來解釋自然現象和解決實際問題（3）從定性和定量兩個方面進行科學推理、找出規律、形成結論，並能解釋自然現象和解決實際問題。 1、弄清題意，確定研究對象。一般地說，研究對象分為兩類：熱烈學研究對象（一定質量的理想氣體）；力學研究對象（氣缸、活塞或某系統）。2、分析清楚題目所述的物理過程，對熱學研究對象分析清楚初、末狀態及狀態變化過程，依據氣體定律列出方程；對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據力學規律列出方程。3、注意挖掘題目的隱含條件，如幾何關係等，列出輔助方程。4、多個方程聯立求解，對求解的結果注意檢驗它們的合理性。（1）內容：一定質量的某種理想氣體，在從一個狀態變化到另一個狀態時，壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。【例1】[2014·新課標全國卷Ⅰ，33(2)]一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內。氣缸壁導熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對於氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現取質量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此後外界的溫度變為T，求重新達到平衡後氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g。重點：需要將橫截面積求出，這裡要用好因沙子的重力而增加的壓強的公式。1、從上述例題的圖出發，增加活塞受到其他外力（繩子、剛性杆、彈簧），並分析處理方法
【例題2】如圖，絕熱氣缸A與導熱氣缸B均固定於地面，由剛性杆連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦。兩氣缸內裝有處於平衡狀態的理想氣體，開始時體積均為、溫度均為。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩定後，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設環境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積和溫度。
（3）以活塞為受力對象，以氣缸為受力對象, 以整體為受力對象1、弄清題意，確定研究對象。一般地說，研究對象分為兩類：熱烈學研究對象（一定質量的理想氣體）；力學研究對象（氣缸、活塞或某系統）。2、分析清楚題目所述的物理過程，對熱學研究對象分析清楚初、末狀態及狀態變化過程，依據氣體定律列出方程；對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據力學規律列出方程。3、注意挖掘題目的隱含條件，如幾何關係等，列出輔助方程。4、多個方程聯立求解，對求解的結果注意檢驗它們的合理性。本人認為最成功的是：內在邏輯是隱藏在各個環節和各個選題中的，因此講解過程中能夠引導學生總結方法、能力遷移、層層突破。不滿意的是語言表述我將繼續提高水平！《粵教版氣體實驗定律應用課後作業》
1、如圖所示，豎直放置的導熱氣缸內用活塞封閉著一定質量的理想氣體，活塞的質量為m，橫截面積為S，缸內氣體高度為2h。現在活塞上緩慢添加砂粒，直至缸內氣體的高度變為h。然後再對氣缸緩慢加熱，讓活塞恰好回到原來位置。已知大氣壓強為p0，大氣溫度為T0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸間的摩擦。求：
（1）所添加砂粒的總質量；
2、如圖所示，導熱良好的薄壁氣缸放在水平面上，用橫截面積為S＝1.0×10-2m2的光滑薄活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞杆的另一端固定在牆上。此時活塞杆與牆剛好無擠壓。外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa。當環境溫度為27℃時，密閉氣體的體積為2.0×10-3m3。求：（1）若固定氣缸在水平面上，當環境溫度緩慢升高到57℃時，氣體壓強的p2；（2）若氣缸放在光滑水平面上不固定，當環境溫度緩慢升高到57℃時，氣缸移動的距離；（3）保持（2）的條件不變下，對氣缸施加水平作用力，使缸內氣體體積緩慢地恢復到原來數值，這時氣缸受到的水平作用力大小。3．如圖所示，兩端開口的氣缸水平固定，A、B是兩個厚度不計的活塞，可在氣缸內無摩擦滑動，面積分別為S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它們之間用一根細杆連接，B通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質量為M＝2 kg的重物C連接，靜止時氣缸中的氣體溫度T1＝600 K，氣缸兩部分的氣柱長均為L，已知大氣壓強p0＝1×105 Pa，取g＝10 m/s2，缸內氣體可看作理想氣體。(2)若降低氣缸內氣體的溫度，當活塞A緩慢向右移動時，求氣缸內氣體的溫度。
課後作業參考答案