实验验证玻意耳定律 人教版
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第二章 2.第2课时 玻意耳定律及其应用
动摩擦力。现用水平拉力向右缓慢拉动活塞,缸内气体的温度保持不变。
(1)若汽缸固定在水平面上,求活塞到达缸口时缸内气
体的压强p1。
(2)若汽缸不固定在水平面上,求汽缸刚好滑动时气柱
的长度l。
答案 (1)4×104 Pa (2)0.8 m
(2)以活塞为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件得mg+p0S=pS。
则
p=p0+ 。
方法突破
1.静止或匀速运动系统中压强的计算方法
(1)参考液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片
两侧受力情况,建立受力平衡方程,进而求得气体压强。
(2)力平衡法:选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行
两种等温变化图像的比较
图像
图像
特点
1
p- 图像
V
p-V 图像
图像 p-
物理
意义
1
V
图像
p-V图像
一定质量的气体,温度不变时,pV=恒量,p
与V成反比,则p与
1
V
成正比, 在p-
上的等温线应是过原点的直线
1
V
图
一定质量的气体,在温度不变
的情况下p与V成反比,因此
等温过程的p-V图像是双曲
线的一支
一定质量的气体,温度越高,
第二章
第2课时 玻意耳定律及其应用
课标要求
1.理解一定质量的某种气体在温度不变的情况下压强与体积的关系。(物
理观念)
2.理解气体等温变化的p-V图像、p-
1
图像的物理意义。(物理观念)
玻意耳定律
2 ． 在 研 究 气 体 的 状 态 变 化 时 ， 我 们控采制变用量了 _________法，即先保持一个参量不变，研究其他两 个参量之间的关系，进而确定三个参量的变化规律． 3．使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生 的状态变化过程，叫做__等__温__过程，相应地，还有等 容过程和等压过程．
虑，A气体压强由液体传递后对h2的压力方向向 上，B气体压力、液体h2重力方向向下，液柱受 力 平 衡 ， 则 pBS ＋ ρgh2S ＝ pAS ， 得 pB ＝ p0 ＋ ρgh1 －ρgh2.
法二：取等压面法．
根据同种液体在同一液面处压强相等，在连通器内
灵活选取等压面.由两侧压强相等列方程求解压 强 ． 求 pB 时 从 A 气 体 下 端 选 取 等 压 面 ， 则 有 pB ＋ ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1，所以pA＝p0＋ρgh1，pB＝p0＋ ρg(h1－h2)． 【答案】 p0＋ρgh1 p0＋ρg(h1－h2)
知能优化训练
我锁着母亲，锁着她半年了。我把她的白发和叨唠锁在了四楼。她趴在阳台边，像一棵半枯的藤蔓，在阳光里呼吸，在风雨里憔悴。她，在淡然地承接着岁月的眷顾。 最让母亲不堪的，这座灰旧的小楼还不是我的家。在这个陌生的地方，母亲常独自诉说。那时的母亲是孤独而忧郁的，她的叨唠里，最大的心结是走不回月下的故乡了。
图2－1－3
pS－p0S－mg＝ma 得 p＝p0＋mgS＋a. 总之，以上两种情况求压强时，首先是选好研究对象， 然后受力分析，特别要注意内、外气体的压力，最后 根据平衡条件或非平衡条件列方程求解．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.如图2－1－4所示，一个横截面积为S的圆筒形容 器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面 是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质 量为M，不计圆板与容器内壁的摩擦．若大气压强 为p0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于( )
实验名称：玻意耳定律
实验名称：玻意耳定律
姓名: 班级: 学号:
实验目的: 验证玻意耳定律，加深对玻意耳定律的理解。
实验器材: 压力传感器一只、计算机、注射器。
实验内容:
1. 将压强传感器接入计算机，打开实验软件，点击菜单“实验目录—热学实验—波意耳定律”，进入专项实验界面；
2. 取出注射器，将注射器的活塞置于50ml处（初始值可任意选值），并通过软管与压强传感器的测量口紧密连接（注意检查空气密闭性）；
3. 推动注射器活塞并在体积文本框内输入相应的V值，点击“记录”按钮，记录不同的V值对应的压强数据；
4. 继续推动注射器，记录5-10组数据；
5. 点击“绘制曲线”按钮添加曲线，设置X轴为体积、Y轴为压强，点击“确定”按钮绘出“P-V”曲线；
实验图像：
实验小结：
通过图象可知，体积越大时，其对应的压强越小，即压强与体积成反比关系。
这验证了玻意耳定律，一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的乘积（PV）为常量，即体积与压强有反比关系。
气体实验：验证玻意耳定律专题训练
气体实验：验证玻意耳定律实验原理：PV=c器材：注射器，压强传感器。
注意事项：1、实验中需保持针筒中封闭气体的质量和温度不变2、保持质量不变：活塞涂润滑油，增加气密性3、保持温度不变：（1）缓慢推动活塞（2）不要用手直接握住针筒中有封闭气体的部分（3）推动活塞后过一会再记录数据，让封闭气体充分热交换4、压强传感器无需调零5、处理数据作V-1/P 或P-1/V 图像，通常为直线，若图线不是直线则可能是气体质量或温度发生变化P01/VV01/P温度升高V1/P0P漏气升温气体实验：验证玻意耳定律专题训练1．“用DIS 研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中（1）图中A 是。
（2）实验过程中，手不能接触注射器有封闭气体部分，这样做的目的是：。
（3）（单选）某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后缓慢推动活塞，使注射器内空气从初始体积20.0ml 减为12.0ml．实验共测五次，每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机，同时测得对应体积的压强值．实验完成后，计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果：序号V （ml ）p （×105Pa）pV （ml pa ⋅⨯510）120.0 1.001020.020218.0 1.095219.714316.0 1.231319.701414.0 1.403019.642512.01.635119.621仔细观察发现pV （ml pa ⋅⨯510）一栏中的数值越来越小，造成这一现象可能原因是（）A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力增大了B．实验时环境温度增大了C．实验时外界大气压强发生了变化D．实验时注射器内的空气向外发生了泄漏（4）（单选）由于在实验中，未考虑软管中气体的体积，则实验得到的p-V 图线可能为（图中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线）（）P V(A)P V(B)P V(C)PV(D)数据采集器计算机注射器A2．如图为研究一定质量的气体压强与体积关系的实验装置：（1）图中○1为传感器，该实验需要保持气体的和不变。
实验五 验证玻意耳定律
实验五验证玻意耳定律实验器材1.橡皮帽2.玻璃管3.体积标尺4.油5.固定架6.接头7.压强表准备作业1.本实验的研究对象就是。
在保持不变的条件下,来研究它的压强与体积的关系。
2.实验前,在注射器的活塞上均匀地抹上一层轻质润滑油,这样做的目的就是, 。
3.实验过程中,不能用手握住注射器,其目的就是。
4.实验过程中,应避免注射器内外空气的压强差过大,这样做的目的就是为了防止,以保持注射器内空气的不变。
5.在实验过程中,应使活塞的运动尽可能慢些,这就是为了()(A)减少活塞所受的摩擦力(B)避免损坏仪器(C)防止注射器漏气(D)使注射器内空气做等温变化6.如果在实验过程中橡皮帽脱落,能否用它堵住注射器小孔后再继续进行实验？7.实验中,各小组所得的PV值可能都不相同,这就是什么原因？数据处理实验次数压强(×105帕) 体积(格)123相关习题1.(1997全国)“验证玻意耳定律实验”实验读数过程中,不能用手握住注射器,这就是为了。
用橡皮帽封住注射器小孔,这就是为了。
2.(1995上海)在“验证玻意耳定律”的实验中,对气体的初状态与末状态的测量与计算都正确无误。
结果末状态的pV值与初状态的p0V0值明显不等。
造成这一结果的可能原因就是在实验过程中( )(A)气体温度发生变化(B)气体与外界间有热交换(C)有气体泄漏(D)体积改变得太迅速3.(1999上海)某同学做“验证玻意耳定律”实验时,将注射器竖直放置,测得的数据如下表所示。
发现第5组数据中的pV乘积值有较大偏差。
如果读数与计算无误,那么造成此偏差的原因可能就是或。
实验次序 1 2 3 4 5p(105Pa)1、21 1、06 0、93 0、80 0、66 V(ml)33、2 37、8 43、8 50、4 69、2 pV(105Pa·ml)40、2 40、1 40、7 40、3 45、74.(2001上海)某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验,操作完全正确。
玻意耳定律
玻意耳定律
3.应用玻意耳定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件. (2)确定初、末状态及状态参量(p1、V2；p2、V2). (3)根据玻意耳定律列方程求解.(注意统一单位) (4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明.
创新微课
玻意耳定律
创新微课
【例题】 如图所示，一粗细均匀、导热良好、 装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相 通，左端封闭长l1＝20 cm气柱，两管中水银面 等高.现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定 后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.环境温度不变，大气压 强p0＝75 cmHg，求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位).
玻意耳定律
创新微课
练习.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有
一段用水银柱h1封闭的一定质量的气体，这时管下端开口处内、外 水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下 列分析正确的是( D )
A.h2变长 C.h1上升
B.h2变短 D.h1下降
玻意耳定律
创新微课
小结 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的,
情况下，压强p与体积V成反比
公式：pV＝C或p1V1＝p2V2 适用条件：质量一定的气体
温度不太低、压强不太大时
同学，下节再见
创新微课 现在开始
玻意耳定律
玻意耳定律
玻意耳定律
创新微课
1. 成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律.只有在气体 质量一定、 温度 不变的条件下才成立.
2. 常量的意义： p1V1＝p2V2＝常量C
该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体， 温度越高，该常量C越 大 (填“大”或“小”).
验证玻意耳定律
验 证 玻 意 耳 定 律 学号 姓名【实验相关内容】一、实验目的：验证玻意耳定律二、实验原理：三、实验器材：四、实验步骤：1．把注射器固定到铁架台上； 2．用刻度尺测出注射器全部刻度长，据注射器的容积，算出活塞的截面积。
记下气压计所示大气压强P 0； 3．用天平测出活塞与框架的质量M ； 4．适量的润滑油涂抹活塞，并把活塞插入注射器内往复拉动几次，使活塞与注射器壁间均匀涂上油。
然后使活塞插入注射器适当位置后用橡皮帽将注射器小孔堵住； 5．在框架两侧挂上钩码，记下每次挂在框架上钩码的质量，记下相应空气柱的体积。
6．取下钩码，换用测力计钩住框架，竖直向上拉活塞。
记下每次测力计的示数和相应的空气柱的体积； 7．把以上数据填入表内，算出每次加在空气柱上的压强P ，求出相应的PV 值，看它们是否相等。
五、实验注意事项：1．要使注射器被竖直固定在铁架台上； 2．测力计钩住框架要沿着竖直方向，不能歪斜；3．在框架两侧要挂上对称的钩码； 4．计算封闭气体的压强不能忘记大气压强P 0。
5．实验中必须保持气体质量不变和温度不变,为此,必须：(a) 用橡皮帽堵严注射器的小孔;(b) b)用适量润滑油均匀抹在活塞上,再插入注射器内抽动几次;(c) 不要用手触摸注射器,拉动活塞时应缓慢;(d) ( d)改变气体状态后不要立即读数,待稳定后再读数.6．本实验中空气柱的压强P ＝P 0S F ±.在活塞往下压时,取正号,P ＝P 0＋S F ＝P 0＋S )m M (+g;在活塞往上拉时,取负号,P ＝P 0－SF ＝P 0－S Mg T -.其中M 表示带框架的活塞质量,m 表示所加钩码质量,T 表示弹簧秤六、误差产生的主要原因：1．漏气；2．由于活塞上拉或下压气体温度发生了变化；3．活塞与注射器管壁间的摩擦；【典型问题例析】1．在验证玻一马定律的实验中，正确的操作和措施是（ ）A.在将注射器管安装到铁架上时，应使注射器管成竖直状态B.在记录空气柱的体积时，用手握住注射器管，以便眼睛平视，读数准确C.对活塞施加拉力或压力时，应缓慢进行D.实验完后，将本组得出的PV 值跟其它各实验小组的PV 值核对，若PV 值都相等，则表示实验成功2．在使用带有刻度的注射器验证玻意耳定律的实验中得到几次PV 值后，用P 作纵坐标，以1/V 作横坐标，画出P-1/V 图线是一条直线，如图，把这线延长，未通过原点，而交于横轴，则可能的原因是：（ ）A、各组P、1/V取值范围太小B、实验中堵注射孔的橡皮帽漏气C、实验中用手握注射器，没能保持温度不变D、计算压强时，未计入活塞和框架对封闭气体产生的压强。
宅家实验一玻意耳定律的验证实验--实验报告模板
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大 学 物 理 实 验 报 告
1 / 3
【实验题目】玻意耳定律的验证实验 班级 姓名 学号 教师姓名 上课日期 年 月 日 在家实验 座位号
（以上信息请根据网络选课页面填写完整。
） 任课教师签字： 最终成绩：
【实验目的】
1、掌握玻意耳定律的原理。
2、掌握受力分析的方法。
3、能够动手自制简易实验器材。
【实验仪器】
【实验原理】
（一）挂上重物，活塞平衡后，忽略掉活塞的质量和与内壁的摩擦力，画出活塞的受力分析示意图，并指明其中每个力的含义。
（二）挂上重物活塞平衡后，由其受力分析，求出气柱的压强公式。
【实验内容与步骤】
参照实验讲义和操作视频。
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
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警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
3 / 3。
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验证玻意耳定律
教学目标
通过实验证明：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比或压强和体积的乘积为一恒量.
通过实验了解气体状态参量的测量方法，学习计算封闭容器中气体的压强.
培养学生的动手能力和良好的实验习惯.
重点、难点分析
本实验为验证性的学生实验，要求学生必须明确验证什么、依据是什么、使用什么设备、实验怎么做.所以实验原理、实验器材、实验步骤是本实验的重点.
对公式P=P0±F/S的正确理解、封闭气体的压强计算是难点之一，相当一部分学生处理不好时公式中取P0+F/S，何时取P0-F/S.如果空气柱受到活塞和固定在它上面的框架的压力作用的同时，还受到我们施加的拉力或压力的作用，这些力的合力是F.对于这一点，也经常出问题.
由于学生缺乏操作经验，靠目测判断竖直方向，再加上实验器材本身的质量问题，注射器或实验器竖直难于保证.
实验器材
框架和100g钩码若干；测力计；铁架台及铁夹；水银气压计(共用)；带刻度的注射器(5ml)；刻度尺.
若使用带有长度刻度的注射器型的“玻意耳定律实验器”做本实验，请将刻度尺换为游标卡尺.
主要教学过程
明确实验原理
掌握实验所依据的公式PV=恒量；
理解公式P=P0+F/S中各物理量的意义；
P0表示实验时的大气压强；
S表示活塞的横戴面积；
F表示封闭气体所受的合力；
会运用此公式计算封闭气体的压强.
知道本实验应满足的条件：
等温过程t=恒量；
研究对象即封闭气体的质量不变.
实验器材
认识实验器材.
了解水银气压计的构造，知道使用方法.
通过实物观察，了解注射器与玻意耳定律实验器上的刻度的区别.
实验步骤
用测力计称出活塞和框架所受重力G.
按图1所示，把注射器固定在铁架台的铁夹上，保持注射器竖直.
把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，再上下拖动活塞，使活塞与器壁间被油封住.当活塞插进注射器内适当位置后，再套上橡皮帽，将一定质量的气体封闭在注射器内.
从注射器上读出空气柱的体积V，用刻度尺测出这个空气柱的长度，计算出活塞的横戴面S.
记下大气压强P0.
在框架两侧挂钩码，总质量为M，记下相应的气体体积.
框架两侧不挂钩码，用测力计向上拉活塞，拉力为F0，记下相应的气体体积.
改变所挂钩码质量或测力计拉力，共做四次实验，分别计算出PV值并加以比较.
保证实验条件
m一定：加润滑油密封，套橡皮帽；
t一定：不用手握住射器，施力时动作要缓慢，保持环境温度的稳定；
减小摩擦：加润滑油，力要沿活塞中轴线，注射器保持竖直及对称地悬挂钩码.
数据处理
实验时的大气压强P0=Pa
注射器活塞横截面积S=m2
注射器活塞、框架总重G0=N
在活塞上施加的力
测力计力F0=N
悬挂钩码总重G=N
环境温度t=℃
压强的计算
加钩码时P=P0+(G0+G)/S=[P0+G0/S]+G/S
实验结论(略)
误差分析
本实验的误差主要来自活塞所受的摩擦力.
说明
若使用玻意耳定律实验器做实验，需用游标卡尺测出活塞直径D，活塞横截面积为
S=(ПD2)/4，表中空气柱体积以“cm气柱数”表示.
为保证实验效果，在正式实验之前安装一定的时间让学生对照实物进行预习.以下预习题供参考：
本实验是验证性的实验，它的实验原理是什么？
采取什么措施可保证气体质量一定，温度保持不变？
本实验误差的主要来源是什么？可采取什么措施减小误差？
你能想出其他办法验证玻意耳定律吗？
建议：在学习认真预习的基础上，自行设计、书写实验报告.。