供稿：申振 編審：周璐
申振，2007畢業於北京師範大學物理學系，中學物理一級教師，順德區教書育人優秀教師，順德一中教壇新秀，順德一中優秀班主任，全國中學生物理競賽優秀輔導老師，積極撰寫論文，有論文發表、獲獎，教學論文被人大資料複印中心全文複印，以核心成員身份參加了順德區中小學教育科研「十二五」規劃課題《「生本教育」核心理念指導下的課堂教學改革研究」的研究》，參與編著《順德一中課堂教學改革全紀錄》。
《粵教版氣體實驗定律應用教案》
本節課是粵教版高中物理教材選修3-3第二章第七、八節內容的習題課。高中物理課程標準的要求是：通過實驗，了解氣體實驗定律。氣體實驗定律是這章的重要內容，既是高中熱學部分的重點內容，又是高考重點考察內容，本節課旨在幫助學生學會用氣體實驗定律解決物理問題，掌握好本節對以後熱學綜合分析有很大的幫助。
學生在此之前已經學過氣體實驗定律的內容，知道理想氣體實驗定律的表達式，知道理想氣體實驗定律的圖像，也已經學過了力學中的共點力平衡條件、牛頓第二定律等。
知道理想氣體實驗定律的內容。
1.會用共點力平衡分析兩部分氣體間的壓強關係
2.會用假設法判定液柱的移動
3.會用牛頓第二定律解決氣缸類問題
1.掌握用氣體實驗定律來解決相互關聯的兩部分氣體類問題。
2.應用力學綜合分析的方法來解決熱學綜合類問題。
培養學生的科學思維和研究方法，引導學生學會分析、推理。
氣體實驗定律在相互關聯兩部分氣體中的應用以及在活塞類問題中的應用問題式教學與學生自主學習相結合的探究式教學。
玻意耳定律
查理定律
蓋—呂薩克定律
內容
一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比
一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比
一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比
表達式
p1V1=p2V2
p1/T1=p2/T2
V1/T1=V2/T2
圖像
(1)理想氣體
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守 氣體實驗定律 的氣體，實際氣體在壓強 不太大 、溫度 不太低 的條件下，可視為理想氣體．
②微觀上講，理想氣體的分子間除 碰撞 外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所佔據的空間認為都是可以被壓縮的空間．
(2)理想氣體的狀態方程
一定質量的理想氣體狀態方程：PV/T＝C
氣體實驗定律可看作一定質量理想氣體狀態方程的特例．
這類問題涉及兩部分氣體，它們之間雖然沒有氣體交換，但其壓強或體積這些量間有一定的關係，分析清楚這些關係是解決問題的關鍵，解決這類問題的一般方法是：
1、分別選取每部分氣體為研究對象，確定初、末狀態參量，根據狀態方程列式求解．2、認真分析兩部分氣體的壓強、體積之間的關係，並列出方程．【例1】 如圖所示，內徑均勻的U形管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口的距離均為l＝10.0 cm，大氣壓強p0＝75.8 cmHg時，將右側管口封閉，然後從左側管口處將一活塞緩慢向下推入管中，直到左右兩側水銀面高度差達h＝6.0 cm為止．求活塞在管內移動的距離．根據題目條件，假設發生某種特殊的物理現象和物理過程，再結合相應的狀態變化規律及物理規律進行推理，即可得出正確答案，這種方法可以化難為易，化繁為簡．
1、在溫度不變的情況下，液柱移動問題的特點是：在保持溫度不變的情況下改變其他題設條件，從而引起封閉氣體的液柱的移動，或液面的升降，或氣體體積的增減．解決這類問題通常假設液體不移動，或液面不升降，或氣柱體積不變，然後從此假設出發，運用玻意耳定律等有關知識進行推論，求得正確答案．2、用液柱或活塞隔開兩部分氣體，當氣體溫度變化時，液柱或活塞是否移動？如何移動？此類問題的特點是：氣體的狀態參量p、V、T都發生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難，通常先進行氣體狀態的假設，然後應用查理定律可以簡單地求解．其一般思路為：
(1)先假設液柱或活塞不發生移動，兩部分氣體均做等容變化．
(2)對兩部分氣體分別應用查理定律的分比形式Δp＝p，求出每部分氣體壓強的變化量Δp，並加以比較．對於活塞類問題，則要判斷活塞的移動，從而得出結論．
【例2】 在一粗細均勻且兩端封閉的U型玻離管內，裝有一段水銀柱，將A和B兩端的氣體隔開，如圖所示．在室溫下，A、B兩端的氣體體積都是V，管內水銀面的高度差為Δh，現將它豎直地全部浸沒在沸水中，高度差Δh怎麼變化？解析:假設上下兩部分氣體的體積不變，根據查理定律Δp＝PΔT/T，判斷出兩部分氣體的壓強變化Δp∝p，而pB>pA，故ΔpB>ΔpA，故Δh將增大．
氣缸類問題是熱學部分典型的物理綜合題，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、綜合地應用知識來解決問題．
解決氣缸類問題的一般思路：
（1）弄清題意，確定研究對象．一般來說，研究對象分兩類：一類是熱學研究對象(一定質量的理想氣體)；另一類是力學研究對象(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）注意挖掘題目中的隱含條件，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．【例3】 如圖甲所示，氣缸質量為m1，活塞質量為m2，不計缸內氣體的質量及一切摩擦，當用一水平外力F拉活塞時，活塞和氣缸最終以共同的加速度運動．求此時缸內氣體的壓強．(已知大氣壓為p0，活塞橫截面積為S)解析:以活塞m2為研究對象，其受力如圖乙所示．根據牛頓第二定律，有F＋pS－p0S＝m2a.①
由於方程①中有p和a兩個未知量，所以還必須以整體為研究對象，列出牛頓第二定律方程F＝(m1＋m2)a.②
聯立可得p＝p0－m1F/(m1＋m2)S.
《粵教版氣體實驗定律應用導學案》
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守 的氣體，實際氣體在壓強 、溫度 的條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體的分子間除 外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所佔據的空間認為都是可以被壓縮的空間．一定質量的理想氣體狀態方程：__________或_______．氣體實驗定律可看作一定質量理想氣體狀態方程的特例．這類問題涉及兩部分氣體，它們之間雖然沒有氣體交換，但其壓強或體積這些量間有一定的關係，分析清楚這些關係是解決問題的關鍵，解決這類問題的一般方法是：1、分別選取每部分氣體為研究對象，確定初、末狀態參量，根據狀態方程列式求解．2、認真分析兩部分氣體的壓強、體積之間的關係，並列出方程．【例1】 如圖所示，內徑均勻的U形管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口的距離均為l＝10.0 cm，大氣壓強p0＝75.8cmHg時，將右側管口封閉，然後從左側管口處將一活塞緩慢向下推入管中，直到左右兩側水銀面高度差達h＝6.0 cm為止．求活塞在管內移動的距離．根據題目條件，假設發生某種特殊的物理現象和物理過程，再結合相應的狀態變化規律及物理規律進行推理，即可得出正確答案，這種方法可以化難為易，化繁為簡．1、在溫度不變的情況下，液柱移動問題的特點是：在保持溫度不變的情況下改變其他題設條件，從而引起封閉氣體的液柱的移動，或液面的升降，或氣體體積的增減．解決這類問題通常假設液體不移動，或液面不升降，或氣柱體積不變，然後從此假設出發，運用玻意耳定律等有關知識進行推論，求得正確答案．2、用液柱或活塞隔開兩部分氣體，當氣體溫度變化時，液柱或活塞是否移動？如何移動？此類問題的特點是：氣體的狀態參量p、V、T都發生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難，通常先進行氣體狀態的假設，然後應用查理定律可以簡單地求解．其一般思路為：(1)先假設液柱或活塞不發生移動，兩部分氣體均做等容變化．(2)對兩部分氣體分別應用查理定律的分比形式Δp＝pΔT/T，求出每部分氣體壓強的變化量Δp，並加以比較．對於活塞類問題，則要判斷活塞的移動，從而得出結論．【例2】 在一粗細均勻且兩端封閉的U型玻離管內，裝有一段水銀柱，將A和B兩端的氣體隔開，如圖所示．在室溫下，A、B兩端的氣體體積都是V，管內水銀面的高度差為Δh，現將它豎直地全部浸沒在沸水中，高度差Δh怎麼變化？氣缸類問題是熱學部分典型的物理綜合題，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、綜合地應用知識來解決問題．(1)弄清題意，確定研究對象．一般來說，研究對象分兩類：一類是熱學研究對象(一定質量的理想氣體)；另一類是力學研究對象(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)注意挖掘題目中的隱含條件，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．【例3】 如圖甲所示，氣缸質量為m1，活塞質量為m2，不計缸內氣體的質量及一切摩擦，當用一水平外力F拉活塞時，活塞和氣缸最終以共同的加速度運動．求此時缸內氣體的壓強．(已知大氣壓為p0，活塞橫截面積為S)《粵教版氣體實驗定律應用課後作業》
1.如圖所示，一開口汽缸內盛有密度為ρ的某種液體；一長為l的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為l/4.現用活塞將汽缸封閉(圖中未畫出)，使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變．當小瓶的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為l/2，求此時汽缸內氣體的壓強(大氣壓強為p0，重力加速度為g)．2．一隻兩用活塞氣筒的原理如圖所示(打氣時如圖甲，抽氣時如圖乙)，其筒內體積為V0，現將它與另一隻容積為V的容器相連接，氣筒和容器內的空氣壓強為p0，已知氣筒和容器導熱性能良好，當分別作為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作n次後，在上述兩種情況下，容器內的氣體壓強分別為3.如圖所示，一個密閉的汽缸，被活塞分成體積相等的左、右兩室，汽缸壁與活塞是不導熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等．現利用右室中的電熱絲對右室加熱一段時間，達到平衡後，左室的體積變為原來的3/4，氣體的溫度T1＝300K，求右室氣體的溫度．4．內燃機汽缸裡的混合氣體，在吸氣衝程之末，溫度為50 ℃，壓強為1.0×105Pa，體積為0.93 L．在壓縮衝程中，把氣體的體積壓縮為0.155 L時，氣體的壓強增大到1.2×106Pa.這時混合氣體的溫度升高到多少攝氏度？