第 九 章 压强
第3节 大气压强
典案二 导学设计
学点一 压力
学点一 大气压强的存在
观察：如图9－3－12所示事例，完成下列问题。
图9－3－12
问题1：(1)如果把图甲中的塑料吸盘戳个小孔，__空气__通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外气压__相等__，吸盘__不能__(选填“能”或“不能”)贴在光滑的墙面上。
(2)如果把图乙中的塑料管上端戳个小孔，__空气__通过小孔进入塑料管内，纸片__会__(选填“会”或“不会”)下落。
(3)如果把图丙中杯口密封起来，使__空气__不能进入杯内，我们__不能__(选填“能”或“不能”)吸到饮料。
问题2：在完成图乙所示实验时，如果塑料管里面不灌水，将硬纸片平放在塑料管口，用手按住，并倒置过来，放手后，看到硬纸片__会__(选填“会”或“不会”)下落；如果将塑料管灌满水，仍用硬纸片盖住塑料管口，用手按住，并倒置过来，放手后，看到硬纸片__不会__(选填“会”或“不会”)下落，慢慢将管口向各个方向转一圈，看到硬纸片__不会__(选填“会”或“不会”)下落。
结论：实验证明，大气压强确实是__存在__的，且大气压强是向__各个__方向的。
学点二 大气压强的测量
实验分析：如图9－3－13甲所示，在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾后，里面的空气被__排出__一部分，把桶口堵住后，浇上冷水，由于热胀冷缩，里面的空气体积__减小__，压强__减小__，在__大气压__的作用下，铁桶被压扁了。
图9－3－13
测量方法：在图乙中，__大气__可以把纸片上的液柱托住，根据二力平衡知识可知，只要我们测量出大气压能够托起液柱的__高度__，我们就可以根据其产生的压强间接计算出大气压强的数值。因此为了实验方便，根据液体压强计算公式p＝__ρgh__可知，最好选择密度较__大__的液体进行实验测量。
实验器材：长约1 m、一端封闭的玻璃管、水银、水银槽、直尺。
实验过程：(1)如图9－3－14所示，在长约1 m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住；
(2)将玻璃管倒插在水银槽中，放开堵住管口的手指后，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为760 mm；
(3)将玻璃管倾斜，观察管内外水银面的高度差。
图9－3－14
实验分析：(1)实验前将玻璃管里灌满水银，目的是使玻璃管倒置后，水银上方为真空。如果里面的气体没有排净，实验测得管内外水银面的高度差将变__小__。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度，不是指倾斜管内水银柱的长度，因此，实验中使管倾斜后，管内水银柱长度__增加__，而水银柱的竖直高度__不变__。
实验结果：最早测量大气压值的实验是由意大利科学家__托里拆利__完成的，他测出的大气压的值相当于__76__cm高的水银柱产生的压强。即1标准大气压＝__76__cm高水银柱产生的压强＝__1.013×105__Pa。
学点三 大气压的变化规律
实验：自制一个如图9－3－15所示的气压计，并拿着它从楼下到楼上(或从山下到山上)，观察玻璃管内水柱高度的变化情况。
图9－3－15
问题1：大气压随高度的增加会__减小__，因此从楼下到楼上(或从山下到山上)，高度__增加__，外界大气压强__减小__，而瓶内气压__不变__，瓶内压强__大于__瓶外大气压，使玻璃管内水柱__升高__。
问题2：在海拔3000 m以内，大约每升高10 m，大气压减小__100__Pa。
问题3：(1)大气压与天气的关系：一般情况下，__晴__天比__阴__天气压高，__冬__季比__夏__季气压高。
(2)沸点与气压的关系：一切液体的沸点都随气压的__减小(增大)__而__降低(升高)__。
第 九 章 压强
第3节 大气压强
方式一 【情景导入】
魔术表演——覆杯实验：可配播视频《大气压强实验——杯子吸纸片》(见光盘视频资源)。
事先取两个相同且干净的透明玻璃杯，其中一杯倒满清水(学生不一定能够发现两杯的不同)。
(1)如图9－3－1甲所示，将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来(提醒学生注意观察)，放手后看到什么现象？(硬纸片掉下)
(2)如图乙所示，使用另一只装满水的玻璃杯，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？(硬纸片没有掉下来)再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看到什么现象？(硬纸片仍没有掉下来)
图9－3－1
通过观察奇妙的现象，集中学生的注意力并激发学生思考和探究的欲望。此时，用另一只手推动纸片，将水突然放出，创造激烈场面。
导入语：同学们，实验中硬纸片不会掉下来的原因是什么？
引导学生分析：当杯口朝下时，杯中的水和纸片都没有掉下来，说明有作用与水对纸片的压力相抵消，这个作用是空气产生的压强。在大气压强的作用下，托住了硬纸片。而当把杯口向各个方向转圈时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，即大气向各个方向都有压强。
追问：同学们，那为什么后来纸片掉下来了呢？带着这个问题，我们开始今天关于大气压强的探究。板书课题——《第3节 大气压强》。
方式二 【游戏导入】
相信香蕉会自己剥皮吗？下面就让你眼见为实。演示小游戏——会自己剥皮的香蕉。
(1)工具：一个香蕉、一个酒瓶、一些度数比较高的白酒(有酒精更好)。
(2)游戏步骤：如图9－3－2所示。
图9－3－2
拿一只稍微熟过头的香蕉，把末端的皮剥开一点备用；找一个瓶口能足以让香蕉进到里面去的酒瓶(当然选择满足条件的香蕉更容易一些——选一个能进到瓶里的香蕉)。在瓶子里倒入少量的白酒(或酒精)，用一根点着的火柴或燃烧的纸片把瓶内的酒精点燃，然后立即把香蕉的末端放在瓶口上，使瓶口完全被香蕉肉堵住，让香蕉皮搭在瓶口外面。
现象：你会惊奇地看到一个有趣的现象，瓶子像是具有了魔力，拼命地把香蕉往里吞吸，还发出声音。最后，香蕉肉被瓶子吸进去了，而香蕉皮却“自行”脱落，留在了瓶口。
设问：这是为什么呢？(这是因为燃烧的白酒耗尽了空气中的氧气，瓶子里的压力比外面的小了，因此，外面的空气把香蕉推进了瓶中。)这就涉及今天我们要学习的大气压强。
板书课题——《第3节 大气压强》。
方式三 【实验导入】
设计一个小实验：瓶吞鸡蛋。(或播放视频《吞鸡蛋实验》)
准备一个中医针灸用的小瓷罐和一个煮熟的去皮鸡蛋。把鸡蛋放在罐口，鸡蛋落不下去。现在把一块棉花用水粘在罐的内壁，用火柴将棉花点燃后，立即把鸡蛋放在罐口，注意观察有什么现象。
图9－3－3
实验现象：待火熄灭后，观察到鸡蛋慢慢被吸入瓶内。
导入语：这是怎么一回事呢？这是由于棉花燃烧使瓶内气压降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。想详细了解大气压强吗？好，那就进入我们今天的探究之旅吧。板书课题——《第3节 大气压强》。
探究实验：测量大气压
实验1：用吸盘和测力计测量大气压
如图9－3－4所示，将一个吸盘压在玻璃板上，然后用弹簧测力计拉，直到将吸盘拉起，读出弹簧测力计的示数F，再用刻度尺测出吸盘的直径d，算出吸盘的面积S＝，根据公式p＝＝计算，即可求出大气压强的大小。
图9－3－4
实验2：用注射器和弹簧测力计测量大气压
①先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
②用细绳拴住注射器的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图9－3－5所示，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数。
③测出注射器全部刻度的长度L。
④根据公式p＝＝(V为注射器的容积)计算大气压的值。
图9－3－5
[中考解读] 本节在中考中的常考内容是：①大气压的存在；②大气压的测量；③大气压的应用；④气压与沸点的关系。一般地，大气压的存在通过图片或事例来考查，考查题型一般为选择题、填空题。
[考点对接] 1.大气压的存在
[源起教材P39] 插图
图9.3－1 这些现象是大气压强引起的吗？
图9－3－6
例1 [济宁中考] 护士给病人输液时，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，如图9－3－6所示。这根“闲置”管是为了利用________。由于针头较细，为确保药液的流速，需要将药水袋提升到相对针管一般不低于1.3 m的高度，由此推算针管处受到的液体压强为________Pa。(ρ药液＝ρ水)
[答案] 大气压 1.3×104
[解析] 因为输液时，如果没有这根“闲置”的管，外部压强大于瓶内压强时，液体就无法输入到人体中，所以这根“闲置”的管是利用大气压使药液顺利流出的；针管处受到的液体压强p＝ρ药液gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.3 m＝1.3×104 Pa。
[考点对接] 2.大气压的测量
[源起教材P40] 演示(录像)
图9.3－3 托里拆利实验
例2 [滨州中考] 如图9－3－7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( )
图9－3－7
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
[解析] A 实验中玻璃管内水银面的上方是真空；玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持；大气压的数值等于这段水银柱产生的压强；实验时，玻璃管如果倾斜会使水银柱长度增加，但高度不变，不影响实验测量结果。
[考点对接] 3.气压与高度和沸点的关系
例3 高山上的大气压比平原上的要________，所以，水的沸点________(选填“高于”“低于”或“等于”)100 ℃，在这些地方用普通锅煮饭，往往不熟，可以采用高压锅来解决这个问题，因为______________________________。
[答案] 低 低于 高压锅是根据气压增大、液体沸点升高的原理制成的
[考点对接] 4.大气压的应用
[源起教材P42] 科学世界
图9.3－8 活塞式抽水机工作示意图
图9－3－8
例4 学过“压强”的知识后，某同学设计制作了如图9－3－8所示装置来抽水，当活塞上升到管口S后再继续上升，将发生的现象是( )
A．水从管口S不断流出
B．水面随活塞继续上升
C．水面将下降
D.上述三种情况都有可能
[解析] C 当活塞上升到管口后再继续上升，活塞将离开管口，活塞下水面将直接与大气接触，在大气压力作用下水面会下降。
材料一——笔杆上的小孔有什么功用
圆珠笔和墨水笔笔杆上，都有一个小孔，这个小孔有什么功用呢？
笔杆内都有空气，这些空气对杆内的油墨(或墨水)具有压力。如果笔嘴外的大气压和杆内气压相等，油墨就不会被压出来。如果笔杆没有小孔，笔杆内外的气压就有可能不相等，例如：人体的热能使笔杆内的空气温度升高，空气受热膨胀压力增大，就会把油墨压出来。乘搭飞机到高空时，机舱内的气压调得比地面的气压低(约为地面大气压的60%)。这时，笔杆内的气压比机舱内的气压大，就会把油墨压出来。
因此，笔杆的小孔是使杆内外的气压平衡，防止油墨从笔嘴漏出来。
材料二——静脉输液中的物理知识
图9－3－9
静脉输液时，要求在输液过程中，保持滴点的速度几乎不变。通过观察封闭式静脉输液用的部分装置，结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。
输液时，医生先将药液瓶倒挂，然后将通气管上的通气针插入，这时通气管与药液瓶内部连通，药液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多，通气管内的液面远比药液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好，然后将输液管通过针头与药液瓶内部相连。调节橡皮管上的夹子，药水就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内下落了。
首先，当插入通气管后，通气管内的液面远低于药液瓶内的液面是由于药液瓶内的空气是密闭的，当通气管和药液瓶内接通时，部分药液已进入通气管，这样药液瓶内部的液面就有所下降，瓶内空气的体积就会增大，压强就要减小。正是由于瓶内空气压强减小，小于外界大气压，所以导致了通气管内的液面与药液瓶内液面之间出现了上述的高度差。
其次，我们来分析输液时药液瓶内的压强情况。我们知道，液体压强是随深度增加而增大的，液体越深，压强越大，这样液流速度就越快。在输液开始后，药液瓶内的液面持续下降，瓶内空气压强减小，因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用，很快被压回到药液瓶内。当通气管(包括针头)内没有了药液后，其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及药液产生的压强；小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略有下降时，小液片就不再平衡，它让开一个“缺口”，气泡就冒上了瓶内空气之中。瓶内空气量增多，压强就稍有增大，通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。这样，在整个输液过程中，通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气压强的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。由于通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变，因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样，就对稳定滴点速度起到了积极作用。
材料三——大气压在人们日常生活中的应用
(1)高压锅：高压锅中封闭了空气，给高压锅内空气加热时，锅内气体压强增大，使锅内的水沸腾时温度更高，更容易煮熟食物。
(2)真空吸盘：依靠外界大气压将其压在墙上，可以挂东西。
图9－3－10
(3)拔罐疗法：中医中有一种玻璃罐，将其加热时迅速按在人体某部位，等罐内空气冷却后，会被外界气压按到皮肤上，此时用力拔下玻璃罐，会吸出人体内有害的毒血，有利于康复。
图9－3－11
材料一 笔杆上的小孔有什么功用
材料二 静脉输液中的物理知识
材料三 大气压在人们日常生活中的应用
