第二章 专题强化1 封闭气体压强的计算(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第三册

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第二章 专题强化1 封闭气体压强的计算(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第三册

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专题强化1 封闭气体压强的计算
[学习目标] 1.熟练掌握平衡态下固体、液体封闭气体压强的计算方法(重难点)。2.掌握非平衡态下固体、液体封闭气体压强的计算方法(难点)。
一、平衡态下活塞、气缸封闭气体压强的计算
如图所示,气缸置于水平地面上,活塞质量为m,横截面积为S,气缸与活塞之间无摩擦,设大气压强为p0,重力加速度为g,试求封闭气体的压强。
拓展1 若上面问题中的活塞下表面是倾斜的,且下表面与水平面的夹角为θ,则封闭气体压强为多大?
拓展2 如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M,通过弹簧固定在地面上,活塞截面积为S,大气压强为p0。重力加速度为g,求封闭气体的压强。
解决平衡态下活塞(或气缸)封闭气体压强的思路
(1)对活塞、气缸进行受力分析,画出受力示意图;
(2)列出活塞、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强。
例1 (多选)(2023·鞍山市高二月考)如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住一定质量的空气,缸套与活塞无摩擦,活塞横截面积为S,大气压强为p0,重力加速度为g,则(  )
A.气缸内空气的压强等于p0-
B.气缸内空气的压强等于p0+
C.内外空气对缸套的作用力大小为(M+m)g
D.内外空气对活塞的作用力大小为Mg
二、平衡态下液体封闭气体压强的计算
如图甲、乙所示,液体密度为ρ,重力加速度为g,其他条件已标于图上,试求封闭气体A的压强。
拓展1 如图丙所示,C、D液面水平且等高,液体密度为ρ,重力加速度为g,其他条件已标于图上,试求封闭气体A的压强。
拓展2 拓展1中液、气改成如图丁所示,求封闭气体A、B的压强。
求解平衡态下液体封闭气体压强的方法
1.取等压面法:根据同种液体在同一水平液面处压强相等,在容器内灵活选取等压面。由两侧压强相等列方程求解压强。
2.参考液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程消去面积,得到液片两侧压强相等,进而求得气体压强。
例如:拓展1中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A,在其最低处取一液片B,由其两侧受力平衡可知(pA+ρgh0)S=(p0+ρgh+ρgh0)S,即pA=p0+ρgh。
3.力平衡法:选与封闭气体接触的液柱为研究对象,进行受力分析,由F合=0列式求气体压强。
例2 求图中被封闭气体A的压强。其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都装有水银,(4)图中的小玻璃管浸没在水中。大气压强p0=76 cmHg=1.01×105 Pa。(g=10 m/s2,ρ水=1×103 kg/m3)
1.在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p=ρgh时,应特别注意h是表示液面间竖直高度,不一定是液柱长度。
2.求由液体封闭的气体压强,一般选择最低液面列平衡方程。
三、容器加速运动时封闭气体压强的计算
如图所示,玻璃管开口向上,竖直静止放置,外界大气压强为p0,液体密度为ρ,高度为h,重力加速度为g,若将上述玻璃管由静止自由释放,求下落过程中封闭气体的压强。
求解非平衡态下封闭气体压强的思路
1.当容器加速运动时,通常选与气体相关联的液柱、气缸或活塞为研究对象,并对其进行受力分析,然后由牛顿第二定律列方程,求出封闭气体的压强。
2.在对系统进行分析时,可针对具体情况选用整体法或隔离法。
例3 如图所示,光滑水平面上放有一质量为M的气缸,气缸内放有一质量为m的可在气缸内无摩擦滑动的活塞,活塞横截面积为S。现用水平恒力F向右推气缸,最后气缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p。(已知外界大气压强为p0)
答案精析
一、
以活塞为研究对象,受力分析如图所示,
由平衡条件得mg+p0S=pS,则p=p0+。
拓展1 以活塞为研究对象,进行受力分析
如图甲所示,竖直方向受力平衡,则
pS'cos θ=p0S+mg,
因为S'=,
所以p·cos θ=p0S+mg,
可得p=p0+。
拓展2 以缸套为研究对象,进行受力分析
则pS=Mg+p0S,
可得:p=+p0
例1 AD [以缸套为研究对象受力分析,由平衡条件得pS+Mg=p0S,解得p=p0-,故A正确,B错误;以缸套为研究对象,由平衡条件得:内外空气对缸套的作用力大小等于缸套的重力Mg,故C错误;以缸套与活塞组成的系统为研究对象,由平衡条件得,弹簧拉力为F=(M+m)g,以活塞为研究对象,由平衡条件得:内外空气对活塞的作用力大小等于弹簧的拉力与活塞重力的差值,即Mg,故D正确。]
二、
p0-ρgh p0+ρgh
拓展1 p=p0+ρgh
拓展2 pB=p0+ρgh1
pA=p0+ρgh1-ρgh2
例2 (1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg
(4)1.13×105 Pa
解析 (1)pA=p0-ph=76 cmHg-10 cmHg=66 cmHg。
(2)pA=p0-ph=76 cmHg-10×sin 30° cmHg=71 cmHg。
(3)pB=p0+ph2=76 cmHg+10 cmHg=86 cmHg,
pA=pB-ph1=86 cmHg-5 cmHg=81 cmHg。
(4)pA=p0+ρ水gh=1.01×105 Pa+1×103×10×1.2 Pa=1.13×105 Pa。
三、
下落过程中对液柱受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
p0S+mg-pS=ma①
a=g②
联立①②解得p=p0。
例3 p0+
解析 选取气缸和活塞整体为研究对象,
气缸和活塞相对静止时有:F=(M+m)a ①
以活塞为研究对象,由牛顿第二定律有:
pS-p0S=ma ②
联立①②解得:p=p0+。(共44张PPT)
DIERZHANG
第二章
专题强化1 封闭气体压强的计算
1.熟练掌握平衡态下固体、液体封闭气体压强的计算方法(重难点)。
2.掌握非平衡态下固体、液体封闭气体压强的计算方法(难点)。
学习目标
一、平衡态下活塞、气缸封闭气体压强的计算
二、平衡态下液体封闭气体压强的计算
专题强化练
三、容器加速运动时封闭气体压强的计算
内容索引
平衡态下活塞、气缸封闭气体压强的计算

如图所示,气缸置于水平地面上,活塞质量为m,横截面积为S,气缸与活塞之间无摩擦,设大气压强为p0,重力加速度为g,试求封闭气体的压强。
答案 以活塞为研究对象,受力分析如图所示,
由平衡条件得mg+p0S=pS,
则p=p0+。
拓展1 若上面问题中的活塞下表面是倾斜的,且下表面与水平面的夹角为θ,则封闭气体压强为多大?
答案 以活塞为研究对象,进行受力分析
如图甲所示,竖直方向受力平衡,则pS'cos θ=p0S+mg,
因为S'=,所以p·cos θ=p0S+mg,
可得p=p0+。
拓展2 如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M,通过弹簧固定在地面上,活塞截面积为S,大气压强为p0。重力加速度为g,求封闭气体的压强。
答案 以缸套为研究对象,进行受力分析
则pS=Mg+p0S,可得:p=+p0
解决平衡态下活塞(或气缸)封闭气体压强的思路
(1)对活塞、气缸进行受力分析,画出受力示意图;
(2)列出活塞、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强。
提炼·总结
 (多选)(2023·鞍山市高二月考)如图所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住一定质量的空气,缸套与活塞无摩擦,活塞横截面积为S,大气压强为p0,重力加速度为g,则
A.气缸内空气的压强等于p0-
B.气缸内空气的压强等于p0+
C.内外空气对缸套的作用力大小为(M+m)g
D.内外空气对活塞的作用力大小为Mg
例1


以缸套为研究对象受力分析,由平衡条件得pS+Mg=
p0S,解得p=p0-,故A正确,B错误;
以缸套为研究对象,由平衡条件得:内外空气对缸套
的作用力大小等于缸套的重力Mg,故C错误;
以缸套与活塞组成的系统为研究对象,由平衡条件得,弹簧拉力为F=(M+m)g,以活塞为研究对象,由平衡条件得:内外空气对活塞的作用力大小等于弹簧的拉力与活塞重力的差值,即Mg,故D正确。
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平衡态下液体封闭气体压强的计算

如图甲、乙所示,液体密度为ρ,重力加速度为g,其他条件已标于图上,试求封闭气体A的压强。
答案 p0-ρgh p0+ρgh
拓展1 如图丙所示,C、D液面水平且等高,液体密度为ρ,重力加速度为g,其他条件已标于图上,试求封闭气体A的压强。
答案 p=p0+ρgh
拓展2 拓展1中液、气改成如图丁所示,求封闭气体A、B的压强。
答案 pB=p0+ρgh1 pA=p0+ρgh1-ρgh2
求解平衡态下液体封闭气体压强的方法
1.取等压面法:根据同种液体在同一水平液面处压强相等,在容器内灵活选取等压面。由两侧压强相等列方程求解压强。
2.参考液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程消去面积,得到液片两侧压强相等,进而求得气体压强。
提炼·总结
例如:拓展1中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A,在其最低处取一液片B,由其两侧受力平衡可知(pA+ρgh0)S=(p0+ρgh+ρgh0)S,即pA=p0+ρgh。
3.力平衡法:选与封闭气体接触的液柱为研究对象,进行受力分析,由F合=0列式求气体压强。
 求图中被封闭气体A的压强。其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都装有水银,(4)图中的小玻璃管浸没在水中。大气压强p0=76 cmHg=1.01×105 Pa。(g=10 m/s2,
ρ水=1×103 kg/m3)
例2
答案 (1)66 cmHg 
(2)71 cmHg 
(3)81 cmHg 
(4)1.13×105 Pa
(1)pA=p0-ph=76 cmHg-10 cmHg=66 cmHg。
(2)pA=p0-ph=76 cmHg-10×sin 30° cmHg
=71 cmHg。
(3)pB=p0+ph2=76 cmHg+10 cmHg=86 cmHg,
pA=pB-ph1=86 cmHg-5 cmHg=81 cmHg。
(4)pA=p0+ρ水gh=1.01×105 Pa+1×103×10
×1.2 Pa=1.13×105 Pa。
总结提升
1.在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p=ρgh时,应特别注意h是表示液面间竖直高度,不一定是液柱长度。
2.求由液体封闭的气体压强,一般选择最低液面列平衡方程。
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容器加速运动时封闭气体压强的计算

如图所示,玻璃管开口向上,竖直静止放置,外界大气压强为p0,液体密度为ρ,高度为h,重力加速度为g,若将上述玻璃管由静止自由释放,求下落过程中封闭气体的压强。
答案 下落过程中对液柱受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
p0S+mg-pS=ma ①
a=g ②
联立①②解得p=p0。
求解非平衡态下封闭气体压强的思路
1.当容器加速运动时,通常选与气体相关联的液柱、气缸或活塞为研究对象,并对其进行受力分析,然后由牛顿第二定律列方程,求出封闭气体的压强。
2.在对系统进行分析时,可针对具体情况选用整体法或隔离法。
提炼·总结
 如图所示,光滑水平面上放有一质量为M的气缸,气缸内放有一质量为m的可在气缸内无摩擦滑动的活塞,活塞横截面积为S。现用水平恒力F向右推气缸,最后气缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p。(已知外界大气压强为p0)
例3
答案 p0+
选取气缸和活塞整体为研究对象,
气缸和活塞相对静止时有:F=(M+m)a ①
以活塞为研究对象,由牛顿第二定律有:
pS-p0S=ma ②
联立①②解得:p=p0+。
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专题强化练

1.(2023·白城市高二期中)如图所示,U形管内有一部分气体被水银封住,已知大气压强为p0,封闭部分气体的压强p(以cm汞柱为单位)为
A.p0+h2 B.p0-h1
C.p0-(h1+h2) D.p0+(h2-h1)
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基础强化练

选右边液面为研究对象,右边液面受到向下的大气压强p0,在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p,可知:p+h1=p0,所以p=p0-h1,B正确。
2.如图所示,封有一定量空气的气缸挂在测力计上,测力计的读数为F。已知气缸质量为M,横截面积为S,活塞质量为m,气缸壁与活塞间摩擦不计,缸壁厚度不计,外界大气压强为p0,重力加速度
为g,则气缸内空气的压强为
A.p0- B.p0-
C.p0- D.p0-

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设缸内气体的压强为p,以活塞为研究对象,分析活塞受
力:重力mg、大气压向上的压力p0S和气缸内气体向下的
压力pS,根据平衡条件得:p0S=pS+mg,则p=p0-,故
A错误,B正确;
以气缸为研究对象,分析气缸受力:重力Mg、大气压向
下的压力p0S、气缸内气体向上的压力pS以及弹簧测力计向上的拉力F,根据平衡条件得:p0S+Mg=pS+F,则得p=p0-,故C、D错误。
3.(多选)竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管,管内有两段水银柱封闭的两段空气柱a、b,各段水银柱高度如图所示,大气压强为p0,重力加速度为g,水银密度为ρ。下列说法正确的是
A.空气柱a的压强为p0+ρg(h2-h1-h3)
B.空气柱a的压强为p0-ρg(h2-h1-h3)
C.空气柱b的压强为p0+ρg(h2-h1)
D.空气柱b的压强为p0-ρg(h2-h1)

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从开口端开始计算,右端大气压强为p0,同种液体同一水平面上的压强相同,所以b气柱的压强为pb=p0+ρg(h2-h1),而a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+
ρg(h2-h1-h3),故A、C正确,B、D错误。
4.(2023·山东省高二月考)如图所示,活塞质量为M,上表面水平且横截面积为S,下表面与水平面成α角,摩擦不计,外界大
气压为p0,则被封闭气体的压强为(重力加速度为g)
A. B.
C.p0- D.
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以活塞为研究对象,对活塞受力分析如图所示,外界对
活塞的压力为F=p0,由平衡条件有Fcos α=Mg+pS,解得p=p0-,故选C。
5.如图所示,气缸内装有一定质量的气体,气缸的截面积为S,其活塞为梯形,它的一个面与气缸成θ角,活塞与器壁间的摩擦忽略不计,现用一水平力F缓慢推活塞,气缸不动,此时大气压强为p0,则气缸内气体的压强p为
A.p0+ B.p0+
C.p0+ D.p0+
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以活塞为研究对象,进行受力分析如图所示
水平方向合力为0,
即F+p0S=p·sin θ
可得p=p0+,故B正确,A、C、D错误。
6.质量为M的气缸口朝上静置于水平地面上(如图甲),用质量为m的活塞封闭一定量的气体(气体的质量忽略不计),活塞的横截面积为S。将气缸倒扣在水平地面上(如图乙),静止时活塞没有接触地面。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计一切摩擦,则下列分析正确的是
A.图甲中,气缸对地面的压力大小为Mg
B.图甲中,封闭气体压强为p0+
C.图乙中,地面对气缸的支持力大小为
Mg+p0S
D.图乙中,封闭气体压强为p0-
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题图甲中对活塞受力分析可知,p0S
+mg=pS,则封闭气体压强为p=p0+,
选项B正确;
题图甲、乙中,对活塞和气缸整体受力分析可知,地面对气缸的支持力为Mg+mg,则气缸对地面的压力大小为Mg+mg,选项A、C错误;
题图乙中,对活塞受力分析可知,p'S+mg=p0S,则封闭气体压强为p'=
p0-,选项D错误。
7.(2024·河北省月考)如图所示,内径均匀、两端开口的细V形管的B管竖直插入水银槽中,A管与B管之间的夹角为θ,A管中有一段长为h的水银柱保持静止,一段时间后,下列说法中正确的是
A.B管内水银面比槽内水银面高h
B.B管内水银面比槽内水银面高hcos θ
C.B管内水银面比槽内水银面低hcos θ
D.B管内水银面与槽内水银面一样高

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能力综合练
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以A管中的水银柱为研究对象,设管的横截面积为S,则有pS+ρ水银ghcos θ·S=p0S,管内封闭气体压强p=p0-
ρ水银ghcos θ,显然p8.有一段12 cm长的水银柱,在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体,若将玻璃管口向上放在一个倾角为30°的光滑斜面上,在玻璃管自由下滑过程中稳定后被封闭气体的压强为(大气压强为
p0=76 cmHg)
A.70 cmHg B.76 cmHg
C.82 cmHg D.88 cmHg
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稳定后以玻璃管与水银柱整体为研究对象,有
Mgsin 30°=Ma,得a=g①,水银柱相对玻璃管
静止,则二者加速度相等,以水银柱为研究对
象有mgsin 30°+p0S-pS=ma②,将①代入②得p=p0=76 cmHg,选B。
9.如图,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的气体,活塞面积之比为SA∶SB=1∶2。两活塞通过穿过B的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动。两个气缸都不漏气。某状态下系统平衡时,A中气体压强为pA=1.5p0,p0是气缸外的大气压强,
则此时B中气体压强为
A.0.75p0 B.0.25p0
C.0.5p0 D.p0
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对A中气体,有pASA=F+p0SA,对B中气体,有pBSB+F=p0SB,又有SB=2SA,联立可得pB=0.75p0,故选A。
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尖子生选练
10.如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有一固定挡板,现有一质量为M的气缸,气缸内用质量为m的活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与气缸间光滑,活塞横截面积为S,现将活塞用细绳固定在挡板上处于静止状态。(已知外界大气压强为p0)求:
(1)气缸内的气体压强p1;
答案 p0-
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以气缸为研究对象,
由平衡条件得Mgsin θ+p1S=p0S,
解得p1=p0-
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(2)若将绳子剪断,气缸与活塞保持相对静止一起沿斜面向下做匀加速直线运动,试计算气缸内的气体压强p2。
答案 p0
以整体为研究对象,有
(M+m)gsin θ=(M+m)a
以气缸为研究对象,有Mgsin θ+p2S-p0S=Ma
解得:p2=p0。
返回专题强化练1 封闭气体压强的计算
(分值:60分)
1~6题每题4分,共24分
1.(2023·白城市高二期中)如图所示,U形管内有一部分气体被水银封住,已知大气压强为p0,封闭部分气体的压强p(以cm汞柱为单位)为(    )
A.p0+h2 B.p0-h1
C.p0-(h1+h2) D.p0+(h2-h1)
2.如图所示,封有一定量空气的气缸挂在测力计上,测力计的读数为F。已知气缸质量为M,横截面积为S,活塞质量为m,气缸壁与活塞间摩擦不计,缸壁厚度不计,外界大气压强为p0,重力加速度为g,则气缸内空气的压强为(    )
A.p0-
B.p0-
C.p0-
D.p0-
3.(多选)竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管,管内有两段水银柱封闭的两段空气柱a、b,各段水银柱高度如图所示,大气压强为p0,重力加速度为g,水银密度为ρ。下列说法正确的是(    )
A.空气柱a的压强为p0+ρg(h2-h1-h3)
B.空气柱a的压强为p0-ρg(h2-h1-h3)
C.空气柱b的压强为p0+ρg(h2-h1)
D.空气柱b的压强为p0-ρg(h2-h1)
4.(2023·山东省高二月考)如图所示,活塞质量为M,上表面水平且横截面积为S,下表面与水平面成α角,摩擦不计,外界大气压为p0,则被封闭气体的压强为(重力加速度为g)(    )
A. B.
C.p0- D.
5.如图所示,气缸内装有一定质量的气体,气缸的截面积为S,其活塞为梯形,它的一个面与气缸成θ角,活塞与器壁间的摩擦忽略不计,现用一水平力F缓慢推活塞,气缸不动,此时大气压强为p0,则气缸内气体的压强p为(    )
A.p0+ B.p0+
C.p0+ D.p0+
6.质量为M的气缸口朝上静置于水平地面上(如图甲),用质量为m的活塞封闭一定量的气体(气体的质量忽略不计),活塞的横截面积为S。将气缸倒扣在水平地面上(如图乙),静止时活塞没有接触地面。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计一切摩擦,则下列分析正确的是(    )
A.图甲中,气缸对地面的压力大小为Mg
B.图甲中,封闭气体压强为p0+
C.图乙中,地面对气缸的支持力大小为Mg+p0S
D.图乙中,封闭气体压强为p0-
7~9题每题7分,共21分
7.(2024·河北省月考)如图所示,内径均匀、两端开口的细V形管的B管竖直插入水银槽中,A管与B管之间的夹角为θ,A管中有一段长为h的水银柱保持静止,一段时间后,下列说法中正确的是(    )
A.B管内水银面比槽内水银面高h
B.B管内水银面比槽内水银面高hcos θ
C.B管内水银面比槽内水银面低hcos θ
D.B管内水银面与槽内水银面一样高
8.有一段12 cm长的水银柱,在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体,若将玻璃管口向上放在一个倾角为30°的光滑斜面上,在玻璃管自由下滑过程中稳定后被封闭气体的压强为(大气压强为p0=76 cmHg)(    )
A.70 cmHg B.76 cmHg
C.82 cmHg D.88 cmHg
9.如图,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的气体,活塞面积之比为SA∶SB=1∶2。两活塞通过穿过B的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动。两个气缸都不漏气。某状态下系统平衡时,A中气体压强为pA=1.5p0,p0是气缸外的大气压强,则此时B中气体压强为(    )
A.0.75p0 B.0.25p0
C.0.5p0 D.p0
10.(15分)如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有一固定挡板,现有一质量为M的气缸,气缸内用质量为m的活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与气缸间光滑,活塞横截面积为S,现将活塞用细绳固定在挡板上处于静止状态。(已知外界大气压强为p0)求:
(1)(7分)气缸内的气体压强p1;
(2)(8分)若将绳子剪断,气缸与活塞保持相对静止一起沿斜面向下做匀加速直线运动,试计算气缸内的气体压强p2。
答案精析
1.B [选右边液面为研究对象,右边液面受到向下的大气压强p0,在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p,可知:p+h1=p0,所以p=p0-h1,B正确。]
2.B [设缸内气体的压强为p,以活塞为研究对象,分析活塞受力:重力mg、大气压向上的压力p0S和气缸内气体向下的压力pS,根据平衡条件得:p0S=pS+mg,则p=p0-,故A错误,B正确;以气缸为研究对象,分析气缸受力:重力Mg、大气压向下的压力p0S、气缸内气体向上的压力pS以及弹簧测力计向上的拉力F,根据平衡条件得:p0S+Mg=pS+F,则得p=p0-,故C、D错误。]
3.AC [从开口端开始计算,右端大气压强为p0,同种液体同一水平面上的压强相同,所以b气柱的压强为pb=p0+ρg(h2-h1),而a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3),故A、C正确,B、D错误。]
4.C [
以活塞为研究对象,对活塞受力分析如图所示,外界对活塞的压力为F=p0,由平衡条件有Fcos α=Mg+pS,
解得p=p0-,故选C。]
5.B [
以活塞为研究对象,进行受力分析如图所示
水平方向合力为0,
即F+p0S=p·sin θ
可得p=p0+,故B正确,A、C、D错误。]
6.B [题图甲中对活塞受力分析可知,p0S+mg=pS,则封闭气体压强为p=p0+,选项B正确;题图甲、乙中,对活塞和气缸整体受力分析可知,地面对气缸的支持力为Mg+mg,则气缸对地面的压力大小为Mg+mg,选项A、C错误;题图乙中,对活塞受力分析可知,p'S+mg=p0S,则封闭气体压强为p'=p0-,选项D错误。]
7.B [以A管中的水银柱为研究对象,设管的横截面积为S,则有pS+ρ水银ghcos θ·S=p0S,管内封闭气体压强p=p0-ρ水银ghcos θ,显然p8.B [稳定后以玻璃管与水银柱整体为研究对象,有Mgsin 30°=Ma,得a=g①,水银柱相对玻璃管静止,则二者加速度相等,以水银柱为研究对象有mgsin 30°+p0S-pS=ma②,将①代入②得p=p0=76 cmHg,选B。]
9.A [对A中气体,有pASA=F+p0SA,对B中气体,有pBSB+F=p0SB,又有SB=2SA,联立可得pB=0.75p0,故选A。]
10.(1)p0- (2)p0
解析 (1)以气缸为研究对象,
由平衡条件得Mgsin θ+p1S=p0S,
解得p1=p0-
(2)以整体为研究对象,有(M+m)gsin θ=(M+m)a
以气缸为研究对象,有Mgsin θ+p2S-p0S=Ma
解得:p2=p0。

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