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第八章 压强与浮力
8.4 大气压强
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02
03
04
学习目标
学习重难点
课程讲解
总结与课后作业
目 录
学习目标
1. 了解大气压强的概念,掌握大气压强的测量方法;
2. 理解大气压强与高度、温度等因素的关系,并能够运用基本物理公式计算;
3. 培养学生实验设计和数据处理能力。
学习重难点
1. 难点:理解大气压强与高度、温度等因素的关系,分析大气压强变化的原因;
2. 重点:通过实验设计和数据处理,加深学生对于大气压强测量方法和计算公式的掌握。
我们生活在地球周围的大气层中,气体也像液体一样具有流动性,同时也受到重力的作用。那么,大气是否也像液体那样在它的内部存在压强呢?
课程导入
大气压强:大气内部各个方向也存在着的压强叫作大气压强,简称大气压或气压。
产生的原因 能流动(各个方向产生压强)
受重力
新课讲授
既然大气中存在压强,那么大气压强到底有多大呢?用什么方法可以测出它的数值呢?
1643年,意大利科学家托里拆利首次用实验的方法测出了大气压强的数值。
新课讲授
实验原理:大气压与液体压强相平衡(二力平衡)
测量出管中水银面与槽中水银面的高度差,约为760mm。
P = g h= 13.6 × 10 3㎏/m3 × 9.8 N/㎏× 0.76m=1.01×105Pa
新课讲授
通常把760mm水银柱产生的压强叫做标准大气压,1.01×105Pa。
新课讲授
讨论与交流1:如果玻璃管倾斜,管内水银柱液面的高度是否会变化?会影响结果吗
h=760mm
h=760mm
答:不会!
新课讲授
讨论与交流2:若改用粗一些或细一些的玻璃管,会影响结果吗
h=760mm
h=760mm
答:不会!
新课讲授
讨论与交流3:做托里拆利实验时,若将水银换用水的话,
大气压能支持多高的水柱?
h=
=
答:
新课讲授
为了证明大气压的存在,1654年时,马德堡市长奥托·冯·格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡(今德国雷根斯堡)进行的一项科学实验。将两个半球紧密合拢,无须用力,就会分开把它抽成真空后,两个半球必须用较大的力才能拉开。而此实验也被称为"马德堡半球"实验。通过这次"大型实验",人们都终于相信有真空;有大气;大气有压力并且很惊人。
新课讲授
最先证实大气压强存在的是马德堡半球实验。
抽气前,球内球外都有大气压力的作用,半球的外部压力等于其内部压力,大气压因为相互抵消平衡了。但抽气后,球内没有向外的大气压力了,半球内部为真空,半球外部压力大于其内部压力,只有球外大气紧紧地压住这两个半球。
新课讲授
影响大气压的因素
气体体积与压强的关系
气球被脚一踩,它的体积变小,球内气体的压强增大,会将球皮压破。
新课讲授
打气时,当打气筒的活塞下移一些后,筒内的气体体积减小,压强增大,所以活塞越向下压越费力。
新课讲授
结论:
在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小,它的压强就增大;体积增大,它的压强就减小。
新课讲授
大气压与海拔高度的关系
结论:海拔越高,空气越稀薄,大气压越小。
新课讲授
大气压强的变化:
(1)大气压随高度的增加而减小,在海拔3km以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
(2)大气压除了受高度的影响外,还受天气、季节的影响。
(3)在体积不变的条件下,一定质量的气体,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小。
新课讲授
这些液体为什么会从下向上流动?
在以上实例中,由于“管”中液面上方的空气体积增大,压强减小,“管”外的液体在大气压强的作用下,被压入“管”中,从而沿“管”上升。
新课讲授
活动三:大气压与人类生活的关系
拔火罐
用沾了酒精的棉花在罐中烧一会,罐中的空气被加热排出一部分,然后罐口紧压在皮肤上,罐中的空气降温压强减小,
小于外界大气压,在大气压的作
用下拔火罐被紧压在皮肤上了。
新课讲授
活动三:大气压与人类生活的关系
人们根据这样的原理,制造了活塞式抽水机和离心式水泵。
活塞式抽水机
新课讲授
活动三:大气压与人类生活的关系
离心式水泵
新课讲授
1.有一种用塑料或橡皮制造的挂衣钩,中间是一个空的“皮碗”,可以把它按在光滑的墙或玻璃上,在钩上再挂上几件衣服也不会掉下来,这是因为( )
A.墙对它有吸力 B.玻璃对它有吸力
C.衣钉对墙或玻璃有附着力 D.大气压的作用
D
课后练习
2.某同学在做托里拆利实验中,不慎在玻璃管中混入了少量空气,则测量结果将( )
A.偏大 B.偏小 C.相等 D.都有可能
B
课后练习
3.在做托里拆利实现时,已测得管内外水银面高度差为76cm,若再向槽内加水银,使槽内水银面上升1cm,则管内外的高度差为 ( )
A.76cm B.75cm C.77cm D.80cm
A
课后练习
4. 如果做托里拆利实验时,不用水银而用水,玻璃管至少需要多长?通过计算说明,为什么用水银而不用水做托里拆利实验?
课后练习
解:根据公式p=pgh,当大气压强为准大气压p0时,能支持的水柱高度为h水=p0/p水g=1. 01×10 Pa/1×10 kg/m ×9.8N/kg≈10.31m。显然,若用水来做托里拆利实验,要测出大气压强的值,实验中所用的玻璃管的长度要超过10m,这样长的玻璃管在操作过程中是很不方便的,所以用水银而不用水做托里拆利实验。
课后练习
5. 如图所示的玻璃瓶中装有水,如果瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密,人能否将瓶中的水吸入嘴中?如果向管中用力吹气,停止吹气后会发生什么现象?为什么?
课后练习
解:瓶子密封时,不能把水吸入口中。如果向管中用力吹气,停止吹气后,水会从管中涌出。这是因为当向管中用力吹气时,增大了瓶内水面上方的气体压强,水面上方的气体压强大于外部的大气压强,故停止吹气后,水会被压出。
课后练习
归纳总结
1.大气压产生的原因:气体具有流动性、受重力
2.证明大气压存在的实验:马德堡半球实验
3.测量大气压大小的实验:托里拆利实验
4.一标准大气压=760 mm汞柱=1.013×105 pa约等于105 pa
5.大气压强的应用:活塞式抽水机和离心式水泵
课后作业
独立完成《随堂练习》相关练习题
总结本节课知识点,并绘制思维导图
预习下一节知识点
下节课再见!