高考物理专题复习热综合

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1、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

2、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

3、，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=ρgh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．[问题]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

4、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．移动距离是几何量，该题中哪些地方要用到几何量？学生活动1．在本题中，气体体积是几何量，同时，活塞做圆周运动的半径也是几何量，移动距离既体现在初、末态体积的变化上，也体现在活塞做圆周运动半径的变化上．2．一般方法：2．按基本步骤解题（1）确定研究对象．（1）研究对象：活塞、封闭气体．（2）确定气体

5、变化过程，建立气体定律方程．（2）过程：等温变化．取活塞在管中央为初态，以角速度提高以后活塞位置为末态．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：以活塞为研究对象，受力分析（图2-4-2），建立运动方程：初态体积：l和S是未知数．一个方程，两个未知数，还需要一个方程．末态压强：设气体移动距离为l，活塞向封闭端移动．（图2-4-3）所以：pV+p′V′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，

6、活塞在管中央为末态．初态压强：p0体积：L·S（3）联立方程解方程组．①、②两式联立，解得3．总结：在本题中，确定气体的变化过程，正确选取初末态是关键也是主线，在此基础上，分析初末态活塞运动状态和受力情况对建立气态方程起辅助作用，而且气体变化过程的初末态也同时是对活塞进行受力分析的状态，因此，分析气体变化过程和选取气体状态建立气态方程对解题起关键作用．总结：通过本题熟悉解力热综合问题的一般方法，学会从气态方程和运动方程入手，正确选取气体变化过程和状态，建立气态方程，对活塞受力分析，建立运动方程，联

7、立方程求解．[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．水银

8、气压计中水银柱高41.8cm，是不是卫星内的气压为41.8cm水银柱？不是，由于卫星加速上升，41.8cm水银柱产生的压力，比重力大，压强也比仅由重力作用时产生的压强大．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B点压强相等，见图2-4-5．加速度a的方向不知道，应设正方向．由于上升高度不太高，重力加速度g依然适用．隔离管内水银柱，进行受力分析：如图2-4-6，水银柱受向上的力p·S，其中S为水银柱横截面积，p