苏科版（2024）物理八年级下册 9.3 气体的压强 （课件）

压强和浮力三、气体的压强意想不到的作用1.知道大气压的存在，能解释与大气压相关的简单现象或问题。2.会估测大气压值，会分析相关实验中误差产生的原因。3.了解大气压的变化，知道大气压与海拔高度等多种因素有关，了解液体沸点与气压的关系。4.知道流体压强与流速的关系，会解释生活和生产技术中与此相关的现象或问题。大气压强 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？看一看 如图 9-19 所示，在易拉罐中注入少量水，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?想一想 将易拉罐压瘪的力来自哪里？为什么易拉罐在经历加热、封闭、冷却等过程后才被压瘪? 上述实验中，对易拉罐加热时，其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。 大量实验表明，大气对处在其中的物体有压强，这种压强叫作大气压强（atmospheric pressure），简称大气压。在日常生活中，有哪些实例能说明大气有压强？ 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 35.5 cm 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 9-20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。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 Torricelli，1608—1647）。他测出大气压值相当于 76 cm 高的水银柱产生的压强，约等于 1.0×105 Pa。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。 托里拆利实验简单而奇妙。如图 9-21 (a) 所示，在长约 1 m、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 9-21 (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 76 cm 时停止，如图 9-21 (c) 所示。这是为什么? 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 76 cm 高的水银柱。因此，大气压的值等于这段水银柱产生的压强。 在生产、生活中，通常用气压计测量气体的压强。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9-22所示。它的内部有一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，其波纹面发生形变，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。想一想 如图 9-23 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；在活塞上拴挂一个小桶，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? 议一议 将估测的大气压值与用气压计测得的气压值相比较，尝试分析造成差异的原因。大气压的变化 研究表明，大气压与海拔高度之间有一定的关系。海拔高度越高的地方，大气越稀薄，大气压越小。人们可根据测量的大气压值估算当地的海拔高度。 在同一地点，大气压也不是固定不变的。例如，季节和天气的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。 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。 大气压的变化与人们的生活和生产密切相关，你能举出哪些实例来说明？流体压强与流速的关系 飞机的发明帮助人们实现了遨游天空的梦想。是什么力量使飞机升空的呢？1.如图 9-25 (a) 所示，将纸条的一端按在嘴唇下方，沿纸面上方向前吹气。你看到了什么现象?2. 如图 9-25 (b) 所示，向悬挂着的气球的一侧吹气。你看到了什么现象?3. 如图 9-25（c）所示，两只小纸船浮在水面上，将注射器吸满水，通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水，这时两只纸船会怎样运动?1.纸条会向上飘起来。纸条上方气体流速大，压强小，下方气体流速小，压强大。2.气球向吹气的一侧运动。吹气的一侧气体流速大，压强小；另一侧气体流速小，压强大。3.两只船向中间靠拢，两船之间水流速度增大，压强减小。结论：流体的流速越大，压强越小。根据上述这些现象，你认为流体的流速对压强有什么影响？ 研究表明，流体的流速越大，压强越小。自然界和生活中许多现象都与这个规律有关。例如，高速列车进站时，车厢附近的气流速度大、压强小，若旅客距离车厢过近，可能会由于气压差而被推向列车，从而受到伤害。因此，高速列车进站时，旅客必须站在站台的安全线以内。 飞机能够腾空而起，其升力主要来自机翼。如图 9-26 所示，飞机飞行时，机翼具有的特殊形状，使得其上方气流较快、下方气流较慢，因而机翼下方空气的压强较大，于是机翼就获得了向上的升力。1. 如图 9-27 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？大气压的作用使饮料沿着吸管上升到嘴里。若将瓶口封住，则不能把饮料吸到嘴里。解析：用嘴将塑料吸管内的少量空气吸出时，管内空气的压强减小，由于瓶口是敞开的，外界的大气压大于管内气体的压强，饮料在大气压的作用下沿塑料吸管上升进入嘴里。当瓶口封住时，虽然嘴将塑料吸管内的空气吸出，但由于液面上方与外界不相通，没有了大气压的作用，因而不能将饮料吸上来。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 9-28 所示。纸和水为什么不会下落？试一试，并说明其中的道理。 瓶内灌满水后，用一张纸盖住瓶口，压紧后将瓶子倒置，瓶内没有空气，仅由瓶内的水对纸产生向下的压强，而瓶子外部的空气对纸有向上的压强，由于大气压远大于瓶中水对纸的压强，故水和纸都不会落下。3. 如图 9-29 所示，如何吹气可以使桌面上的硬币飞入盘中？ 试一试，并解释硬币能够飞入盘中的原因。 在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气，可使硬币飞入盘中，因为硬币上方的空气流速大于下方的空气流速，则硬币上方的气体压强小于下方的气体压强，硬而受到向上的压强差，即压力差，所以硬币能翻入盘中。 4. 如图 9-30 所示，从倒置的漏斗管口向下吹气，乒乓球会掉下去吗？试一试，并解释其原因。如图所示，从倒置的漏斗口向下吹气，乒乓球上方及两侧的空气流速变大、压强变小，而下方空气的流速小、压强大，在压强差的作用下,乒乓球不会掉下来。谢谢观看