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    10.3 气体的压强-苏科版八年级物理下册第十章《压强与浮力》PPT课件
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    初中苏科版气体的压强图片ppt课件

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    这是一份初中苏科版气体的压强图片ppt课件,共60页。PPT课件主要包含了大气压的测量,大气压的存在,导入新课,回忆生活中常见的现象,这是为什么,观察与思考,试一试,马德堡半球实验,大气压强,大气压的大小等内容,欢迎下载使用。

    三、气体的压强(第1课时)
    地球表面由大气层包裹,大气层是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体,是地球最外部的气体圈层,包围着海洋和陆地,大气层的厚度大约在1000km以上。
    液体产生压强是因为受到重力作用,并且具有流动性。大气层里的空气受到重力的作用,且具有流动性。那么,空气(大气)是否也会产生压强呢?
    1. 体验大气压强的存在
    观察图所示的实验.①在易拉罐中注入少量的水.②用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住.③撤去酒精灯,让易拉罐冷却。你观察到什么现象?这一现象说明了什么?
    观察到的现象是:易拉罐被压瘪.实验中在易拉罐中注人少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,罐中的水吸热汽化成的水蒸气将罐内的大部分空气排出;待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,密封在罐内的水蒸气放热液化成水,罐内的气压减小,罐外的大气压将易拉罐压瘪.
    用所给的器材,再设计一个证明大气有压强的实验,并实际做一做.器材:玻璃杯、水、硬纸片、矿泉水瓶、塑料吸盘、挂钩等.
    方案一:用两个小吸盘,按如图甲对接,用力挤压吸盘,然后拉开吸盘,拉开吸盘需要用较大的力.
    方案三:将热水灌入矿泉水瓶摇晃几下,倒去热水后迅速拧紧瓶盖,用自来水冲瓶子,可观察到矿泉水瓶被压瘪.
    方案二:将玻璃杯中装满水后,用硬纸片盖住杯口,然后把杯子倒过来,会看到纸不掉、水不流.
    方案四:将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内,然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口,观察现象。
    在日常生活中,还有哪些实例能说明大气有压强?
    在日常生活中,能说明大气有压强的实例:①钢笔吸墨水;②用吸管吸饮料;③医生用针筒抽药液等;④用吸盘式塑料挂钩挂物体;⑤用水泵抽水.……
    据记载,1654年的某一天,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、抽气机的发明者奥托·格里克,把两个直径为35.5cm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,如图所示。当这16匹马竭尽全力将两个半球拉开时,竟然像炮弹爆炸一样发出了巨大声响。这就是著名的马德堡半球实验。
    但是,如果把紧贴在一起、抽出空气的铜半球上的阀门拧开,让空气经阀门流入球内,那么只需用手一拉,就能把两个半球分开.
    2. 大气压及其产生的原因
    实验表明,大气对处在其中的物体有压强。这种压强叫作大气压强,简称大气压.
    因为大气受到重力的作用且具有流动性,所以大气内也和液体一样,任何一处向各个方向都有压强。
    【例题1】以下是物理教材中演示实验或示例图片,不能说明大气压强存在的是(  )
    A.橡皮膜外凸,证明液体存在压强,与大气压无关,A符合题意;B.图中,去壳熟鸡蛋吸进瓶内,是典型的“瓶吞鸡蛋”实验,瓶内气压减小,在大气压作用下,鸡蛋被压入瓶内,故B不符合题意;C.图中吸盘吸在墙上,是由于大气压作用的结果,故C不符合题意;D.图中,杯口的纸片不下落,是典型的“覆杯实验”,是大气压作用的结果,故D不符合题意。
    最早测量大气压的实验是由意大利科学家托里拆利(Evangelista Trricelli,1608年~1647年)完成的。他测出的大气压的值,相当于76cm高的水银柱产生的压强,约等于1.0×105Pa。人们通常把这样大小的大气压叫作标准大气压。实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是大气,因此,是大气压支持管内这段水银柱不落下,大气压的数值就等于这段水银柱所产生的压强。
    1标准大气压= 1.0×105Pa
    ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.②如图所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,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,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F(近似等于大气对活塞的压力).
    2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等.
    ③用刻度尺测出注射器刻度部分的长度l,用注射器的容积V除以长度l,可得活塞的横截面积 s=V/l.
    ④计算此时大气压的数值:
    (1)将估测的大气压值与标准大气压值进行对比,两者可能不同,原因是什么?
    ①注射器中的空气没有排干净因为我们选取的注射器虽然密封性能很好,在实验前也尽可能地将空气推出了注射器,但是难免有空气留在注射器中,如图所示,此时存留在注射器内的空气也必将对注射器的活塞有向外的作用力F",此时我们测量出的力F'=F-F",也就是说此时测出的力小于大气对活塞的压力,导致测得的大气压值偏小。
    ②活塞与注射器内壁间的摩擦力较大若活塞与注射器内壁间的摩擦力f 较大,如图丁所示,则此时我们测出的拉力F'=F+f,也就是说此时测出的拉力大于大气对活塞的压力,导致测得的大气压值偏大.
    (2)为尽可能减小测量误差,实验时应注意:①用蜡或橡皮帽封住注射器小孔时,要注意气密性.②要选用分度值小的弹簧测力计.③由于弹簧测力计自身受到重力作用,实验时应用另一只手托住弹簧测力计,使弹簧测力计和注射器都保持在水平方向上,从而提高实验的准确度.④由于活塞与注射器内壁之间有摩擦,实验时记下活塞刚开始向外、向内滑动时测力计的示数F1和F2,则大气对活塞的压力 F=(F1+F2 )/2.⑤如活塞与注射器内壁之间摩擦较大,可加少许润滑油.
    吸盘、弹簧测力计和刻度尺。
    (1)将蘸水吸盘放在平滑玻璃板上,挤压吸盘,排尽吸盘内的空气。(2)量出吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算出吸盘的截面积。(3)如图所示,用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘刚好脱离玻璃板面时,记录弹簧测力计的示数为F。(4)计算出大气压的值。
    2. 估测大气压的值(利用吸盘等器材)
    实验中测出的大气压值比实际气压要偏小,产生这一结果的原因是:吸盘内的空气不可能排干净。
    吸盘受到的大气压力与拉力是平衡力,二力平衡。
    【例题2】如图所示为小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。(1)利用刻度尺测量出___________________的长度l为10cm,即可算出活塞的横截面积为________cm2.(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p=__________Pa.(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F',则大气压值p'= ________(用题中出现的物理量符号表示).
    (1)注射器有刻度部分的容积V=2mL=2cm2,利用刻度尺测量出注射器有刻度部分的长度l=10cm,则活塞横截面积 S=V/l=2cm²/ 10cm =0.2cm²=2×10-5m2(2)如图所示,当注射器的活塞开始向左滑动时,活塞在水平方向上受到的向右的大气压力F0与向左的拉力F拉二力平衡, F0 =F拉=F=2.1N,大气压 p= F0 /S= 2.1N /2×10-5m2=1.05×105 Pa.
    (3)设活塞与筒壁间滑动摩擦力的大小为f,则当注射器的活塞开始向左滑动时,活塞在水平方向上受到的向右的大气压力F0 、滑动摩擦力f 和向左的拉力F拉三力平衡,F=F拉=F0+f … ① 当活塞向右刚要到筒内底部时,活塞在水平方向上受到的向右的大气压力F0与向左的拉力F'、滑动摩擦力f三力平衡, F'=F拉'=F0-f … ② 将①+②可得:
    ①测量大气压的仪器叫作气压计.
    如图所示,金属盒气压计的主要部分是一个圆弧形波纹金属盒,盒内空气已被抽出。为使金属盒不被大气压压扁,盒盖用弹性钢片向外拉着,气压改变时,波纹盒的厚度发生变化,使得固定在盒面上的连杆通过传动机构带动指针偏转,指示出气压的大小。氧气瓶上所用的压力表就是一种金属盒气压计。
    取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。
    即:P内=p大气压 + ρ水gh水
    在玻璃管内的底部取一液片“AB”,因为液片静止,所以 p内=p大气压+p水
    因为瓶内气压基本不变,即水对液片向上的压强 p内基本不变,所以当外界大气压强 p大气压降低时,h水变大。
    该气压计会受温度的影响,当温度升高时,瓶内气压P内变大,h水变大。
    ④自制气压计原理
    拿着自制气压计从一楼到五楼,记录并观察玻璃管内水柱的高度(即管内与瓶内水面的高度差)。
    现象:拿着自制气压计从一楼到五楼,会发现管内水面的高度差变大,说明大气压变小。
    ①实验器材:2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等.
    ②实验步骤:排进活塞内的空气;拉动注射器筒, 当活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F; 计算活塞的横截面积s=V/l.
    ③大气压的计算:p=F/s=FL/V
    ①马德堡半球实验、生活中与“吸”有关的实例等。②大气压:大气对处在其中的物体有压强,叫作大气压。 ③产生原因:大气有重力且具有流动性。
    ④气压计:测量大气压的仪器. 例如金属盒气压计。
    WHAT•WHY•WOW
    课外实践与练习——WWW
    1. 如图所示,用塑料吸管从瓶中吸饮料时,饮料是怎么被吸到嘴里的?若将瓶口封住,饮料还能被吸到嘴里吗?
    大气压的作用使饮料沿着吸管上升到嘴里。若将瓶口封住,几乎不能把饮料吸入嘴中。
    2. 在瓶内灌满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,水和纸都不会下落,如图所示。请你试一试,并说明其中的道理.
    由于大气压强比瓶中水产生的压强大很多倍,因而可托住纸片和瓶中的水.
    1. 如图所示,是某同学在做的一个实验,其中甲瓶铺层砂子,乙放入点燃浸过酒精的棉花;丙用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,过一会儿可看到鸡蛋将___________。这个实验也证实了_______________。
    点燃的棉花使瓶中的空气受热膨胀,一部分跑出瓶外,同时氧气也会被消耗,用鸡蛋封住瓶口后,随着温度降低,瓶内气压会进一步减小,小于外界的大气压,鸡蛋就会在大气压的作用下,被压入瓶中,这个实验证明了大气压强的存在。
    2. 如图所示,小明在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了, 这一现象说明了____________的存在。 注入少量水的目的是_____________________。易拉罐变瘪了也可以说明力可以使物体发生______。
    利用水汽化,排出空气 
    水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,气体压强减小小于大气压,大气压将易拉罐压瘪,易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。易拉罐受到大气压力的作用变瘪,说明力可以使物体发生形变。
    3.小暄用吸管喝盒装牛奶,喝到最后,他又用力吸了几下,奶盒就变成了如图所示模样,此时压扁包装盒的力是(  )A.大气压力 B.包装盒的重力C.手捏包装盒的力 D.牛奶对包装盒的压力
    A.用吸管喝牛奶到最后时,用力吸几下,吸掉了盒中的空气,盒外的大气压大于盒内的气压,将包装盒压扁,故A符合题意;B.包装盒重力方向竖直向下,不是压扁包装盒的力,B不符合题意;C.手捏包装盒的力是为了产生摩擦力,摩擦力与重力相互平衡,防止牛奶盒掉落,不是压扁包装盒的力,故C不符合题意;D.牛奶对包装盒的压力垂直向包装盒的四周和底部,使得包装盒向外凸出而不是压扁包装盒,故D不符合题意。
    4. 小明同学利用吸盘、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。(1)实验时将蘸水吸盘放在平滑玻璃板上,挤压吸盘,这样做目的是_______。(2)量出吸盘与玻璃板接触面的直径d,如图所示,用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数为F,则大气压的值可表示为p=__________。(3)小明又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向同方向拉吸盘,都测出了大气压的值,这说明________。(4)实验过程中,利用直径为2cm的吸盘和量程是0~20N的弹簧测力计_______(选填“能”或“不能”)完成实验,理由是_________。
    大气向各个方向都有压强
    大气压力太大,超过测力计量程.
    (1)实验时挤压吸盘,是为了把吸盘内的空气排出,让外界大气压大于吸盘内的气压。(2)忽略吸盘的重力,吸盘受到向上的拉力和向下的大气压力,这两个力是一对平衡力,所以根据上式可解得大气压强为 p=4F/πd2(3)把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向同方向拉吸盘,都有大气压,说明大气向各个方向都有压强。(4)如果直径是2cm,此时大气压力为 因为大气压力大于弹簧测力计的最大测量值,所以不能使用该弹簧测力计完成实验。
    5.如图甲,小明依据课本的实验方案测量本地的大气压值,所用一次性注射器的最大刻度为2mL。实验中记下弹簧测力计的示数为4.5N,注射器全部刻度的长度为4cm。①实验原理是______,根据实验数据计算出大气压强为_____Pa。②为判断实验结果的准确性,小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压,示数如图乙所示,其值为_________Pa。③对比两次实验结果,小明认为实验中存在下列原因,其中不可能的是___________。A.弹簧测力计的示数没有读准B.注射器中有空气未全部排尽C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大
    (1)实验原理是压强的计算公式,即 p=F/s 已知注射器的最大刻度为 V=2ml=2cm3=2×10-6m3 全部刻度的长度为L=4cm=0.04m 则注射器活塞的横截面积 s=V/L=2×10-6m3/0.04m=5×10-5m2 大气压强p=F/s=4.5N/ 5×10-5m2 = 9×104Pa
    (2)由“胎压计”指针位置可知,实际的大气压p′=100kPa=100×1000Pa=1×105Pa (3)如果活塞与注射器内壁间存在较大的摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大,而根据实验数据计算出的大气压强小于实际大气压,所以不可能是活塞与注射器筒壁间摩擦较大。故选C。
    6.如图所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来,接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm².(不考虑分子间作用力)(1)塑料片不掉下来说明了_______的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到_____Pa时,塑料片会掉下( g取10N/kg )。(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为8kPa时,塑料片就掉下了,请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释:______.
    (1)型料片受到竖直向下的重力和水的压力的作用,它不掉下来说明下方的空气对它有竖直向上的压力,即说明了大气压的存在,因为玻璃杯是柱形的,所以当它竖直放置时水对塑料片竖直向下的压力 F压=G水.据力与运动的关系和题意可如,当空气对塑料片竖直向上的压力 F(2)玻璃杯内出现一些气泡,表明有少量空气进入杯内,进入杯内的气体会产生气压,使塑料片上表面受到的压强增大,受到的压力随之增大,当钟罩内的气压还未减小至800Pa时塑料片就掉下来了。
    7. 物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小,他们拿来一个带挂钩的吸盘,将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面,用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下。如图所示,向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来,由此可得到大气压的大小。(吸盘挂钩及购物袋的质量忽略不计)
    (1)本实验主要的测量器材:__________、_________.(2)需要直接测量的物理量:_____________、___________.(3)大气压的表达式p=__________.(4)如果测出的大气压值比实际气压小,实验中可能存在的问题是_______________________________________.
    吸盘内的空气没有完全挤出(或吸盘漏气) 
    (1)实验原理是公式p=F/S,重物刚好拉下吸盘的力就是大气压对吸盘的压力,作用面积S则是吸盘的面积,故需弹簧测力计与刻度尺。
    (2)测量的物理量:所挂物体的总重即拉力F,吸盘的直径d;
    (3)表达式的推导:p=F/S=G/πr2=4G/πd2;
    (4)测量值偏小,可能吸盘内的空气没有完全挤出(或吸盘漏气) 等。
    八年级物理下册•苏科版
    坦克为什么能驶过沼泽地?铁路的钢轨为什么要铺在路枕上?潜水艇在水中为什么既能下潜又能上浮?飞机为什么能在空中飞行?让我们一起来寻找答案吧!
    三、气体的压强(第2课时)
    (1)小明查资料发现:在我国的青藏高原地区,有的哨所海拔五千多米,高原边防哨所战士用普通锅烧水煮饭,一般情况下很难煮熟,只能用压力锅煮饭。
    手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下吹气。猜一猜,两张纸将怎样运动?
    发现两张纸不但不分开,反而会靠拢.
    是什么力使得两张纸靠拢?
    1. 影响大气压值的因素
    (1)大气压随高度变化
    由于大气压是因为大气受到重力的作用而产生的,而大气密度不均匀,所以大气压随高度的增加而减小也是不均匀的。在海拔2km的范围内,可近似地认为高度每增加12m,大气压下降133 Pa.
    当离开地面的高度达到100km时,大气就变得极其稀薄了。
    ②人们可根据测量的大气压值,估算当地的海拔高度.
    珠穆朗玛峰的高度接近海拔9km,则其峰顶的大气压约为多少?相当于海平面上大气压的百分之几?
    珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为31kPa,相当于海平面上大气压的30%。
    金属盒气压计可制成高度计,因为大气压随高度的增加而减小,一定的高度通常有对应的大气压值,因此把金属盒气压计刻度盘上的气压值换成对应的高度值,就制成了高度计,可以测量山的高度.
    随着天气的变化,空气中水蒸气的含量不同,使空气的密度发生变化。一般来说,空气干燥时,水蒸气含量较少,空气的密度较大,气压较高;因此,晴天比阴雨天的气压高,冬天比夏天的气压高。
    (2)大气压随天气变化
    在同一时间,地球上两地间的气压不同会引起空气流动.气压差越大,空气流动越快,由此可形成不同级别的风.
    因为空气的平均分子量为29,水蒸气的分子量为18,在空气中含有较多的水蒸气时空气的平均密度就会减小,从而引起大气压降低.
    2. 标准大气压的数值
    由于大气压的值不是固定不变的,通常把76cm高的水银柱产生的压强称为标准大气压(1atm).
    1atm=1.0×105Pa.
    【例题1】某学校研究性学习小组查阅资料得到了地面附近的大气压强随高度变化的数据,如下表所示.
    (1)在图中作出大气压强随高度的变化图像。分析图像可以得出结论:____________________.(2)若某地的海拔高度大约是2.5km,请你利用图像判断出该地的大气压强为__________Pa.(3)该小组同学小华提出,我们可以利用本题中所用到的方法测定珠穆朗玛峰的准确高度。你认为_________(可以/不可以)。原因是______。
    大气压强随高度的增加而减小.
    大气压强随高度的变化不是成规律地变化.
    (1)根据测得的不同高度对应的大气压强值,在坐标系中描点,然后连接成平滑曲线,可得出大气压强随高度的变化图像,分析图像可知,大气压强随高度的增加而减小.(2)过横坐标2.5km作平行于纵轴的直线交图像于一点,再由交点作横轴的平行线与纵轴交点的纵坐标为75kPa,合7.5×104Pa.
    (3)分析表中数据及图像可以发现,在高度3000m以下,大气压强随高度的变化遵循一定的规律,即高度每增加1km,大气压强减小10kPa。但高度超过3000m,大气压强随高度的变化不是成规律地变化,因为珠穆朗玛峰的高度远远超过3000m,所以不可以利用题中所用的方法来测定它的准确高度。
    ①液体的沸点与液面上气压的关系 研究表明,液体的沸点与液面上的气压有关,气压减小时沸点降低,气压增大时沸点升高.
    四、液体的沸点与气压的关系
    气压越大,水的沸点越高
    水的沸点与大气压值的对照表
    在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上,大气压约为31000pa,水的沸点大约是70℃(69~75℃之间均可).
    可知水的沸点与大气压之间的关系是:
    因为海拔越高,大气压越低;气压越低,水的沸点越低;所以海拔高度越高,水的沸点越低。
    ②水的沸点与海拔高度的关系
    在我国的青藏高原,大部分地区水的沸点仅为84~87℃。有的哨所海拔五千多米,水的沸点在70℃左右 ,这样的温度,连面条也煮不熟。
    现代家庭普遍使用的高压锅,锅内气压能达到2atm,水的沸点能升到120℃,使食物更易煮熟。高压锅是利用密闭的锅盖,控制锅内的气压,进而控制液体的沸点的。如图所示,高压锅上有出气孔,出气孔上有安全阀,当锅内气压超过一定限度时,安全阀被顶起来,从出气孔中排出部分气体,使锅内气压降到安全范围内。
    工业上要提取纯酒精或熬蔗糖,由于它们的沸点低于水的沸点,所以要用低压锅;在医学上低温提取青蒿素也要用“低压锅”。低压锅和高压锅的制作原理基本一样,都是利用密闭的锅盖,控制锅内的气压,进而控制液体的沸点的;低压锅则不断向外抽气,使锅内气压保持在允许的范围内。
    【例题2】某小组同学在学习完“大气压强”之后,通过上网查阅资料知道:在海拨2km以内,每上升10m大气压强约减小100pa。还查阅到科学家在研究水的沸点和海拔高度之间关系时的相关数据,如下表所示:根据对资料中信息的分析,回答以下问题:
    ① 在海拔8848m的珠穆朗玛峰顶上,水的沸点大约是 ℃。水的沸点和大气压之间的关系 ;② 若某校操场处的大气压强为 p0 帕,该校实验楼的高度为Hm,则该实验楼楼顶的大气压强为 pa。
    大气压强越小,水的沸点越低
    ①由表格中的信息可知,当海拔为9000m时,沸点为70℃,在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上,水的沸点大约是71℃.②因为海拔高度越高,大气压越小,水的沸点越低,所以水的沸点和大气压之间的关系是:气压越大,沸点越高;③在海拨2km以内,每上升10m大气压强约减小100pa,则楼顶的大气压强为: p=p0 -H/10m ×100Pa=p0 -10H.
    【例题3】对沸腾的水停止加热,随即用注射器抽气(如图所示),我们将看到水又沸腾了。以下的物理现象中,与上述实验现象产生的原因不相同的是(  )A.从水中提取控制疟疾疫情的青蒿素时,为了防止高温的情况下药物被破坏掉,可以建议将提取药物的实验室建在高山上B.制药厂为从溶液中提取抗菌素,用加热的方法使溶液沸腾而去除水分,为了控制沸点在80℃以下,采取控制液面压强的方法,使压强低于标准大气压C.用纸盒盛水放在火上烧,水沸腾了,而纸盒却不会燃烧D.高山上用普通锅煮饭煮不熟
    注射器的活塞向外拉时,瓶内空气减少,气压降低,从而沸点就会降低,水又重新沸腾起来;说明水的沸点随着气压的减小而降低。A.将提取药物的实验室建在高山上,高山上海拔越高,气压越低;气压越低、沸点越低,所以在高原地区水的沸点低于100℃,防止高温的情况下药物被破坏掉,应用了沸点随着气压的减小而降低的原理,故A不符合题意。B.制药厂为从溶液中提取抗菌素,用加热的方法使溶液沸腾而去除水分,为了控制沸点在80℃以下,采取控制液面压强的方法,使压强低于标准大气压,应用了沸点随着气压的减小而降低的原理,故B不符合题意;C.用纸锅烧水时,纸锅、水开始吸热温度升高,当水达到沸点时,吸热开始沸腾,但温度保持不变,由于水的沸点远低于纸的着火点,所以纸锅不会燃烧,此现象产生的原因与沸点随着气压的减小而降低无关,故C符合题意。D.高山海拔高,气压低,水的沸点低于100℃,用普通锅煮饭,往往不熟,与沸点随着气压的减小而降低的原理相同,故D不符合题意.
    ①如图所示,将纸条的一端按在嘴唇的下方,向前吹气。你看到了什么现象?
    五、流体压强与流速的关系
    实验现象:把纸条的一端按在嘴唇的下方,向前吹气,观察到原来自然下垂的纸条竟然向上飘起,达到接近水平位置,并随气流抖动.
    (1)气体和液体都具有流动性,统称为流体.
    ②如图所示,向悬挂着的气球的一侧吹气。你看到了什么现象?
    实验现象:把气球悬挂起来,向气球的一侧吹气,你会看到气球会向吹气的一侧摆动,吹气的力度越大,气球向这一侧摆动的角度越大.
    ③如图所示,你能将硬币吹入盘中吗?
    实验现象:在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气,硬币就会向上“跳”起来,最后落入盘中.
    在上述实验中,哪里的压强大,哪里的压强小?哪里的流速大,哪里的流速小?气体的压强大小与流速的大小有什么关系?
    上述实验中的纸条、气球和硬币都向吹气的一侧偏移,说明它们吹气的一侧所受气体的压强小,而没有吹气的一侧所受气体的压强大.
    实验结论:流速越大,流体的压强越小.
    为什么三个玻璃管中的水柱高度不相同?
    请同学们观看视频演示实验——《液体压强与流速的关系》
    实验现象:三个玻璃管中的水柱不相同。
    水平管的粗细不同,水流动时,流量是相同的,故三段水平管中水的流速是不同的,粗管中的水流速v小,细管中的水流速v大。 水流动时,小竖管中水柱的高度不相同,根据液体的压强公式p=ρgh可知,各段水平管中水的压强不相同,粗管中水的压强大,细管中水的压强小。
    非洲草原犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,另一个则是隆起的圆形土堆。
    实际上,两个洞口的形状不同,决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风速度大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
    (2) 跑车的“气流偏导器”如图所示,有的跑车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀.跑车在高速行驶时,“气流偏导器”上方气流的速度小于下方气流的速度,上方受到的气压大于下方受到的气压,使跑车对地面的压力增大,跑车受到地面的摩擦力增大,跑车就不易翻车.
    (3)水翼船的升力水翼艇是指艇体下装有浸入水中的水翼的艇。高速航行时艇重完全由水对水翼产生的升力支持,使艇体全部离开水面,减少了水的阻力,故可达较高速度。水翼的作用原理与飞机的机翼相似。有的快艇仅首都装有水翼,使前部离开水面,后部仍在水面上滑行。常用作载客及军用。
    (4)火车站月台上有一条黄色警戒线,火车进站时人要站在黄色警戒线的外面.(5)打乒乓球时的弧圈球和踢足球时的香蕉球,都是靠球两侧的空气流速不同产生压强差而使球在空中做曲线运动的.
    此外,排气扇可将厨房内的油烟排到室外:淋浴器中冷、热水的自动混合,都是利用了流体压强与流速的关系.
    1903年,莱特兄弟在用风筝和滑翔机进行了成千次飞行之后,终于发明了带滑橇的“飞行者一号”双翼飞机,实现了人类第一次自主操作飞行,虽然当时飞行的最远距离只有260m,历时仅59s,但却开创了人类航空史的新纪元.如今,飞机已经是现代交通不可缺少的重要工具.
    为什么飞机在空中飞行不会掉下来呢?
    飞机的升力主要来自它的机翼,机翼截面的形状如图所示。飞机飞行时,气流从机翼的前缘开始分为上下两部分,由于机翼的特殊形状,使得上方气流比下方气流的流速大,所以下方空气的压强大于上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力。
    【例题4】如图所示的装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且_______管口喷出的水柱更高,原因是________________________.
    b管下方管径大,水流速度小,压强大,水柱喷得高.
    本题中由管口喷出的水柱的高度取决于水柱下方水流的压强,水流的压强取决于水流的速度,水流的速度取决于管径的大小。由于一定时间内,流过粗细不同水管的水量相等,所以细管中水流的速度大于粗管中水流的速度.
    【例题5】如图,两只气球自由悬挂在空中,下列做法能使两个气球间距离明显变小的是(  )A.用吸管对准B点沿垂直于纸面方向吹气B.用吸管对准C点沿垂直于纸面方向吹气C.用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球D.用丝绸摩擦过的玻璃棒从C点靠近气球
    A.用吸管对准B点沿垂直于纸面方向吹气B.用吸管对准C点沿垂直于纸面方向吹气C.用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球D.用丝绸摩擦过的玻璃棒从C点靠近气球
    A.用吸管对准B点沿垂直于纸面方向吹气,B处空气流速变快,压强变小,小于AC的压强,在压强差的作用下,两球向中间靠拢,间距变小,A符合题意;B.用吸管对准C点沿垂直于纸面方向吹气,C处空气流速变快,压强变小,在压强差的作用下,右边球向右移动,两球间距变大,故B不符合题意;C.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,带电体会吸引轻小不带电物体,橡胶棒从A点靠近气球,左边气球会向左移动,两球间距变大,故C不符合题意;D.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,带电体会吸引轻小不带电物体,玻璃棒从C点靠近气球右边气球会向右移动,两球间距变大,故D符合题意。
    【例题6】如图所示为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体压强变_______。已知球的质质为2.5g,竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5cm2,若不计管壁摩擦,当球下方和上方气压差为_______Pa时,球恰能上升;若考虑管壁摩擦,则需要_________乒乓球上方的风速。( g取10 N/kg )
    当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速变大,压强变小。若不计管壁摩擦,则球恰能上升时:ΔF=G,Δ p= ΔF/s= G/s = mg/s =(2.5×10-3 kg×10N/kg)/12.5×10-4m2 =20pa若考虑管壁摩擦,则球恰能上升时:ΔF ' =G+f, ΔF ' > F , Δp ' > p 即p下- p上' >p下- p上 所以 p上' < p上,故需要增大乒乓球上方的风速.
    液体的沸点与气压的关系
    ①液体的沸点与液面上气压的关系: 液体的沸点随着液面上的气压的增大而升高.
    ②水的沸点与海拔高度的关系: 海拔高度越高,水的沸点越低。
    ①流体压强与流速的关系:在气体和液体中, 流速越大,流体的压强越小.
    ①大气压随高度变化。海拔越高,大气压越小。②大气压随天气变化。 ③标准大气压 1atm=1.0×105Pa。
    ②应用:飞机的升力。机翼上、下表面气流 速度不同,存在压强差,产生升力。
    3. 用一个矿泉水瓶和两根吸管制作一个“口吹喷雾器”.
    可制成如图所示的简易喷雾器(注意:瓶子不能密闭).
    4. 如图所示,从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球会掉下来吗?请解释其原因.
    如图所示,从倒置的漏斗口部向下方吹气,乒乓球两侧上方空气的流速大、压强小,而下方空气的流速小、压强大,所以在下方空气向上的压强作用下,乒乓球被压向漏斗颈部,从而不会掉下来.
    1. 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C. 伞上方的空气流速等于下方 D. 伞上方的空气流速小于下方
    雨伞基本上是上凸下平的形状,有大风时,雨伞上方气流速度大,压强小,存在一个向上的压强差,因而会产生一个向上的力,把雨伞“吸”上去。
    2. 制作简易气压计,发现大气压随高度的变化。(1)如图所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度,但高度不够,应该____________________,使水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱___________,说明:__________。
    (1)高度不够说明瓶内气压和瓶外大气压的压强差小,所以我们可以通过向瓶内吹气,增大瓶内压强,使水柱上升。 (2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,空气密度变大,外界大气压强变大,玻璃管中的水柱会下降,说明大气压随高度降低而升高。
    说明大气压随高度降低而升高.
    3.手握两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气,如图所示,实验中能观察到的现象是两张纸互相_______(选填“远离”或“靠近”)。这个实验说明流体的流速越大的地方流体的压强越_____(选填“大”或“小”)。以下现象中不能用此原理解释的是_____。 A.在地铁站台上设置安全线B.在茶壶盖上制作一个小孔C.并排行驶的轮船不能靠得太近D.草原犬鼠的空调洞穴
    当向两张纸中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小;纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠近,说明气体流速越大的地方压强越小。
    A.列车运行时,带动周围的空气一起运动,站台上车与人之间的空气流速变大,使人与车之间的压强变小,容易将人推向列车,发生危险,能用流体压强与流速关系解释,故A不符合题意;B.若茶壶盖上没有留有小孔,壶中水倒掉一部分后,空间增大,气体压强减小,当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候,壶中的水将倒不出来;因而在壶盖上打一小孔,与空气相通,是利用大气压,故B符合题意;C.平行航行的两船间水的流速大、压强小;而另一侧水的流速小、压强大,故在内外压强差的作用下,两船会发生碰撞,所以并排行驶的两船不能靠的太近,能用流体压强与流速的关系解释,故C不符合题意;D.草原犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆,有风经过时,相同时间内,经过平的时速度小,压强大;经过凸的时,流速大,压强小,洞中出现压强差,使空气顺利进入洞穴,能用流体压强与流速的关系解释,故D不符合题意。
    4.下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是(  ) A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起C.图丙所示高铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车D.图丁所示飞机升力的产生原因
    A.对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;B.底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B符合题意;C.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,所以人必须站在安全黄线以外的区域候车,能用流体压强与流速的关系来解释,故C不符合题意;D.相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故D不符合题意。
    5.如图是北美草原犬鼠洞穴的示意图,它有两个出口,当风吹过隆起洞A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风,下列有关洞内风向分析正确的是(  )A.风总是A口吹入,B口吹出B.风总是B口吹入,A口吹出C.风总是A、B口同时吹入D.无法确定
    流体压强与流体流速的关系为:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。当风吹过隆起洞A表面时,风速较大,A洞表面压强小;吹过平坦洞口B时,风速较小,压强大,这两个洞口形成的压强差使风总是B口出入,从A口吹出,故B正确,ACD错误。
    6. 如图所示是大气压随高度变化的情况,可知大气压随高度的增加而______(选填“增大”“减小”或“不变”);珠穆朗玛峰顶的气压是______pa;从海平面到海拔6km的高度,每上升2km时,大气压减小值____________。(选填“不变”、“越来越大”或“越来越小”)
    由图可知,高度越高,大气压越低,大气压随高度的增加而减小。珠穆朗玛峰顶的气压是3.2×10-4pa;从海平面到海拔6km的高度,每上升2km时,大气压减小值分别为:213pa、180pa、150pa,可见,大气压减小值越来越小。
    7.1912年秋天,当时世界上最大的轮船之― “奥林匹克号”在全速前进,另一艘比它小得多的霍克号军舰,沿着与它几乎平行的方向疾驶,两船最近相距100m左右。一件令人吃惊的事发生了:霍克号突然偏离自己的航道,向奥林匹克号直冲过来。最后,两船剧烈相撞,霍克号把奥林匹克号撞出了一个大洞。请你用物理知识解释这一事故发生的原因。
    两船平行急速行驶时,两船间水流速度大,压强小,船外侧水的压强大于内侧水的压强,存在压强差,因而有压力差,使得两船相撞。
    这根“闲置管”是在输液过程中,当瓶内气压减小时,在_______的作用下使空气进入瓶内。如果是在海拔较高的地方输液,需要适当_______(选填“增大”或“减小”)药水瓶的高度。
    8.我国“新冠疫情”已经得到控制,在党的关下,我国实行免费接种新冠疫苗。接种疫苗的注射器针尖做得很尖细是用____________的方法来增大压强;国外新冠病毒仍在肆虐,如图是护士给确诊病人的输液装置,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根“闲置”的管通过瓶盖扎进瓶内药水中,管口朝上“敞开”在空气中,如图所示。
    在压力一定时,减小受力面积可增大压强。接种疫苗的注射器针尖做得很尖细,是用减小受力面积的方法来增大压强。 加个“闲置”的管后,当瓶内液体流出使得瓶内压强减小时,瓶口压强小于瓶外气压,在大气压的作用下使空气进入瓶内。 气压随海拔的升高而变小,在海拔较高的地方输液,为了增大药液的压强,使其大于血压,药液流入血管,需要适当增大药水瓶的高度。
    ①建立表格,将图的信息记录在该表格内。②小明外出旅游发现:在山下购买的瘪瘪的密封零食袋,在高山顶上会鼓起来。请根据图的信息解释现象。
    9.下图表示了大气压强从海平面到高空的变化情况。
    根据图片中大气压强从海平面到高空的变化情况,设计压强随着高度变化的关系表格如图。由于大气压随高度增加而减小,所以山顶上的气压比山脚下的气压低,而密封的零食包装袋内气压不变,当袋内的气压大于外部大气压时,包装袋则会鼓起来。
    10.在观看“十一国庆”阅兵仪式时,有同学注意到到:①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;②飞机越大其机翼越大。他想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有什么关系?”(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)于是,他和兴趣小组的同学们一起利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,将其固定在测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机起飞时的气流,实验装置如图所示(每次吹风前托盘测力计的示数均为3.5N).
    (1)每次实验数据记录如上表,在实验中,当机翼仰角为0°,机翼面积为395cm2时,机翼获得升力的大小为______;
    (1)在实验中,“机翼”获得升力的大小等于吹风前后测力计示数的变化量,由图可知,每次吹风前托盘测力计的示数均为3.5N,当机翼仰角为0°,机翼面积为395cm2时,吹风后的托盘测力计的示数为3.0N,所以,机翼获得升力的大小为 F升= F前- F后=3.5N-3.0N=0.5N
    (2)在上述实验中,飞机是如何获得升力的?_______;
    (2)由图可知,机翼上凸下平,用电扇迎面吹风时,机翼上方的空气流速大于下方的空气流速,由流体压强与流速的关系可知,机翼上方的空气压强小于下方的空气压强,这样机翼的上下方形成向上的压强差获得向上的升力。
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