学物理经常听说模型,到底是什么模型、模型这个概念有多重要、怎么利用模型?可以说,你现在接触的所有物理知识,都是建立在模型的基础上的。所以,研究物理学,建立模型是一个基础。那什么是建立模型呢?就是在处理某个实际问题的时候,把目标的变化用数学关系描绘出来,这就是建立模型了。在这个过程中,有三个核心问题:目标、变化、关系。本系列专题我们就从模型的角度来总结高考物理的解题方法
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模型23:活塞封闭气缸
模型的三个核心:
目标:解决活塞封闭气缸平衡或运动问题
变化:活塞平衡或运动
关系:理想气体的热力学特性结合牛顿运动定律
(1)气体系统处于平衡状态,需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。
(2)气体系统处于力学非平衡状态,需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。
(3)封闭气体的容器(如汽缸、活塞)与气体发生相互作用的过程中,如果满足守恒定律的适用条件,可根据相应的守恒定律解题。
(4)两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。
(1)弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。
(2)分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。
(3)注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。
(4)多个方程联立求解。对求解的结果应注意检验它们的合理性。
多个系统相互联系的一定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联,若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。
以上就是塞封闭气缸问题的解决方法,此类问题此类问题虽然结合的热力学知识和牛顿运动定律,但难度不是很大,同学们把握关键稍加练习即可。。下面为各位学子精选了例题以及相关的变式训练(保存后可打印),配有详细的解析过程。希望同学们认真练习,如果有疑问,欢迎私信。
此模型是《高中物理模型方法解析》的第23个模型,之前的模型总结大家可以点击查看
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