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第二章 天气与气候
浙教版八年级上册
第3节 大气的压强(3)
---气压对沸点的影响、气体压强与流速的关系
教学目标
科学观念:了解大气压对沸点的影响,了解流体压强与流速间
的关系;
科学思维:通过对生活现象分析,学生能做出自己的判断,培
养观察能力和分析能力。
探究实践:通过实验及对现象分析,理解大气压对沸点的影响,
理解流体压强与流速的关系;
态度责任:对大气压的认识,学生体会到科学与生活紧密联系,
认识到科学对人类生活的影响。
新知导入
复习:
1、气压与天气的关系是怎样的?
2、大气压与高度的关系是怎样的?
3、什么是沸点?标准大气压下,水的沸点是多少?
猜一猜,非标准大气压下,水的沸点还是100℃吗?液体的沸点与气压会是什么关系?
高气压区一般多晴燥天气;低气压区一般多阴雨天气。
海拔越高的地方,大气压越低。
液体沸腾时的温度叫沸点,标准大气压时水的沸点是100℃。
大气压是会变化的,非标准大气压时水的沸点不会是100℃。
液体的沸点与气压的关系是……?
活动:
1、如图,用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内的气压增大。观察现象。
现象: 。
说明: 。
原来沸腾的水停止沸腾
水面气压增大时,水的沸点升高
活动
2、重新加热,等水沸点后,移开酒精灯,待水温稍降一些,用注射器抽出烧瓶里的空气,使瓶内的气压降低。观察现象。
现象: 。
说明: 。
水又沸腾起来
水面的气压降低时,水的沸点降低
大量事实证明,其他液体的沸点也与气压有关,与水类似。
新知讲解
一、气压对沸点的影响
1、气压的大小会对液体的沸点造成影响。
当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
2、不同气压下,水的沸点:
(点击图片播放)
请你解释
加热烧瓶内的水使之沸腾,停止加热,待水温稍降一些,烧瓶加塞、倒置、固定,向烧瓶底部浇冷水,结果瓶内的水 。
原因:
。
(点击图片播放)
水又沸腾起来
水温稍降些再浇冷水,使瓶内气体冷缩而气压降低,水的沸点也降低,水又出现沸腾了。说明水的沸点随气压减小而降低。
讨论交流
1、当外界气压较低时,液体的沸点也会降低,这时液体较容易沸腾。那么,食物就更容易烧熟,对吗?
2、有什么办法可以使食物更容易被烧熟呢?
不对。
原因:虽然这时液体较容易沸腾,但由于液体的沸点较低,液体温度不会超过沸点,食物不能达到足够的温度,所以较难烧熟。
办法:应当设法增大液面的气压。使液体沸点提高。
比如,使用压力锅煮食物等。
新知讲解
3、压力锅的工作原理:
(1)工作原理:
压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
(2)工作气压与沸点:
压力锅具有较好的密闭性,能使锅内达到的压强大于外界的大气压。当外界气压为1×105 帕时,一般家用压力锅内的压强接近 2×105 帕,锅内水的沸点在 120℃左右。
(3)优点:
用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物烧熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
(4)注意点:
压力锅的使用比较严格的要求,如果违反操作要求,容易造成危险。
阅读
过渡
流体是能流动的物质,它是一种受任何微小的力的作用都会连续变形的物体。
流体是液体和气体的总称。
流体对浸入其中的物体也会产生压强。
那么,流体压强也流速存在着什么样的关系呢?
活动
1、如图所示,双手分别捏着两张纸条的一端,使它们垂挂在胸前,沿两张纸条中间向下吹气。
现象: ;
2、拿一张纸条,将它放在下嘴唇底下,沿着纸条的上表面用力吹气。
现象: 。
两张纸的下端都向中间合拢
纸的下半段向上翘起
现象分析
1、沿两张纸条中间向下吹气时:
2、沿着纸条的上表面用力吹气:
两张纸下端都向中间合拢,说明两纸受力不平衡,外侧受力大于内侧受力,其中唯一变化是气体的运动速度。而两张纸中间的气流速度显明快于纸外侧,这说明气体流速大的地方(中间)压强小,而流速小的地方(外侧)压强大。
纸下半段向上飘起,说明纸受力不平衡,下侧受力大于上侧受力,其中唯一变化是气体的运动速度。而纸上方的气流速度显明快于纸下方的气流,这说明气体流速大的地方(中间)压强小,而流速小的地方(外侧)压强大。
新知讲解
二、流体压强与流速的关系
气体的压强与流速的大小有关:气体的流速越大,压强越小。
大量事实表明,液体的压强也与流速大小有关:液体的流速越大,压强也越小。
1、流体稳定流动时,流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
新知讲解
应用一、站台安全线:
列车站台上,都标有一道平行于铁轨的直线,叫做安全线。当列车驶过时,旅客必须站在安全线外,以保证人与铁轨有足够的距离。
2、应用:
(点击图片可播放)
新知讲解
应用二、飞机机翼:
飞机的机翼的截面是一个满足空气动力学
性能的形状,一般机翼下表面为平直,内凸或
者稍微的外凸,上表面为外凸。
解释:
当飞机飞行时,飞机的机翼上方是凸起的,所以当风经过机翼时,机翼上方的流速受到一些阻力,流速变慢,压强减小,而机翼下方的压强不变,所以机翼会带动飞机向上飞。
新知讲解
应用三、化油器:
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分
相连,当气流经过狭窄的管 道时,由于流速变大,压
强变小, 汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
汽车和摩托车上都有化油器,以保证将汽油变成雾状,按一定比例和空气混合后再喷入气缸内燃烧。
许多喷雾器也是根据这个原理制成的。
自制喷雾器
如图所示,把一根玻璃管斜插在烧杯的水中,当用另一根玻璃管对着它的上端水平吹气。
试一试,观察现象,并解释原因。
吹气时,有水从斜插着玻璃管上管口沿水平方向、向前喷出。
原因:
吹气时,斜管上端管口气体流速大,压强小。斜管内气体向上流动,造成管内气压小于外界大气压,水被大气压从烧杯中通过斜管压入斜管中,并上升,到达管口时被向前吹出去。持续吹气,则水持续进入管中并上升、喷出。
活动
新知讲解
3、现象解释:
(1)刮大风的时候,如果家里的窗门没关上,虽然风向与 墙面平行,但挂在窗内的窗帘却会向外飘出。
原因:
窗外刮大风,外面的流速加快,压强减小。
即刮风时,窗内气压大于窗外气压,导致窗帘内
侧受力大于外侧受力,所以窗帘向外飘出。
(2)当你在浴室里淋浴时,如果边上垂挂着浴帘,浴帘常常会飘打到你的腿上。
原因:
淋浴时,水龙头的水向下洒,带动周围的空气流动,使得浴帘内侧的气压小于外侧的气压,于是浴帘向内飘打到你的腿上。
解释
解释
(3)平等行驶的两船相撞事件:
1912 年秋季 的一天,当时世界上最大的远洋轮之一“奥林匹克号”正在大海上航行,离它100米左右的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶(如图 2-35)。突然,小军舰偏离了方向,一个劲地向“奥林匹克号”冲去,最终与“奥林匹克号”相撞在一起。
原因:
当两船彼此行行驶时,两船之间的水由于被挤在 一起,水相对于船的流速要比外部大,压强就要比外部 小。外部压强较大的水就把两船挤在一起了。
解释
(4)高速行驶的汽车会“发飘”,难以控制方向。有些汽车尾部装有导流板,则可以减小这种现象发生。
汽车一般为流线型,这样,汽车高速行驶时,其中车身上方空气流速大于小方,车受到向上的压力差而使车受到向上的推力作用,导致汽车轮胎与地面的摩擦力变小,会有漂浮的感觉。
导流板(尾翼)除美观作用外, 还有增加汽车行驶稳定性的功能。在高速行驶时,气流通过尾翼会产生一个下压力,从而增大轮胎与地面摩擦,提升了稳定性。
解释
(5)草原上的鼠洞:
草原犬鼠是一种非常聪明的小动物,它在草原
上挖的洞口一般有很多个,有的洞口很平整,但是
有的洞口是由圆锥形土堆围成的。
原因:
由于各洞口凸度不同,较平的洞口处空气流速慢、压强大,较凸的洞口处空气流速快、压强小;这样,洞穴内的空气就由高气压流向低气压,从而改进洞穴内的通风状况。
活动
试一试,并解释原因。
把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗嘴使劲向下吹气,
观察现象。
乒乓球只在漏斗里跳动,却不会掉下来
解释:
当对着漏斗使劲吹气时,产生一股向下的气流,因为漏斗上小下大,因此上方的流速较大,下方的流速较小,这样乒乓球上部的气压小于下部的气压,所以乒乓球掉不下来。
漏斗口朝上吹乒乓球时,球不会飞上去,道理也类似。
课堂练习
1、下列四个实例中,与大气压作用无关的是( )
A.给病人注射药液 B.覆杯实验
C.吸尘器吸灰尘 D.吸盘吸在墙上
A
课堂练习
2、如图,在新型汽车的研制中,将汽车模型放在地磅上置于风洞 中不动,让风高速迎面吹来,可以研究汽车高速行驶的情况,下列 说法错误的是( )
A. 风高速吹来时,车相对地面静止,相对于空气运动
B. 风高速吹来时,地磅的示数变大,模型上方气压大,下方气压小
C. 车模设计成流线型,可以减小高速运动时空气的阻力
D. 这一事例体现了“物体运动和静止的相对性”
B
课堂练习
3、龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中, 如图所示。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了空气对物体的浮力
B.龙卷风使物体受到的重力减小
C.龙卷风中心区域的气压远小于外部的气压
D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空
C
课堂练习
4、汽车长途行驶后,车身外容易布满灰尘,其主要原因是 ( )
A.汽车行驶途中往往会遇上扬尘天气
B.汽车行驶时车轮溅起的尘土粘到车上
C.汽车行驶时,车身附近压强小,地面附近灰尘被周围空气压向车身
D.汽车行驶时走的都是泥土路,中国的公路比较差
C
课堂练习
5、为改善地铁站的通风状况,甲同学设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的( )
B
课堂练习
6、我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动 B.向B方向飘动
C.向C方向飘动 D.条件不足,无法判断
A
课堂练习
7、你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”,严重变形。下列有关这一现象及其解释,正确的是( )
A.伞面被向下“吸”
B.伞上方的空气流速大于下方,上方的压强大于下方
C.伞上方的空气流速大于下方,上方的压强小于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,上方的压强小于下方
C
课堂练习
8、下列对于气压相关现象的描述正确的是( )
A.图甲试管内水沸腾后,撤掉酒精灯,向外拉动注射器活塞,水又重新沸腾了,因为气压 降低,水的沸点升高。
B.图乙中密闭瓶子内插入一根细玻璃管,将该瓶从山脚带到山顶,管内液面上升,因为海 拔升高,外界气压下降
C.图丙中汽车在高速行驶时会有“打漂”感,为了增加抓地力,可以安装图右侧所示尾翼, 应用了气体流速与气压的关系。
D.图丁装置中,二氧化碳是一种温室效应气体,在阳光照射下,水柱向右移动。因为密闭容器中的气体随着温度升高,气压增大。
B
课堂总结
1、气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液 体的沸点会升高 ;当气压减小时,液体的沸点会降低。
2、压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
3、高压锅易快速煮熟食物的原因:当外界气压为1×105 帕时,一般家用压力锅内的压强接近 2×105 帕,锅内水的沸点在120℃左右。
4、气体和液体统称为流体。气体的压强与流速的大小有关。气体的流速越大,压强越小。液体的压强也会随流速的增大而减小。
板书设计
大气的压强
流体压强与流速的关系:
气体的流速越大,压强 越小。
利用:高压锅等
大气压对沸点的影响:
当气压增大时,液 体的沸点会升高 ;
当气压减小时,液体的沸点会降低。
相关:火车站台1米安全线等
应用:喷雾器、吸尘器等
作业布置
1、复习本课时内容;
2、完成作业本中相应内容;
3、完成学案中“课后巩固”;
4、复习本节“大气的压强”全部知识点。
谢谢
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