物理第八章 压强8.3 大气压强与人类生活教学演示课件ppt

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怎样知道大气有压强怎样测量大气压大气压与人类生活跨学科实践 研究航天服
深度理解由于空气受到重力的作用，且具有流动性，故地球上的物体单位面积上受到的大气压力，在数值上等于大气压强。1654 年，德国马德堡市市长做了著名的马德堡半球实验，证明大气压不仅存在，而且很大。
2. 其他证明大气压存在的实验
拓展提高利用抽气机和真空罩证明空气有压强将塑料吸盘贴在玻璃真空罩里，用真空泵抽气，一段时间后，塑料吸盘掉下。这是因为吸盘外侧没有了空气产生的压强，吸盘便不能贴在物体的表面。
3. 大气压产生的原因水有重力，对浸在里面的物体有压强，如图1 所示，生活在水中的鱼受到水的压强。空气也有重力，对浸在里面的物体也有压强。如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋，我们就生活在大气海洋的底部，大气对我们产生很大的压强。
总结归纳：(1)大气压强：由大气产生的压强，简称大气压。大气压很大。(2)大气压产生原因：空气受到重力的作用，而且能够流动，因而空气内部向各个方向都有压强。(3)证明大气压存在的实验：马德堡半球实验等。
关联思考怎样使大气压强“原形毕露”？
大气压虽然普遍存在，但在日常生活中如果不善于观察，却并不能感到它的存在，这是因为研究对象两侧同时受到大气压的作用，其作用效果相互抵消，不能表现出来，要想使大气压“原形毕露”，必须要削弱某一侧的气压，使物体的两侧产生压力差，其作用效果就会明显显现出来。生活中人们常常采用排空气法和加热法来产生压力差。
[模拟·东莞]下列图中的事例发生，不是由大气压引起的是( )
解题秘方：大气压强的存在可以用实验来证明，我们学过的实验中有：马德堡半球实验、瓶吞鸡蛋实验、覆杯实验等。
解析：点燃瓶内酒精棉，并迅速将鸡蛋放在瓶口，瓶内气压减小，在外界大气压作用下，鸡蛋被压入瓶中，故A 不符合题意；纸托水杯，纸因为受到大气压对其向上的“支持”力不会掉下来，水不会流出，故B 不符合题意；橡皮膜凸出，因为液体对容器底部有压强，不是由大气压引起的，故C 符合题意；吸盘能吸在墙上是由于受到大气的压力，是由大气压引起的，故D 不符合题意。
1. 用空易拉罐来体验大气压强的存在， 下列操作能达到目的的是( )A. 用手捏易拉罐，易拉罐变瘪B. 用重物压易拉罐，易拉罐变瘪C. 让易拉罐从高处下落撞击地面， 易拉罐变瘪D. 用注射器抽取密封空易拉罐中
1. 利用注射器测量大气压
关联思考为什么不能用p=ρgh 计算大气压值？
关联结果大气分布不均匀，越到高空，空气越稀薄，密度越小，同时大气层的顶端没有严格界限，因而地表附近某点大气深度也无法知道，故不能用p=ρgh计算大气压。
2. 托里拆利实验测量大气压
(2)理论分析如图2 所示，设大气压为p0，设想在管内与管外汞相平处取一液片AB，由于液片AB 静止不动，作用在液片AB向下和向上的压力相等，即F下=F上，向下的压力是在液片AB 上方的汞的重力产生的，即F下=G=ρ汞ghS，式中S 为液片的面积。
向上的压力是由于大气压产生的，即F上= p 大气S，又因为F 下=F 上，则p 向上=p 向下,p 大气=p 汞=ρ汞gh=1 3.6×103 kg/m3×9 .8 N/kg×0.76 m ≈ 1.01×105 Pa。
深度思考 实验中为什么不使用水，而用汞液做这个实验？
(3)探究汞柱的高度差是否会变化
思想方法理想模型法在推导大气压等于管中汞柱产生的压强时，在玻璃管和汞液槽中交界面处，假设有一个液体构成的薄片，它的厚度为0，称为液片AB，由它静止时受力平衡可以推出大气压等于液片上方汞柱产生的压强。液片AB即为理想化的模型。
思想方法转换法测量大气压利用液片静止时，大气压等于汞柱对液片的压强，将大气压转换成汞柱的压强进行测量。
关注细节(1)水银柱高度是指管内外水银面的竖直高度差；(2)汞会挥发汞蒸气，汞有毒，注意安全。
3. 气压计 测定大气压的仪器。
总结归纳：(1)大气压的值：1 个标准大气压(atm)=760 mm 高水银柱产生的压强=1.01×105 Pa。(2)常见的气压计：无液气压计、汞气压表。
[中考·枣庄]如图3 是测量大气压强的实验装置，玻璃管长约1 米，槽内装有水银。
下列说法正确的是( )A. 将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜，玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mmB. 若将玻璃管向上提2 cm，但玻璃管口仍在槽内水银面以下，则玻璃管内外水银面高度差变为780 mmC. 在实验中，若玻璃管内混入少量空气，所测的大气压值偏大D. 将此装置从山脚移到山顶，管内外水银面高度差变大
解题秘方：在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面的高度差是由外界大气压的大小决定的，只要外界大气压不变，在玻璃管顶端真空的情况下，管内外水银面的高度差不会改变。
解析：在测量过程中，由于外界的大气压不变，则支持的水银柱的高度不变，如果玻璃管倾斜，管内水银的长度会变长，但内外水银面的高度差不变，故A 正确；玻璃管内外水银面的高度差是由外界大气压的大小决定的，若将玻璃管向上提2 cm，但玻璃管口仍在槽内水银面以下，不会影响玻璃管内外水银面的最终高度差，则玻璃管内外水银面高度差仍为7 6 0 mm，故B 错误；
若玻璃管内混入少量空气，空气会对水银柱产生向下的压强，抵消了大气压的部分作用效果，玻璃管内外水银面高度差将变小，则所测的大气压值偏小，故C 错误；因为大气压随高度的升高而降低，故将此装置从山脚移到山顶，管内被托起的水银将下降，即管内外水银面高度差减小，故D 错误。
2. [模拟·淮安] 物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值。
(1)若选用图乙中注射器B，当弹簧测力计被拉到最大值时，活塞仍没有滑动，则应该换用注射器_____来进行实验。
(2) 操作步骤如下：a. 将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器小孔，读出注射器容积V；b. 将弹簧测力计在竖直方向上校零，拉环固定在墙壁上，钩子与注射器活塞相连，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，记下弹簧测力计的示数为F；
c. 用刻度尺测出_________________的长度为L；小庆指出步骤中的错误是：________________________，这样测得的大气压______(填“大于”“小于”或“等于”)实际大气压。
弹簧测力计在竖直方向上校零
1. 大气压值与高度的关系(图4)
总结归纳：大气压值随高度增加而减小。海拔越高，大气压减小得越慢。
2. 高压锅(1)水的沸点与气压的关系
巧记口诀高度增加气压小,沸点跟着气压跑，冬天气压变得高,阴天气压又变小。
拓展延伸如图5所示的离心式水泵是利用大气压把水从低处“抽”向高处的。如图6所示的高压氧舱是一种临床治疗设备。
拓展延伸一定质量的封闭气体，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大。
[跨学科 学科综合]某制药厂在制药时，为了从药液中提取抗生素粉剂，采用加热的方法使水沸腾除去水分，但要求药液的温度必须保持不超过80 ℃，下列方法可行的是( )A. 用微火加热使其沸腾B. 缩短加热时间C. 降低容器内的气压，使药液的沸点低于80 ℃D. 增大容器内的气压，使药液的沸点低于80 ℃
液体的沸点与液面上方的气压有关。
解题秘方：根据沸点的影响因素分析判断。
解析：1 个标准大气压下水的沸点为100 ℃，要求药液在不超过80 ℃的温度下沸腾，只有减小液面上方的气压，才能使水的沸点降低。
3. [立德树人传统文化模拟·苏州]如图①和②是战国时期的青铜汲酒器取酒要经历的过程，要完成这两个过程，手指的操作分别是( )A. ①摁住方孔，②摁住方孔B. ① 摁住方孔， ② 松开方孔C. ① 松开方孔， ② 摁住方孔D. ①松开方孔，②松开方孔
1. 活动内容 研究航天服，了解我国航天服的结构、功能、性能以及发展历程。2. 活动小组成员 同班同学。3. 活动前的准备工作 了解近期我国的航天大事记。
跨学科实践 研究航天服
4. 需要展开的研究活动(1)上网查阅我国研制的航天服相关参数文献资料，将“飞天”新一代舱外航天服作为一个典型案例，分工合作梳理出以下几点：航天服的功能和性能是什么？它的结构是怎样的？它有哪些分类？它的发展历程是怎样的？与历代航天服相比，它进行了哪些方面的改进等？
(2)再次分工合作，将航天服相关的汇总资料按照物理、生物、化学、材料等方向进行分类。(3)了解一些新材料的特点及其应用对人类生活和社会发展的影响，了解我国航天技术的新成就。
5. 研究活动后续在课堂进行成果展示与交流：将航天服相关的汇总资料采用文字、图片、图表、视频等多种形式呈现成果，制作演示文稿在班上进行展示交流，对自己在活动中的表现及收获进行自我评价，与其他同学进行互评。
知识链接本次跨学科实践活动的目的与意义：通过对航天服的研究学习，学会用综合性、跨学科思维分析问题，培养科学思维与创新能力，形成正确的科学观念。了解一些新材料的特点及其应用对人类生活和社会发展的影响，了解我国航天技术的新成就，发扬勇攀科技高峰的精神，增强强国的责任感和使命感。本次活动用到的研究方法有文献研究法、案例分析法、调查法、比较研究法、定量分析法、定性分析法、经验总结法等。
[教材改编题]2024 年12 月17 日21 时57 分，神舟十九号航天员乘组身穿我国自主研制的“飞天”舱外航天服圆满完成首次出舱活动。他们这次出舱活动的时间达到了9 个小时，不仅再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录，也打破了美国保持的世界纪录。
舱外航天服具有保湿、保温、供氧、维持压力、防止各类射线的伤害、维持人体水盐平衡、遥测通信等功能，并配有背包式生命保障系统，以保障航天员的舱外作业。小宇对航天服开展了一项物理研究，以下是部分内容，请用所学知识帮他补充完整：
(1)航天服应该用密度______、隔热性______的气凝胶等材质来制作。
解题秘方：根据航天服的特性作答。
解析：密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来制作航天服。
(2)航天服的手套上面布满橡胶颗粒，使航天员在执行任务时更容易抓取工具，这是利用增大_______________的方法来______摩擦的。
解题秘方：压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
解析：手套上面布满橡胶颗粒，使航天员在执行任务时更容易抓取工具，这是利用增大接触面粗糙程度的方法来增大摩擦的。
解题秘方：1 个标准大气压约为105 Pa，据此作答；再利用p=ρgh 计算相应的水柱高度。
(4)如图7 甲所示，航天员通过面窗观察胸前设备时，会有视野盲区，所以设计人员在航天服手臂上配有一块反光镜，通过反光镜看到胸前设备上的文字如图乙所示，航天员看到的“近”字，在设备上应是图丙中的______(填“①”“②”或“③”)。
解题秘方：根据平面镜成像特点解答。
解析：航天服手臂上配有一块反光镜，反光镜相当于平面镜，通过反光镜看到胸前设备上的文字如图乙所示，航天员看到的“近”字，和设备上的字上下一致，左右相反，故选②。
4. 航天服内有许多物理知识，对此，小丽做了一个简单梳理：(1)航天员在上飞船前，要先换上舱内压力航天服。若返回舱密封性被破坏，舱内气压骤降，航天员体内的液体会剧烈汽化，出现“体液沸腾”的危险现象，这是因为__________________________。而穿上舱内压力航天服可以避免这种危险现象的出现。
舱内气压降低，体液沸点降低
(2)航天员特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋，像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的______(填“大小”“方向”或“作用点”)，使肌肉得到张紧，避免肌肉萎缩。
(3)如图是我国研发的舱外航天服，航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区，工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜，使航天员可以通过镜子看到按钮，解决视线受阻的问题，造成“视野盲区”的原因及安装两个小面镜所应用的物理知识分别是(　　)A. 光的直线传播，光的反射B. 光的折射，光的反射C. 光的直线传播， 光的折射D. 光的反射，光的折射