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文檔簡介
1、中考物理輔導氣缸問題的歸類與綜述1氣缸類問題是熱學內容的典型綜合題,先簡述解決氣缸類問題的分析方法然后將氣缸問題歸類并加以解析.一、氣缸類問題的分析方法應用理想氣體狀態方程解決問題時,要明確方程的適用條件,即理想氣體的質量不變,氣缸類問題的分析方法是:1.認真審題,明確研究對象,氣缸類問題涉及氣體、氣缸、活塞、水銀等多個研究對象,必須選準研究對象,2.分折清楚題目所表述的物理過程,假設以氣體為研究對象,要明確氣體的初、末狀態及分析清楚狀態的變化過程,選好狀態參量根據氣體方程列式,假設以氣缸、活塞等物體為研究對象,必須對它們進展受力分析,根據它們的運動狀態,選擇適宜的力學規律列方程,3.注意挖掘
2、題目的隱含條件,列出輔助方程,綜合起來分析的關鍵在于:找出狀態參量,其中壓強往往是解題的關鍵。因為它是聯絡氣體狀態和力學規律的橋梁,氣缸類問題歸納起來主要有下文的五種類型。二、氣缸與彈簧結合類問題例1 如圖1a所示, 長為2L的圓形氣缸可沿程度面滑動,氣缸與程度面間的動摩擦因數為u,在氣缸中央有一面積為S的活塞,氣缸內氣體的溫度為T,壓強為大氣壓強p0,在墻壁與活塞間裝有勁度系欽為k的彈簧,當活塞處于圖a中位置時,彈簧恰處于原長位置,今要使氣缸內氣體的體積增加一倍,問氣體的溫度應到達多少度?氣缸內壁光滑,氣缸和氣體的總質量為m,彈簧質量忽略,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力小結 1.此題是屬于具有
3、臨界條件類問題,臨界條件是當氣體的體積增大1倍時,氣缸不發生滑動,且靜摩擦力等于最大靜摩擦力,即kL=mg, 2.解決此類問題要對題意詳細分析,先找出諸多可能狀態的臨界條件,后據臨界條件列輔助方程求解。例2 如圖2a所示的氣缸內,有上、下兩個氣缸活塞A和B,質量相等,連接兩活塞的輕質彈簧的勁度系數k=50 N/m,活塞A上方的氣體壓強p=100pA不變,平衡時兩活塞之間的氣體壓強也為p=100pA不變,氣體的長度l1=0.20m活塞B下方的氣體的長度l2=0.24m,氣缸口的截面積S=0.10m2,起初,氣缸內氣體的溫度是T=300K,現讓氣體的溫度緩慢上升,直到溫度都到達T=500K,試問在這一過程中活塞A上移了多少間隔 ?解析 由于兩部分氣體的溫度都增大,故兩部分氣體的體積增大,活塞A上升的間隔 如圖b示,關鍵在于找出后來A、B兩部分氣體的長度l1和l2,研究B下面的氣體,將上面的兩個活賽和彈簧視為一整體,此部分氣體的壓強保持不變,即作等壓變化,研究AB之間的氣體,分析活塞A的受力,由于上下氣體對活塞的壓力大小相等,彈簧原長記為l0,有: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?升溫后A活塞第二次平衡,設AB間間隔 為l1,活塞A受到四個力的作用,重力mg,上方氣體壓力pS,封閉氣體向上的壓力pS,彈簧對活塞A的彈力假設為向下的拉力,有:pS=k
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