11-08-1熱點突破：“汽缸”類問題的解題技巧

熱點突破：“汽缸”類問題的解題技巧1.熱點透析2.典例剖析3.規(guī)律方法選修3-3熱學一、熱點透析1.熱點透析汽缸類問題是熱學部分典型的物理綜合題，它需要考查氣體、汽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，需要靈活地應用相關知識來解決問題。1．解決“汽缸”類問題的一般思路(1)弄清題意，確定研究對象，一般地說，研究對象分為兩類：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(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(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(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)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(jù)力學規(guī)律列出方程。(3)注意挖掘題目的隱含條件，如幾何關系等，列出輔助方程。(4)多個方程聯(lián)立求解，對求解的結果注意檢驗它們的合理性。2．汽缸類問題的幾種常見類型(1)氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，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(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，需要綜合應用氣體定律和牛頓運動定律解題。(3)封閉氣體的容器(如汽缸、活塞、玻璃管等)與氣體發(fā)生相互作用的過程中，如果滿足守恒定律的適用條件，可根據(jù)相應的守恒定律解題。(4)兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關聯(lián)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(guī)律，并寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關系式，最后聯(lián)立求解。二、典例剖析2.典例剖析【例1】[2015·新課標全國卷Ⅰ，33(2)]如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質量為m1＝2.50kg,橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質量為m2＝1.50kg,橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距為l＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強為p＝1.00×105

Pa,溫度為T＝303K。初始時大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)/2,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K?，F(xiàn)汽缸內氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10m/s2。求：(ⅰ)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內封閉氣體的溫度；(ⅱ)缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內封閉氣體的壓強。轉解析轉原題三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法有關氣體壓強的兩種求法反思總結當選取力學研究對象進行分析時，研究對象的選取并不唯一，可以靈活地選整體或部分為研究對象進行受力分析，列出平衡方程或動力學方程?！咀兪接柧?】如圖所示，豎直放置的足夠長的密閉汽缸，缸體與缸內理想氣體的總質量m1＝10kg，活塞質量m2＝2kg，活塞橫截面積S＝2×10－3m2，活塞上端與一根勁度系數(shù)k＝1×103N/m的彈簧相連。當汽缸下部被木柱支住時，彈簧剛好不伸長，封閉在汽缸內的氣柱長l1＝0.2m，若外界大氣壓p0＝1×105Pa，g取10m/s2，問：

(1)這時汽缸