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第九章 压强
第3节 大气压强
八年级物理下册 人教版
第3节 大气压强
第3节
大气压强
大气压强的存在
大气压的测量
①通过观察、实验，检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
②能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
第3节 大气压强
③能说出液体沸点跟气压的关系。
④了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
复习
液体产生压强的原因：
①液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强；
②液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。
压强 p
压强 p
课堂引入
牛奶为什么会“吸”进嘴里？
吸盘为什么会“吸”在墙上？
回忆生活中常见的现象
这是为什么？
课堂引入
我们知道，液体产生压强是因为受到重力作用，并且具有流动性。
地球表面由大气层包裹，大气层是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地，大气层的厚度大约在1000千米以上。
如果有，你认为大气的压强有什么特点呢？今天我们一起学习。
第3节 大气压强
大气层里的空气受到重力的作用，且具有流动性。那么，空气（大气）是否也会产生压强呢？
大气压强的存在
一、大气压强的存在
①覆杯实验
放手后，
硬纸片落下。
将硬纸片平放在平口塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？
如果把杯内加满水，再将硬纸片平放在平口塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后硬纸片能否落下吗？
放手后，硬纸
片能否落下？
一、大气压强的存在
①覆杯实验
将纸杯装满水，用硬纸片把杯口盖严。
用手按住硬纸片，将纸杯倒过来，松开手后，发现硬纸片和杯子里的水都不落下来；
将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。
硬纸片和杯子里
的水都不落下来
一、大气压强的存在
通过覆杯实验你有何感想？
硬纸片受重力作用，还受到水向下的压力作用，但并没有下落，说明它一定受到向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气，说明大气存在压强。
将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。
说明大气向各个方向都有压强。
p大气压
p大气压
一、大气压强的存在
视频演示——《覆杯实验 》
一、大气压强的存在
将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。
②瓶吞鸡蛋
当瓶中空气温度降低时，内部气压变小，当瓶内气压小于外部大气压时，外界的大气压会把鸡蛋压进去。
p大气压
p内
将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内，然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口，观察现象。
熟鸡蛋被
“吞入”瓶中
一、大气压强的存在
视频演示——《瓶吞鸡蛋》
一、大气压强的存在
德国马德堡市的市长奥拓 格里克，是一位业余科学家。 1654年5月，他做了一个令人惊讶的实验，才是人们确信大气压强的存在。
他做了两个直径36cm的空心铜半球，密合后抽出里面的空气，然后每个半球上栓8匹马，总共16匹马才把两个半球拉开。
③马德堡半球实验
一、大气压强的存在
课堂影院——《模拟马德堡半球实验》
一、大气压强的存在
球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。
马德堡半球实验的解释
马德堡半球实验，证明大气存在压强并且很大。
p大气压
p大气压
p大气压
p大气压
一、大气压强的存在
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。
因为空气具有流动性，所以大气也和液体一样，向各个方向都有压强。
⑤大气压强
一、大气压强的存在
将一个塑料杯装满水，用纸片盖严，手按住纸片把杯子倒过来，松手后，纸片不掉且水不外流(如图甲所示)，这表明____________________________，若将杯子由图甲位置转到图中乙、丙所示的位置，纸片_______ (选填“掉下”或“不掉下”)，这说明了________________________________。
大气对纸片有向上的压强
不掉下
大气内部向各个方向都有压强
二、大气压的测量
在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，我们就能测出大气压的数值。
人们发现用水做实验时，水柱太高，达到10米多高，不方便，能否用密度大的水银代替？
意大利科学家托里拆利解决了这个问题，用水银测出了大气压的大小，叫做托里拆利实验。
① 测量方法
p大气
p水最大
二、大气压的测量
③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。
②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
② 托里拆利实验过程
①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。
二、大气压的测量
P大气压=ρ水银gh
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105 Pa
粗略计算时可取标准大气压为1×105 Pa
为什么大气压强等于水银柱的压强？
因为是玻璃管外部的大气压强支持着水银柱，所以大气压强就等于管内水银柱的压强。
③ 托里拆利实验原理
p大气压=p水银
二、大气压的测量
在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做1标准大气压。
1标准大气压=1.013×105 Pa
=760毫米水银柱
④标准大气压
帕（pa）、 毫米水银柱高（mmHg柱）
大气压的两个常用单位:
二、大气压的测量
课堂影院——《大气压的测量》
⑤物理学家
托里拆利的首要发明是水银气压计，为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。
托里拆利还发现了托里拆利定律，这是一个有关流体从开口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液体射出的速度等于重力加速度与液体高度乘积的两倍的平方根。
意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛罗伦萨。托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手，1642年继承伽利略任佛罗伦萨学院数学教授。
埃万杰利斯塔 托里拆利
二、大气压的测量
①如果把水银换成水，那么大气压托起的水柱有多高？
根据：P大=ρ水银gh
h水= = =10.33m
P大
ρ水g
1.013×pa
1.0××9.8N/kg
知道实验室不用水做托里拆利实验了吧。用这么长的玻璃管太不方便了吧！
把 ρ水银换成 ρ水，则托起的水柱高度 :
相当于大约3层楼的高度。
二、大气压的测量
②如果玻璃管倾斜，会影响结果吗？为什么
760mm
如果玻璃管倾斜，虽然管内的长度变长，进入到玻璃管的水银体积变大了，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm，根据P=ρ水银gh可知，所测量的大气压值不会变化，所以不会影响结果。
二、大气压的测量
③改用粗一些或细一些的玻璃管，会影响结果吗？为什么
根据P= ρ水银gh，因为液体（水银）的压强只与密度和深度有关，与液体的横截面积无关，所以改用粗一些或细一些的玻璃管不会影响结果。
④如果玻璃管内漏进去一些空气，会影结果吗？为什么
实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变小。
740
有气体
二、大气压的测量
视频讲解——《托里拆利实验延伸》
二、大气压的测量
（1）假定移动玻璃管的过程均不漏气，请描述如下情况中玻璃管内水银柱高度的变化情况（均选填“升高”、“不变”或“降低”）：
①将玻璃管倾斜放置，水银柱的高度将 。
②将玻璃管向上提升一点，水银柱的高度将 。
（2）如果用水来代替水银做实验，水 （选填“会”或“不会”）充满玻璃管。
如图所示，在一个标准大气压下，用1m长玻璃管做托里拆利实验，操作正确，则管中水银柱高度为 mm。
760
不变
不变
会
二、大气压的测量
二、大气压的测量
①气压计：测定大气压的仪器。
在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了。
这就是一个简单的水银气压计。
水银气压计比较准确，但携带不便。
水银气压计
②水银气压计
分为水银气压计和无液气压计。
二、大气压的测量
③金属盒气压计（又称无液气压计）
它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。
氧气瓶和灭火器上的气压计
也是一种无液气压计。
金属盒气压计
二、大气压的测量
④ 自制气压计
取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。
水
玻璃管
瓶塞
根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。
p水
p大气压
即：P内上=p0 + ρ水gh水
在玻璃管内的底部取一液片“AB”，
因为液片静止，所以 p内=p大气压+p水
因为瓶内气压基本不变，即水对液片向上的压强 p内基本不变，所以当外界大气压强 p0 降低时，h水变大。
该气压计会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P内变大，h水变大。
自制气压计原理
p内
AB
h水
二、大气压的测量
二、大气压的测量
拿着自制气压计从一楼到五楼，记录并观察玻璃管内水柱的高度（即管内与瓶内水面的高度差）。
⑤大气压与海拔高度的关系
现象：
拿着自制气压计从一楼到五楼，会发现管内水面的高度差变大。
二、大气压的测量
大气压变化的规律：
在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。
注意：
使用自制气压计时，瓶口必须密闭，不能漏气。不要用手直接拿瓶子，以免瓶子受热，影响瓶内气体的压强。
结论
大气压随高度增加而减小
二、大气压的测量
视频观看——《用自制气压计探究大气压的大小与高度的关系》
大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。
大气压随海拔高度的升高而减小的原因
当离开地面的高度达到100千米时，大气就变得极其稀薄了。
二、大气压的测量
珠穆朗玛峰的高度接近海拔9km，则其峰顶的大气压约为多少？相当于海平面上大气压的百分之几？
珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为31kPa，相当于海平面上大气压的百分之三十。
大气压与海拔高度的关系
31kPa
二、大气压的测量
二、大气压的测量
气压计
因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。
高度计
高度计
如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。
二、大气压的测量
③当海拔高度在20000米到30000米之间时，气温随海拔高度增加而 ，气压随海拔高度增加而 。
海拔(米) 气温(℃) 气压(百帕)
0 15 1013.3
2000 2.0 795.0
8800 -42.2 316.7
11000 -56.5 226.3
14000 -56.5 141.0
20000 -56.5 54.7
24000 -52.5 29.3
30000 -46.5 11.7
-56.5
升高
降低
右表记录了在不同海拔高度时的气温和气压值，请依据表中的信息回答：
①当海拔高度为8800米时，气压为 百帕；
②根据相关信息，猜想在海拔为16000米的高度时，气温为 ℃；
316.7
①水的沸点与大气压的关系
水的沸点在标准大气压下是100 ℃
大气压增大时水的沸点升高，气压减小时水的沸点降低。
二、大气压的测量
大气压 值（pa） 1000 2000 3000 5000 10000 20000 30000 50000 70000 10100
沸点（℃） 4 16 23 32 46 60 69 81 90 100
大气压强越大，水的沸点越高。
水的沸点与大气压值的对照表
在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是：
70℃（69~75℃之间均可）
可以得出水的沸点与大气压之间的关系是：
二、大气压的测量
因为海拔越高，大气压越低；气压越低，水的沸点越低；所以海拔高度越高，水的沸点越低。
②水的沸点与海拔高度的关系
在我国的青藏高原，大部分地区水的沸点仅为84~87℃。有的哨所海拔五千多米，水的沸点在70℃左右 ，这样的温度，连面条也煮不熟。
二、大气压的测量
二、大气压的测量
高压锅把水紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，水的沸点升高，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了，并且相当酥烂。
家用高压锅使用温度
大约为110～120℃。
③高压锅的原理
高原边防哨所战士
用压力锅煮面条。
二、大气压的测量
海拔高度h/km 0 1 3 6 9 …
水的沸点t/℃ 100 97 91 80 70 …
某小组同学在学习完“大气压强”之后，通过上网查阅资料知道：在海拨2千米以内，每上升10米大气压强约减小100帕。还查阅到科学家在研究水的沸点和海拔高度之间关系时的相关数据，如下表所示：
根据对资料中信息的分析，回答以下问题：
① 在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，水的沸点大约是 ℃。水的沸点和大气压之间的关系 ；
② 若某校操场处的大气压强为 p0 帕，该校实验楼的高度为H米，则该实验楼楼顶的大气压强为 帕。
71（70-72）
大气压强越小，水的沸点越低
p0－10H
二、大气压的测量
一切吸液体的过程都是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程
①在生活中用到大气压的一些实例
吸饮料
针管吸药液
钢笔吸墨水
二、大气压的测量
垃圾清扫车
①在生活中用到大气压的一些实例
用真空吸盘爬墙
吸尘器
二、大气压的测量
②在生活中应用大气压的实例——“拔火罐”
理疗拔火罐能治病主要是由于罐内燃火消耗氧气，致使罐内空气稀薄，渐成真空，使机体局部形成负压，产生的吸力很强，皮肤与肌肉组织都被吸进。因罐内的大力吸引而引起血管扩张，血流加快，新陈代谢旺盛，组织营养得到改善，提高机体的抗病能力，促进疾病的好转或痊愈，所以现代人把它叫做“瘀血疗法”。
活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。
①提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞的下面，空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒。
②当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
③再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
活塞式抽水机
这样，活塞不停的上下移动，水就从管口连续不断的流出。
③活塞式抽水机
二、大气压的测量
课堂影院 ——《活塞式抽水机的工作原理》
二、大气压的测量
二、大气压的测量
下列事例中没有利用大气压强的是（ ）
A. 用活塞式抽水机将水抽到高处
B. 护士用注射器给病人注射药液
C. 用吸管吸饮料盒中的牛奶
D. 吸盘可以吸在光滑的墙上
B
注射时，护士用力推动活塞，使针筒内药液的压强增大，从而将药液推入病人肌肉中，该过程和大气压无关。其它选项都利用了大气压强。
动手动脑学物理
三
三、动手动脑学物理
1. 人的血压的正常值（收缩压和舒张压）大约是多少帕？自己查找资料进行估算。
人的正常血压值有一个范围。舒张压60～90mmHg，收缩压为90～140mmHg。
若人的舒张压为80mmHg，则：
p水银=ρ水银gh水银=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.08m=1.1×104Pa。
若人的收缩压为110mmHg，则：
p水银=ρ水银gh水银=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.5×104Pa.
三、动手动脑学物理
2．1654年，在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制空心半球合在一起，抽去里面的空气，用两支马队向相反的方向拉两个半球，当每一侧的马匹达到16匹时，才将半球拉开，并发出巨大的响声。图为同学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开需要多大力 实际用力大小与计算的结果是否相同 请说出你的理由。
F=pS=pπr2 =1×105Pa×3.14×0.132m2=5.3×103N
实际用力大小与计算结果有很大差别，主要原因是压力锅内不能被抽成真空。
三、动手动脑学物理
3．小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中就会有水
流出，使盘中的水位升高，瓶口又被
浸没，瓶中的水不再流出。这样盆景
盘中的水位可以保持一定的高度。
请问：是什么原因使得水不会全部
流掉而能保留在塑料瓶中
是大气压的作用使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中。
三、动手动脑学物理
F=pS = 1×105Pa× 45m2=4.5×106N
因为屋顶的外部和内部都受到大气压力。这两个压力大小大致相等，方向相反，所以不可能把屋顶压塌。
4. 屋顶的面积是45m2，大气屋顶的压力有多大 这么大的压力为什么没有把屋顶压塌呢
三、动手动脑学物理
从表中数据可知，高度越高，管内与瓶内水面的高度差越大，大气压越小。
5. 小强利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示。根据表中的数据，可以大致得到怎样的结论
课堂总结
四
影响大气压的主要因素：海拔高度。高度越高，气压越低。
托里拆利实验：
大气压的应用：吸管，真空吸盘，活塞式抽水机等。
产生原因：空气受重力，且具有流动性
无液气压计（便携）
大气压影响水的沸点：水表面的气压越低，沸点越低。
大气对浸入其中的物体产生的压强叫做大气压强（大气压）。
自制气压计（粗测）
水银气压计（最精确）
四、课堂总结（一）
标准大气压值：通常把760mm水银柱产生的压强叫做
标准大气压 p0。 p0=1.013×105Pa
首次测量出大气压的大小。
测量仪器
大气压
的存在
大气压
的测量
大气压
的大小
大气压
与生活
大气压强
课堂练习
五
五、课堂练习
B
1. 如图所示的现象中，没有利用大气压的是（ ）
用注射器将药液注入肌肉与大气压无关，其它选项都是利用了大气压。所以选B。
五、课堂练习
2. 西藏地区海拔高，关于西藏地区的气压与水的沸点，下列说法正确的是（ ）
A. 气压低，水的沸点高 B. 气压高，水的沸点高
C. 气压低，水的沸点低 D. 气压高，水的沸点低
C
因为海拔高度越高，气压越低。西藏地区海拔高，气压比较低。因为水表面的气压越低，沸点越低。所以西藏地区气压低，水的沸点低 。C正确。
五、课堂练习
3．如图所示托里拆利实验，若将玻璃管由竖直变成倾斜时，以下说法错误的是（ ）
A．管内液柱的高度变大，长度变大
B．管内液柱的高度不变，长度变大
C．槽内水银面的位置降低
D．若以管内水银柱的长度计算大气压，则得出的气压值偏大
若将玻璃管由竖直变成倾斜时，因为大气压不变，所以管内水银柱的竖直高度不变，但是水银柱的长度变大，同时槽内水银面的位置降低。
若以管内水银柱的长度计算大气压，则得出的气压值偏大。
A
五、课堂练习
4.如图所示是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法错误的是（ ）
A．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
B．是大气压支持玻璃管内的水银柱不会下落
C．大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D．玻璃管倾斜不影响实验测量结果
A
解析：实验中玻璃管内水银面的上方是真空，没有空气。
故选项A错误。
四、课堂练习
使用前，由于大气压的作用，使消毒液不会流出；使用时，打开瓶盖，与外界大气相通，消毒液在重力作用下，向下流入药棉。
5．如图所示是一种便携式“碘伏棉签”，塑料管内装有碘伏消毒液，它的上端封闭，这样消毒液就不会从下端流出。使用时将封盖掰开，消毒液会自动向下流入药棉中，请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管，而使用时才会流出？
五、课堂练习
B
A．粗糙面没有粘性
B．粗糙面与吸盘间有缝隙、漏气
C．粗糙面上微小的刺状尖端会损伤吸盘
D． 粗糙面凸不平，吸盘与它的接触面小
6. 如图是吸盘式挂钩，能紧贴在平整的玻璃、瓷砖或漆面木板上，不能紧贴在粗糙的水泥墙上，原因是（ ）
吸盘式挂钩能紧贴在物体的表面，实际是靠吸盘内外的大气压强差产生的大气压力贴在物体表面上，若粗糙面与吸盘间有缝隙、漏气，则不会产生压强差，也就不能紧贴在表面上。
五、课堂练习
7. 物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小，他们拿来一个带挂钩的吸盘，将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面，用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下。如图所示，向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来，由此可得到大气压的大小。(吸盘挂钩及购物袋的质量忽略不计)
五、课堂练习
（1）本实验主要的测量器材：__________、_________.
（2）需要直接测量的物理量：_____________、___________.
（3）大气压的表达式p＝__________.
（4）如果测出的大气压值比实际气压小，实验中可能存在的问题是_______________________________________.
弹簧测力计
刻度尺
沙子的重力G
吸盘的直径d
吸盘内的空气没有完全挤出(或吸盘漏气)
（1）实验原理是公式p=F/S，重物刚好拉下吸盘的力就是大气压对吸盘的压力，作用面积S则是吸盘的面积，故需弹簧测力计与刻度尺。
（2）测量的物理量：所挂物体的总重即拉力F，吸盘的直径d；
（3）表达式的推导：p=F/S=G/πr2=4G/πd2；
（4）测量值偏小，可能吸盘内的空气没有完全挤出(或吸盘漏气) 等。
五、课堂练习
8. 小杨同学用下列方法粗测大气压的大小：将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力F。
他又测量了吸盘的直径为D，计算出吸盘与桌面的接触面积，算出大气压的大小。请你推导出大气压大小的表示式。
拉力 F
大气压力
p=
F
S
=
F
π（D/2）2
解析：大气压的大小：
=
4F
πD2
