高考物理专题复习热综合.doc

高考物理专题复习——热综合 教学目标 使学生能根据物理过程中发生的变化，确定研究对象，并从基本规律出发，按不同规律分别建立方程，根据不同方程物理量之间的联系联立方程求解问题．这也是解决其他一些综合问题的基本方法． 教学重点、难点分析 在力热综合问题中，主要选封闭气体及封闭气体的活塞或液柱为研究对象．对于封闭气体，可以根据过程特征选用气体定律建立方程．对于活塞或液柱，可根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程．这两个方程的联系在于气体的压强与活塞受力．气体压强是力学规律和热学规律之间联系的桥梁． 实际问题中，有根据气体状态确定活塞或液柱的运动状态，也有根据活塞或液柱的运动状态来确定气体状态，这是力热综合的集中体现，通过压强这个物理量建立联系，从而达到综合的目的．而气体状态和活塞或液柱运动状态的确定容易形成难点，也是学生容易出错的地方，与此相关，也会引出与气体体积有联系的几何问题． 教学过程设计 实际问题中的研究对象除气体外，可以大致分为活塞和液柱（粗细均匀）两类．对于活塞，可以进行受力分析，列运动（平衡）方程．而液柱既可以等同于活塞的分析方法进行分析，如取一段液柱为研究对象，根据运动状态列方程，同时，液柱本身是流体，若出现在连通器里，可以直接按同一水平高度液面处压强相等，液柱压强也可以按液体压强公式p=gh来计算，从而简化分析和计算． 按活塞和液柱的运动情况，可以分为静止或匀速运动和加速运动两类，也可分为有无加速度两类．基本处理方法是从受力分析、牛顿第二定律出发，列运动方程，从而建立活塞或液柱受力与气体压强之间的关系． 在教学中，通过一些具体问题，培养学生运用基本规律和方法，结合具体物理情景解决问题的能力． []水平放置的直玻璃管长为L，一端封闭，管中处有一质量为m的薄活塞将管中的空气与外界隔开，如图2-4-1所示，薄活塞可在管中移动，与管壁的摩擦不计．当直玻璃管绕过管口的竖直轴以角速度ω转动时，管中的活塞恰好位于管中央，如果将转动的角速度提高到2ω，则薄活塞将在管中移动多大距离？ 教师活动 1 学生活动 1 2．一般方法： 2．按基本步骤解题 （1 （1 （2 （2 利用活塞的运动状态求气体压强． 转速提高以后，活塞向哪一端移动？为什么？ 初态压强：2-4-2），建立运动方程： 初态体积： lS是未知数． 一个方程，两个未知数，还需要一个方程． 末态压强：l，活塞向封闭端移动．（图2-4-3） 所以：pV+pV′ /PGN0133.TXT/PGN 再确定气体变化过程，建立另一个气态方程，挖掘题给条件． 以活塞在管口处为初态，活塞在管中央为末态． 初态压强：p0 体积：LS （3 ①、两式联立，解得 3 总结： [问题2]如图2-4-4所示，在竖直加速上升的密闭人造卫星内有一水银气压计．卫星开始上升前，卫星内气温为0℃，气压计中水银柱高76cm．在上升不太高的高度时，卫星内气温为27.3℃，此时水银气压计中水银柱高41.8cm．求卫星加速度a． 教师活动 在力学问题中，求加速度通常是在已知力的情况下，求合外力从而求出加速度来．在力热综合问题中，与力有联系的物理量是压强． 学生活动 确定解题思路：利用星内气压求出水银柱压强，由水银柱压强求水银柱也就是卫星的加速度．/PGN0134.TXT/PGN 水银气压计中水银柱高41.8cm41.8cm水银柱？ 不是，由于卫星加速上升，41.8cm 指导学生建立水银柱压强与水银柱加速度的关系． 利用同一高度液面处压强相等可知水银槽内水银上表面处压强与管内同一高度处B2-4-5． 加速度a 由于上升高度不太高，重力加速度g 隔离管内水银柱，进行受力分析：如图2-4-6p·S，其中S为水银柱横截面积，p为槽内水银面处压强，即卫星内气压．取向下为正方向． mg-pS=ma m＝ρhS 所以ρhSg-pS=ma=hSa 所以ρhg-p=ha　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ρ、hh=41.8cm，要求出a，必须求出卫星内气压p． 这时，应使用气态方程求p 利用气态方程求p 初态：h0=76cm，P0=76cm水银柱，T0=273K 整个过程中卫星密闭，体积不变． 末态：T=300.3K，求ρ 从以上两例中，可以看到： 问题1 运动状态(a) 问题2 气体状态——→压强—→力——→运动状态（a 因此找准气体变化过程和状态，列气态方程和活塞或液柱的运动或平衡方程是解题的基本方法． [3]如图2-4-7，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦滑动．A、B的质量分别为mA=12kg，mB=8.0kg，横截面积分别为SA=4.0×10-2m2，SB=2.0×10-2m2．一