第八讲:大气压强和流体压强
知识点睛:
大气压强的存在和产生原因
大气压强概念: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,一般用 表示.
证明大气压强存在的实验:马德堡半球实验.
大气压强产生的原因:空气具有重力且具有流动性.
大气压强的测定实验——托里拆利实验
实验原理:利用可直接计算的液体压强代替不能直接计算的大气压强,p0=p液=ρ液gh.
实验器材:水银槽、水银、长约1m且一端封闭一端开口的玻璃管.
实验步骤:往玻璃管内灌满水银;将管口堵住,然后将玻璃管倒插在水银槽中;放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些,这时管内外水银面的高度差约为760mm.
实验结论:一个标准大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa.
实验分析:
本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.336m.(p0=p液=ρ液gh,同样的大气压p0,p液越小则对应的h越大)
玻璃管的高度应大于760mm,低于760mm时水银将充满整个玻璃管,测量结果不准确.
将玻璃管稍上提或下压,管内外的水银面高度差不变;将玻璃管倾斜,管内充满水银之前高度依旧不变,改变的是水银柱的长度.
玻璃管上方混有空气,则试管内水银柱高度偏低,测量值偏小.
大气压强的影晌因素
高度:大气层中的空气越往高处越稀薄,所以大气压随高度的增加而减小.
大气压的大小还与温度、湿度有关,温度越高,气压越低;湿度越大,气压越低.
密闭气体压强的影响因素
温度越高,密闭气体压强越大.
压缩体积时,气体压强将变大.
液体沸点与大气压强的关系
液面上方的气体压强越大,液体的沸点越高.
大气压的应用
利用吸盘搬运玻璃.
用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中.
虹吸效应.(右图所示)
流体流速与压强
在气体或液体中,流速越大的位置压强越小.
常见的两种模型:机翼模型(流动路程大的流速大,压强小).如图甲所示;管道模型(横截面积小的流速大,压强小),如图乙所示.
火眼金睛
判断以下结论是否正确:
大气对浸在它里面的物体产生的压力叫做大气压( )
大气内部朝各个方向都有压力( )
马德堡半球实验第一次测量出了大气压的准确值( )
托里拆利实验中,玻璃管的粗细和形状都会影响到测量的结果( )
托里拆利实验中,水银柱的高度不可能大于76cm( )
1标准大气压的大小,大约相当于将1kg 物体自由放置于1cm2的水平受力面上产生的压强( )
地球表面附近,活塞式抽水机的扬程可达到15m( )
汽车在平直公路上疾驰而过,路边的落叶会向路中央移动( )
如图所示是做托里拆利实验时测量的几个长度.由甲、乙、丙、丁可知当地气压为______mmHg.
(
丁
) (
丙
) (
乙
) (
甲
)
(多选)下列现象中,说明大气压存在的是( )
A.用抽气机抽出灯泡中的空气 B.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
C.茶壶的壶嘴和壶身要大致等高 D.医生推针管里的活塞,将药液注入病人体内
E.托里拆利实验中上方水银柱不会下落 F.活塞式抽水机可以抽出地下水
G.用气筒给自行车内胎打气
地处祖国边疆的青藏高原,空气稀薄,气压较低,当地居民煮饭时( )
A.由于水的沸点较高,水容易烧开,饭不易烧熟
B.由于水的沸点较低,水不易烧开,饭容易烧熟
C.由于水的沸点较高,水不易烧开,饭容易烧熟
D.由于水的沸点较低,水容易烧开,饭不易烧熟
为使消防水枪能将水喷到20m高的楼层,加在储水箱中水面的最小压强最接近于( )
A.1标准大气压 B.2标准大气压 C.3标准大气压 D.4标准大气压
能力提升
如图所示,由平面和球面的一部分组成的一个物体,左边部分的表面积为100cm2,右边部分的表面积为130cm2,如果把它放在大气压强为1.0×105 Pa的大气中,则大气对物体左侧的压力大小为_______N.整个物体受到大气的合力大小为_______N.
做马德堡半球实验时,若当时大气压强为1标准大气压,第一次抽气后,球内剩下空气的压强为0.3标准大气压,第二次抽气后,球内剩下空气的压强为0.2标准大气压.在这两种情况下,前后两次将两个半球拉开所用的拉力之比为______________.
如图A、B所示均为在一标准大气压下测定的水银柱的高度的实验,B图中的水银柱高度要低于760mm的原因是____________________________________.若将A、B玻璃管略微倾斜相同程度后,A、B中水银柱的高度为hA、hB,水银柱的长度为LA、LB,则hA ______760mm,LA ______760mm,hB ______750mm,LB ______750mm(填“大于”、“小于”或“等于”).
A B
下图所示事例中,不属于利用大气压工作的是( )
A.U形管的“水封” B.注射器吸取药液 C.吸盘搬运玻璃 D.水泵把水抽到高处
我们通常使用的物理课本(16开本)的封面所受到的大气压力最接近下列数值中的( )
A.50N B.500N C.5000N D.50000N
小亮同学从超市买来一个铁皮盖的玻璃瓶装罐头,想把瓶盖打开,可是怎么也拧不动.小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下,一拧就打开了.这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以( )
A.瓶盖直径减小瓶盖侧壁对瓶的压力 B.减小瓶盖与瓶口的接触面积
C.减小瓶内外气体的压力差 D.增大盖的另一边的压力
我们吸气时,下列说法正确的是( )
A.胸腔的容积减小,胸腔内空气压强增大 B.胸腔的容积增大,胸腔内空气压强减小
C.胸腔的容积增大,胸腔内空气压强增大 D.胸腔的容积减小,胸腔内空气压强减小
(多选)如图所示为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变
如图所示,一个装满水银的玻璃管,竖直倒放在水银槽内,槽中水银面距管顶80cm,当地大气压强是76cm汞柱时,管内距槽中水银面55cm处的压强是( )
A.76cm汞柱 B.50cm汞柱 C.30cm汞柱 D.21cm汞柱
如图所示,烧杯中有水,水中倒扣一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时( )
A.烧杯和瓶内的水可能都会沸腾 B.烧杯中的水可能会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯和瓶内的水一定都不会沸腾 D.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水可能会沸腾
小张同学自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,如图所示.在机翼模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟飞机飞行时的气流.当无风时,托盘测力计示数为18N;当电风扇吹风时,托盘测力计的示数为10N.产生这个现象的原因是( )
A.吹风能减少物体所受的重力
B.吹风能增加物体所受的重力
C.吹风使模型上方的气流速度大于下方的气流速度,在机翼上下表面产生压强差,产生了向上的升力
D.吹风使模型下方的气流速度大于上方的气流速度,在机翼上下表面产生压强差,产生了向上的升力
根据所学流体流速与压强的关系填空.
抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强_________,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出.
如图所示是飞机机翼的截面图,当飞机在高空中水平飞行时,机翼上方气流的速度大于机翼下方气流的速度,由此可知机翼上表面所受气体的压强________机翼下表面所受气体的压强.(填“大于”、“小于”或“等于”).
如图所示,小东把一纸条放在嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条向上飘了起来.这个现象说明:气体流动时,流速大的地方压强_____(填“大”或“小”).
如图所示,装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下方连接一个装有红墨水的U形管AB.当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是:_____________________________________________.
火车站台上都设有安全线,其原因是:________________________________________________.
小刚今年15岁,因重感冒输液,针头插在左手背的静脉上.输液期间他必须下床,这时他发现只有右手把药瓶高高举起时,血液才不会回流到输液管内.试根据这个现象估算:
他手上静脉的血压比大气压强大多少?
这个差值相当于多少毫米高的水银柱产生的压强?(ρ汞=13.6×103kg/m3,g=10N/kg)
课后巩固
如图所示,在装有适量水的盘子中央,固定一支点燃的蜡烛,然后将一个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,蜡烛火焰很快熄灭,盘中的水在_________的作用下进入杯中.这一过程中,杯中水柱产生的压强将______________.
四川汶川发生8级大地震,震后立即开展了紧急救援.在救援过程中,被困者所在的地方是一狭窄空间,已经被拥塌的水泥柱和其他杂物封住,仅留下4cm宽的小缝.搜救队员拿出一张1米见方的黑色气垫,勉强将其塞进小缝,然后用一根气管将气垫与高压气钢瓶相连接,将高压空气迅速注入气垫,20几秒的时间气垫便长高了30cm.将压在它上面的水泥柱轻松的顶起来,营救通道打开了.这种气垫的正式名称叫“起重气垫”若这种气垫最大可以顶起约68t重的物品,那么“起重气垫”里面的气压应加到约_____个大气压.(结果保留整数)
甲型H1N1流感疑似病例和确诊病例,都要被送到专业医院的“负压病房”进行医学隔离观察和治疗,以防止病毒扩散.同学们对“负压”两字的含义有如下三种猜想:
A.病房内大气的压强大于病房外大气的压强
B.病房内大气的压强小于病房外大气的压强
C.因为病房是封闭的,所以病房内大气的压强可能大于也可能小于病房外大气的压强
你认为猜想正确的是________(填字母代号)
你判断的依据是______________________________________________________.
气体的流速越大,压强越小.下列现象的产生与此相关的是( )
A.向球间吹气,两球靠拢 B.手离硬纸,纸不下落
C.轻推气球,快速滑行 D.抽离玻璃片,下瓶变淡
下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,错误的是( )
A.高原反应——大气压和海拔高度的关系
B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系
C.水下潜水艇能够上浮——液体的压强和深度的关系
D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系
如图所示是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银.下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76cm水银柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差减小