[题目]同一个物理问题.常常可以宏观和微观两个不同角度流行研究.找出其内在联系.从而更加深刻地汇理解其物理本质.(1)如图所示.正方体密闭容器中有大量运动粒子.每个粒子质量为m.单位体积内粒子数量n为恒量.为简化问题.我们假定:粒子大小可以忽略,其速率均为V.且与器壁各面碰撞的机会均等.与器壁碰撞前后瞬间.粒子速度方向都与器壁垂直.且速率� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】同一个物理问题，常常可以宏观和微观两个不同角度流行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地汇理解其物理本质.

(1)如图所示，正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V，且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识。

a.求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I；

b.导出器壁单位面积所受的大量粒子的撞击压力与m、n和v的关系。(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)

(2)热爱思考的小新同学阅读教科书《选修3-3》第八章，看到了“温度是分子平均动能的标志，即，(注：其中，a为物理常量，为分子热运动的平均平动动能)”的内容，他进行了一番探究，查阅资料得知：

第一，理想气体的分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，无相互作用力；

第二，一定质量的理想气体，其压碰P与热力学温度T的关系为，式中为单位体积内气体的分子数，k为常数.

请根据上述信息并结合第(1)问的信息帮助小新证明，，并求出a；

(3)物理学中有些运动可以在三维空间进行，容器边长为L；而在某些情况下，有些运动被限制在平面(二维空间)进行，有些运动被限制在直线(一维空间)进行。大量的粒子在二维空间和一维空间的运动，与大量的粒子在三维空间中的运动在力学性质上有很多相似性，但也有不同。物理学有时将高维度问题采用相应规划或方法转化为低纬度问题处理。有时也将低纬度问题的处理方法和结论推广到高维度。我们在曲线运动、力、动量等的学习中常见的利用注意分解解决平面力学问题的思维，本质上就是将二维问题变为一维问题处理的解题思路。

若大量的粒子被限制在一个正方形容器内，容器边长为L，每个粒子的质量为m，单位面积内的粒子的数量为恒量，为简化问题，我们简化粒子大小可以忽略，粒子之间出碰撞外没有作用力，气速率均为v，且与器壁各边碰撞的机会均等，与容器边缘碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与容器边垂直，且速率不变.

a.请写出这种情况下粒子对正方形容器边单位长度上的力(不必推到)；

B.这种情况下证还会有的关系吗?给出关系需要说明理由。

【答案】（1）a.2mv b. （2）证明过程见解析；（3）；关系不再成立。

【解析】

（1）a.一个粒子与器壁碰撞一次由动量定理：；

b.在t时间内打到器壁单位面积的粒子数：

由动量定理：

解得

（2）因单位面积上受到的分子的作用力即为气体的压强，则由（1）可知

根据P与热力学温度T的关系为P=n0 kT，

则，

即其中

（3）考虑单位长度，t时间内能达到容器壁的粒子数 1×vtn0，
其中粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为

由动量定理可得：

此时因f0是单位长度的受力，则f0的大小不再是压强，则不会有关系.

练习册系列答案

实验班提优训练暑假衔接版系列答案

快乐暑假江苏人民出版社系列答案

期末暑假衔接快乐驿站假期作业新疆青少年出版社系列答案

初中衔接教材浙江大学出版社系列答案

孟建平暑假培训教材浙江工商大学出版社系列答案

暑假作业安徽教育出版社系列答案

赢在暑假衔接教材合肥工业大学出版社系列答案

好学生系列衔接教材新疆美术摄影出版社系列答案

时刻准备着暑假作业原子能出版社系列答案

学生暑假实践手册北京出版社系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度v0冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是

A.物体A动能的增加量等于摩擦力对A做的功

B.系统内能的增加量等于摩擦力和B位移的乘积

C.摩擦力对物体B做的功与摩擦力对木板A做的功之和为零

D.物体A动能增加量与内能增加量之和等于物体B动能的减少量

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】.如图所示,A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则( ).

①电键S闭合的瞬间,A、B同时发光,随后A灯变暗,B灯变亮

②电键S闭合的瞬间,B灯亮,A灯不亮

③断开电键S的瞬间,A、B灯同时熄灭

④断开电键S的瞬间.B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再熄灭

A. ①④B. ②③C. ②④D. ①③

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一质点t=0时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动，其运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是

A.t=2s时，质点运动方向改变

B.第3s内和第4s内，质点的加速度相同

C.0~2s内和0~4s内，质点的平均速度相同

D.t=4s时，质点在x=3m处

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图8所示．已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘在桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？(用g表示重力加速度)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一气象探测气球，在充有压强为1．00atm（即76．0cmHg）、温度为27．0℃的氦气时，体积为3．50m3。在上升至海拔6．50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36．0cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48．0℃。求：

（1）氦气在停止加热前的体积；

（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是　　