高中物理：气体压强计算问题

一、液体封闭的静止容器中气体的压强

1. 知识要点

（1）液体在距液面深度为h处产生的压强：（式中表示液体的密度）。

（2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等；

2. 典型

例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A的压强（设大气压强）。

解析：在图1中，液体在C点产生的压强为，故C点的压强为。根据连通器原理可知，与管外液面处的压强相等，等于大气压强即。故。

在图2中，左管中与封闭气体接触液面处的压强为。由连通器原理，右管中与上述液面处在同一水平面的液面处的压强也等于。而C点到该面的液体产生的压强为P₂=10cmHg，故C点的压强。C点的压强就是大气压强，所以=。

在图3中，液柱在C点产生的压强，故C点的压强为P_C=P_A＋P₃。而C点的压强又等于大气压强P₀，故。

在图4中，右管液体在C点产生的压强，故C点的压强。左管液体对同一水平面处液面的压强为。由连通器原理可知，，解得。

二、活塞封闭的静止容器中气体的压强

1. 解题的基本思路

（1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图；

（2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。

注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。

2. 典例

例2 如图5所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A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之间的摩擦。若大气压强为P₀，则被圆板封闭在容器中的气体压强P等于（ ）

A. 

B. 

C. 

D. 

解析：设圆板下表面的面积为，取圆板为研究对象，圆板受四力：重力Mg，容器的支持力，大气压力为和封闭气体压力。其受力分析如图6所示。由平衡条件，沿竖直方向有

解得

正确选项为D

三、加速运动的封闭容器中气体的压强

1. 解题的基本思路

（1）恰当地选取研究对象（活塞、气缸、水银柱、试管或某个整体等），并对其进行受力分析；

（2）对研究对象列出牛顿第二定律方程，结合相关方程求解。

2. 典例

例3 如图7所示，有一段12cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑的过程中被封住气体的压强P为（大气压强）（ ）。

A. 76cm Hg B. 82cm Hg C. 88cmHg D. 70cmHg

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