(共47张PPT)
第3节 大气压与人类生活
地球是我们的家园，它被厚度达80~100km的大气层包围着。大气和其它物质一样具有质量，也受到地球的引力，并和液体一样具有流动性。那么，大气是否也会产生压强呢？
想一想
一、怎样知道大气有压强
活动1 体验大气压
A.杯中的水为什么不外流
在玻璃杯中盛满水，用一张纸盖着，再倒过来，看看杯中的水是否会留出来？
是什么力托住了纸片的？
想一想
分 析
纸片在竖直方向上静止，则受力平衡，竖直向下受到自身的重力和水对它的压力，则竖直向上一定受到一个力，大小等于重力和压力之和。
G
F水
F
竖直向上的力的施力物体是什么呢？
想一想
分 析
是大气，是大气对纸片的压力使纸片不掉下来。
G
F水
F
大气可以产生压强。
结 论
改变杯口的方向，纸片会掉下来吗？
做一做
结 论
大气向各个方向都有压强。
活动1 体验大气压
B.吸盘为什么会紧紧粘在墙壁上
将挂钩的吸盘压在光滑的墙壁上，尽量挤出吸盘里面的空气，即使在钩上挂重物，吸盘仍然不会脱落。
是什么力使吸盘紧紧粘在墙壁上呢？
想一想
分 析
吸盘在水平方向上静止，则受力平衡，受到墙壁水平向外的支持力，则水平向内一定受到一个力，大小等于墙壁的支持力。
F支
F
这个力的施力物体是什么呢？
想一想
分 析
是空气，是空气对吸盘的压力使吸盘在水平方向上保持静止。
F支
F
结 论
大气存在压强。
想一想
如果把两个胶皮碗紧紧地挤压在一起,容易把它们分开吗
马德堡半球实验
1654年5月8日，德国马德堡市的市民们看到了一件令人既惊奇又困惑的事情：他们的市长、发明抽气机的奥托·格里克（1602——1686），把两个直径20 cm的空心铜半球紧贴在一起，抽出球内的空气，然后用两队马(每队各八匹马)向相反的方向拉这两个半球。当这16匹马竭尽全力终于把两个半球拉开时，竟然像放炮一样发出了巨大的响声。这就是物理学史上著名的马德堡半球实验。
（a）实验场景
（b）半球结构
马德堡半球实验第一次证明了大气存在压强。
大量实验证明，大气确实存在着压强。由于大气产生的压强叫做大气压强，简称大气压。
（1）大气压是大气压强的简称，不是大气压力的简称；
（2）大气压产生的原因：与液体相类似， 是由于大气受到重力而产生的；
注意
（3）大气压的方向：与液体压强一样，大气有流动性，因此，大气压强的方向朝向各个方向。
想一想
我们已经知道大气确实存在压强，那么大气压有多大呢？我们应该如何测量？
二、怎样测量大气压
活动2 估测大气压
实验原理
p=
F
S
实验器材
注射器、钩码、铁架台、刻度尺
1.大气压的估测
实验思路
（1）大气压力F的测量
如图，先把注射器的活塞推至顶端，把管内空气排出，用橡皮帽把它的小孔堵住。然后在活塞下端悬挂钩码，并逐渐增加钩码数量，直到活塞将开始被拉动时为止。若忽略活塞自身的重力和外壳对活塞的摩擦力作用，此时，活塞受到大气对它向上的压力F、钩码对它向下的拉力F拉，这两个力大小相等，则F=F拉=G=mg。
实验思路
（2）大气作用的面积S
注射器的容积V可以直接从注射器上读出，只要测出注射器的全部刻度的长度L，根据S=V/L可算出活塞的横截面积 S，即大气作用的面积S。
实验步骤
（1）把注射器的活塞推至顶端，把管内的空气排出，用橡皮帽把它的小孔堵住。
（2）将注射器固定在铁架台上，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，在活塞下悬挂钩码，并逐渐增加钩码数量，直到活塞将开始被拉动时为止，记录所挂钩码的质量。
（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L，根据S=V/L计算出活塞的面积。
（4）由P=F/S计算此时大气压强的值。
实验数据
所挂钩码质量m/kg 所挂钩码重量G/N 大气对活塞的压力F/N 注射器容积V/m3 注射器全部刻度长度L/m 活塞的横截面积S/m2 大气压强的值p/Pa
实验反思
测量结果不准确的原因
橡皮帽漏气；筒内空气没有完全排尽；活塞与注射器筒之间不完全密封；活塞与注射器筒间有摩擦；活塞的重力不能忽略等。
想一想
怎样才能精确测量出大气压的值呢？世界上又是谁第一次测量出大气压的值，它是如何测量的？
1643年，意大利物理学家托里拆利（E.Torricelli，1608—1647）首先用实验的方法测出了大气压强的值。
2.托里拆利实验
实验器材
汞、一端开口长约1m的玻璃细管、刻度尺、汞槽
实验过程
在一根长约1m、一端封闭的玻璃细管内灌满汞液，用手指堵住管口，再将管口向下插入汞液槽中。移开手指后，会看到管内汞随即下降。当汞柱降到管内外液面的高度差约为760mm时，它就停止下降了。若将管子倾斜，管内外液面的高度差仍保持不变。
a
b
实验分析
玻璃细管内汞柱液面上方是真空，而管外汞液面受到大气压强p0作用，在细管中的汞中取一个与汞槽中的汞面相平的液片受力分析如下：
（1）受力分析
F汞
F气
液片静止
F气=F汞
F气/S=F汞/S
p0=p汞
实验分析
p0=p汞
（2）大气压强计算
=
ρ汞gh
=
13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m
=
1.03×105Pa
通常，人们把760mm汞柱所产生的压强，作为1个标准大气压，符号为1atm，1atm的值为1.03×105Pa。
实验交流
1.实验操作中哪些操作会影响实验的结果？
答：细管中混入空气；细管底漏气；外界大气压发生变化等。
2.实验操作中哪些操作不会影响实验的结果？
答：细管倾斜；细管粗细发生变化；将细管向下压入或向上提起一点（管口不离开汞液）等。
3.实验中为什么用汞而不用水？
答：用水代替汞液，则细管的长度大约要10m，给实验带来不便。
3.实验中为什么用汞而不用水？
h水=
p0
ρ水g
=
1.013×105Pa
1.0×103kg/m3×9.8N/kg
≈10.3m
需要的细管太长，给实验带来不便。
3.大气压的测量工具—气压计
汞气压表
无液气压计
例1最早测出大气压值的科学家是 （ ）
A. 伽利略
B. 牛顿
C. 托里拆利
D. 马德堡
练一练
C
例2在大气压等于760mm汞柱高的房间里做托里拆利实验时，结果管内水银柱高度为740mm汞柱,其原因是（ ） A. 管子内径太小
B. 管子上端有少量空气
C. 管子太长
D. 管子倾斜了
练一练
B
三、大气压与人类生活
我们生活在地球大气层的底部，大气压与我们的生活息息相关。
1.大气压对人体的影响
这是因为人体内部的压强跟外界的大气压平衡的关系。当人所处的外界大气压发生变化时，人可能出现不适症状，甚至造成生命危险。
想一想
每个人身上都承受着大气的压力，一只手掌大约就要受到1000N的压力。为什么人的身体没有被四面八方巨大的大气压瘪呢？
航天服是航天员必备的生命保障和防护救生装备。航天服分为舱内航天服和舱外航天服两种。舱内航天服用于航天员在载人飞船发射、返回时穿着，为航天员创造合适的体表压力、气体成分以及温度、湿度等生存条件。舱外航天服用于航天员离开飞船进行舱外活动时穿着，它的结构和系统比舱内航天服更为复杂。
2.大气压与海拔高度的关系
（1）气压是由于大气层受到重力的作用而产生的。离地面越高，大气越稀薄，大气的密度越小，大气压越小。研究表明，大气压随高度而变化，在海拔2km以内，每升高10m，大气压约减小111Pa。
2.大气压与海拔高度的关系
（2）高原反应：高原上，空气稀薄，吸进来的氧气减少，造成缺氧，使人体出现头晕、头痛、耳鸣，恶心、呕吐等症状。
我国于2006年7月1日全线通车的青藏铁路，位于世界屋脊。为预防乘客发生高原缺氧，每节车厢内都配有两套供氧系统：一套是“弥散式”供养，可保证车厢内的含氧量都在合适的水平；另一套是独立的接口吸氧，旅客有需要时可随时用吸氧管吸氧。
3.水的沸点与气压的关系
如图，用注射器给沸腾的水打气加压。
活动3 探究水的沸点与气压的关系
实验操作
实验现象
水停止沸腾。
实验分析
当气压增大时，水的沸点升高，烧瓶中水的温度低于沸点，停止沸腾。
（a）
如图，对沸腾的水停止加热，随即用注射器抽气减压。
活动3 探究水的沸点与气压的关系
实验操作
实验现象
停止沸腾的水再次沸腾。
实验分析
当气压减小时，水的沸点降低，烧瓶中水的温度高于沸点，水再次沸腾。
（b）
由于水的沸点随气压变化而变化，高山上气压低，水的沸点也低，所以在高山上煮饭时，虽然水已经沸腾，但米饭还没有煮熟是常见现象，因此要用密闭的高压锅（如图）。由于锅内的气压高于外面的大气压，这样就能使水的沸点升高，把饭煮熟。
注意：高压锅的使用有比较严格的要求，如果违反操作要求，容易造成危险。
4.大气压的应用
（1）真空压缩保存袋
食品、物品的真空包装，可节省空间，还可防霉、防蛀、防菌、防潮等。
（2）吸尘器的工作原理
（3）离心式抽水机
（4）活塞式抽水机
例3我们身边看似“轻小”的空气，其实蕴含着巨大的力量，能够帮助我们完成很多工作。以下实例，与大气压作用无关的是（ ）
A．用吸管吸瓶中的饮料
B．茶壶盖上开小孔
C．拦河大坝修建成上窄下宽
D．人体吸入新鲜空气
练一练
C
大气压与人类生活
大气压
课堂小结
大气压与人类生活
由于大气产生的压强叫大气压
马德堡半球实验第一次证明了大气压的存在
大气压的测量
估测大气压
托里拆利实验
气压计
大气压与海拔高度的关系
沸点和大气压的关系
大气压的应用
