物理八年级下册（2024）气体的压强教学ppt课件

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想一想地球被厚厚的大气层包裹着。大气是否也会像液体那样对处在其中的物体有压强呢？
第三节 气体的压强
1. 知道大气压的存在；了解大气压的一些应用。2. 知道测量大气压的方法，会估测大气压的值。3. 了解大气压的变化。4. 了解液体的沸点与压强的关系及其应用。
1. 大气压强.2. 大气压的测量.3. 大气压的变化4. 课堂总结.5. 实践与练习.6. 综合提升训练.
1. 实验探究：体验大气压的存在
【看一看】观察图所示的实验。在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯加热，待水沸腾后撤去酒精灯，并随即用湿纸巾封住易拉罐开口。片刻后，你观察到什么现象？【现象】易拉罐被压瘪。
【想一想】将易拉罐压瘪的力来自哪里?为什么是在经历加热、封闭、冷却等过程后才被压瘪?【分析】上述实验中，对易拉罐加热时，内部的高温空气和水蒸气向外排出；易拉罐被封闭并冷却后，其内部气压减小，外部的大气压就将它压瘪。
（2） 活动二用所给的器材，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。
实验1：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。
实验3：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。
实验2：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。
实验4：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。可观察到鸡蛋被“吸”入瓶内。
活动总结：大气对处在其中的物体有压强的作用。
（1）概念（2）产生的原因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。
大气压强：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。
一切吸液体的过程都是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程。
（3）日常生活中大气压强存在的实例
①用吸管吸饮料；②用针筒抽药液；③吸盘。
④垃圾清扫车；⑤吸盘搬运车玻璃；⑥“拔火罐”。
据记载，1654年的某一天，德国马德堡市市长、抽气机的发明者格里克，把两个用铜做成的直径约为35.5cm的空心半球紧贴在一起，抽出其中的空气，然后用两队马（每队各8匹马）才将两个半球拉开，如图所示。这就是著名的马德堡半球实验。该实验不但证实了大气压的存在，而且表明大气压非常大。
视频演示——《生活中的大气压》
【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 B. 鸡蛋吸进瓶里 C. 吸盘吸在墙上 D. 覆“杯”实验
A B C D
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。
大 气 压 的 测 量
最早通过实验测量大气压的是意大利科学家托里拆利（Evangelista Trricelli，1608～1647）。他测出大气压值相当于76cm高的水银柱产生的压强，约等于1.0×105Pa。在物理学中，人们通常把这样大小的大气压称为标准大气压。
1标准大气压= 1.0×105Pa
（1）实验过程托里拆利实验简单而奇妙。加图（a）所示，在长约1m、一端开口的细玻璃管中注满水银（排出管内的空气），用手指堵住管口，将其倒插在水银槽中，如图（b）所示。
放开堵住管口的手指，管内水银面下降，直到与水银槽中水银面的高度差约为76cm时停止，如图（c）所示。这是为什么?
（2）实验分析管内水银面的上方是真空，对水银面没有压强，而管外水银面的上方是空气，通过水银槽中的水银，对管内水银产生向上的压强，维持了76cm高的水银柱。因此：
大气压的值等于这段水银柱产生的压强。
演示实验——《大气压的测量》
3. 物理学家—埃万杰利斯塔•托里拆利
意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛罗伦萨。托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手，1642年继承伽利略任佛罗伦萨学院数学教授。
托里拆利的首要发明是水银气压计，为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。托里拆利还发现了托里拆利定律，这是一个有关流体从开口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液体射出的速度等于重力加速度与液体高度乘积的两倍的平方根。
在生产、生活中，通常用气压计测量气体的压强。
（1）空盒气压计气压计的种类很多，测量大气压常用的是空盒气压计（又称金属盒气压计），如图所示。它的内部有个表面为波纹状的金属盒，盒内接近真空。大气压作用于金属盒，其波纹面发生形，并通过传动机构推动指针偏转，从表盘上即可读出大气压的值。
（2）水银气压计在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。
【想一想】 如图所示，将注射器的活塞推到注射器筒的前端，用橡皮帽封住注射器的小孔；在活塞上栓挂一个小桶，然后向桶里逐渐增加重物，直至活塞刚好被拉动。想一想：这时活塞所受的拉力与大气对它的压力有什么关系? 用这一装置来估测大气压，需要测量哪些物理量?怎样测量?
【做一做】器材：20mL的注射器（含橡皮帽）、小桶、重物（如沙子）、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳等。 操作与分析：（1）当活塞刚好被拉动时，停止向小桶中添加重物。测量小桶和重物的总重G，根据二力的平衡可知，活塞在竖直方向所受的大气压力与小桶和重物的总重力大小相等。即大气对活塞的压力F=G。（2）测出注射器上有刻度部分的长度l，用注射器的容积V除以长度l，可得活塞的横截面积S。（3）由 p=F/S 计算大气压的值：
（1）注射器内部空气无法排尽注射器顶端装针头处空气无法排尽，注射器内还会有一定气压，对活塞产生向下的力F内部 ，这样活塞在竖直方向上受到三个力而平衡： F大气=G物+F内部 G物是小桶与重物的总重力，F大气是大气对活塞向上的压力，则 G物F大气 所以测得的大气压会偏大。
（2）活塞与注射器内壁间的摩擦力较大
【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：
【例题3】如图所示是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法正确的是（　　）A．玻璃管倾斜后会影响实验测量结果B．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气C．大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强D．因为大气压大于玻璃管内这段水银柱产生的压强，所以水银柱不会落下
A．水银柱产生的压强跟水银柱的高度和水银的密度有关，与玻璃管倾斜、玻璃管的粗细无关，故A错误；B．在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气，使大气压等于水银柱产生的压强，故B错误；C．当玻璃管上方为真空时，大气压等于水银柱产生的压强，所以玻璃管外大气压等于760mm水银柱产生的压强，故C正确；D．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，故D错误。
大 气 压 的 变 化
1. 大气压与海拔高度的关系
在玻璃瓶内装入适量带颜色的水，用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气，使细塑料管内水面上升到瓶口以上。最后，在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的变化。
根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。
对玻璃管内的水柱进行压强分析，如图所示：瓶内外的气压差支撑着水柱，即瓶内封闭气体的压强等于大气压和管内外水柱高度差产生的压强之和。 p内=p大气压+p水 因为瓶内气压 p内基本不变，所以当外界大气压强降低时，玻璃管内水的高度会变大。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。
（2）自制气压计的测量原理
当外界大气压强 p0 降低时，玻璃管内水的高度h水会变大。
（3）大气压与高度的关系①实验探究将整个装置放在电梯中进行实验，观察水柱的高度与楼层的关系。使电梯从一楼到高层楼，观察并记录水面的变化情况。
下表是某一次实验中的数据，分析数据，可得到什么结论？
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。结论：大气压随高度的增加而减小。
演示实验——《用自制气压计观察大气压随高度的变化》
大气压随高度增加而减小。在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。
在珠穆朗玛峰的峰顶，大气压只有3.2×104 Pa。
③大气压随海拔高度的升高减小的原因 大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。
人们可根据测量的大气压值估算当地的海拔高度。如果无液气压计的刻度盘上标上的是高度，就变成了高度计。因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。
2. 大气压与季节和天气有关在同一地点，大气压也不是固定不变的。例如，季节和天气变化也会引起大气压的变化。因此，人们常将气压变化的信息作为天气预报的依据之一。3. 风的形成与大气压在同一时间，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，由此形成不同等级的风。
4. 液体沸点跟压强的关系
在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，可以看到水又重新沸腾起来。想一想，这是为什么？
现象分析：将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部时，烧瓶中的水蒸气液化，气压降低。会看到水重新沸腾，说明瓶内水的沸点降低了。
实验结论：水的沸点与水表面上方的气压有关，气压降低，沸点降低，气压升高，沸点升高。
演示实验——《停止沸腾的水浇上冷水后会怎样》
（2）水的沸点与气压值对照表
观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系：气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。在海拔8848m的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是70℃（69~75℃间），这样的温度，连面条也煮不熟。
在标准大气压下，水的沸点100℃.
海拔 4 000 多米的高原地区，水的沸点会降到 90 ℃以下，食物不易煮熟。因此，生活在高原地区的人多选用高压锅来烧煮食物。高压锅的密封性能良好，锅内气体压强能达到两个标准大气压，水的沸点可升高到 120 ℃，更易煮熟食物。
研究表明：液体的沸点与液面上方的气压有关。气压减小时沸点降低，气压增大时沸点升高。
【例题4】如图所示，在小瓶里装一些带颜色的水，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，从管子上端______（选填“吸”或“吹”）入少量气体，就制成了一个简易的气压计。小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度_______（选填“上升”或“下降”），水对容器底的压强_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。实验过程中还发现，用手握住瓶的上面有气体部分时，玻璃管中水柱会上升，于是他猜想：质量一定的气体压强可能与_______有关。
为了使瓶内气体的压强大于外界大气压，使水沿着玻璃管上升到瓶口以上，以便于观察，因此在玻璃管穿过橡皮塞插入水中后，从管子上端吹入少量气体。把气压计从山脚带到山顶，瓶内空气的压强稳定不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的高度会上升。当管内水柱的高度增大时，水深增大，由p=ρgh可知，水对容器底的压强变大。用手握住瓶的上面有气体部分时，瓶内气体的温度升高，压强增大，在瓶内气压的作用下细玻璃管内水柱会上升，故可猜想：质量一定的气体压强可能与温度有关。
【例题5】寒假期间小吴同学和父母去西藏旅游，旅游期间细心的小吴同学发现一个有趣的现象，用普通的锅煮不熟面条，他回想起了物理老师做过如图所示的实验，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置， 再用_______（选填“冷水”或“热水”）浇烧瓶的底部，可以观察到水重新_______；通过该实验小吴同学终于明白了在高原地区普通锅煮不熟面条的道理，其道理是：_________________。
沸腾
在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，用冷水浇烧瓶底部，烧瓶中液体上方的水蒸气遇冷液化，液面上方气压降低，水的沸点降低，水重新沸腾。高原地区地势高，大气压低，水的沸点随之降低，因此当水沸腾时，水的温度不够高，所以高原地区普通锅煮不熟面条。
课 堂 总 结
①大气对处在其中的物体有压强，这种压强叫作大气压强。②产生原因：大气受重力，且具有流动性。③存在现象：马德堡半球实验、吸饮料、吸药液等。①托里拆利实验：首次测出大气压的大小p0=p水银。 ②标准大气压：相当于76cm高的水银柱产生的压强。 约为p0=1.0×105Pa ③气压计：水银气压计、空盒气压计。④估测大气压：大量程弹簧测力计、注射器、小桶、刻度尺等。①大气压与高度的关系：海拔高度越高，大气压越小。②大气压与季节和天气有关。③液体的沸点与液面上方气压的关系： 气压减小，沸点降低，气压增大，沸点升高。
1. 如图所示，用塑料吸管从瓶中吸饮料时，饮料是怎么吸到嘴里的？若将瓶口封住，饮料还能吸到嘴里吗?
用塑料吸管从瓶中吸饮料，减小了吸管内的压强，饮料在大气压的作用下被压到嘴里；若将瓶口封住，饮料液面与大气不相通，则饮料不能被吸到嘴里。
2. 在瓶内灌满水，用一张纸盖住瓶口，压紧后将瓶子倒置，如图所示。纸和水为什么不会下落？试一试，并说明其中的道理。
纸片和水没有下落，是因为受到外界大气压对它们向上压力的作用。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。
综 合 提 升 训 练
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。
（2）是_______支持玻璃管内的水银柱不会落下； （3）1标准大气压能支持_____ cm高的水银柱；（4）做托里拆利实验，测出的大气压值比当时大气压强的准确值要小一些，原因可能是_________。
3. 如图是托里拆利实验的规范操作过程，关于该实验。 （1）实验中玻璃管内水银面的上方是_______，管外水银面的上方是空气；
真空
玻璃管上方混有少量空气
（1）利用托里拆利实验装置测量大气压时，开始要在水银管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证管内水银上方为真空。（2）玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持的。（3）托里拆利实验测出了大气压强的值，1标准大气压的数值是1.01×105 Pa，相当于76cm水银柱产生的压强。（4）做托里拆利实验时，运用了平衡法——大气压大小等于水银柱产生的压强，在测量水银柱时，要测量高度即竖直距离，而不是长度；玻璃管的粗细、是否倾斜、是否弯曲，不影响水银柱的高度；而玻璃管中混入了空气，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，所测高度将变小。
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。
（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 ）。
5．如图所示，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）
（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：______.
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。
（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