北师大版八年级物理下册 第八章 压强与浮力第四节 大气压强（课件）

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第四节 大气压强情境导入 我们生活在地球周围的大气层中，气体也像液体一样具有流动性，同时也受到重力的作用。那么，大气是否也像液体那样在它的内部存在压强呢？新课探究观察与思考下图所示的情景说明了什么？甲 用大号注射器将塑料瓶中的空气抽出来，是谁把塑料瓶压瘪了？乙 水没有从杯中流出，是谁托住了纸片？有大气压向上托着纸片瓶内部气压小于外部大气压在大气压的作用下饮料瓶变瘪。丙 小试管不下落反而上升，这是谁的作用？丁 注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来？管中的水在重力的作用下流出，而小试管在管外大气压的作用下套入大试管。一、大气压强的存在想想看，生活中还有哪些实例能说明大气压强的存在？ 最先证实大气压强存在的典型实验是马德堡半球实验。马德堡半球实验 早在1654年，德国马德堡市市长奥托·格里克就在马德堡市公开表演一个著名实验——马德堡半球实验。他把两个直径为30cm铜质空心半球紧紧地扣在一起，用抽气机抽出球内的空气，然后用16匹马向相反方向拉两个半球，结果费了很大的劲才把它们拉开。点击画面播放视频二、大气压强的测定 既然大气中也存在压强，那么大气压强到底有多大呢？用什么方法可以测出它的数值呢？托里拆利（1608-1647）意大利物理学家、数学家 世界上最先较精确测量出大气压值的科学家。点击画面播放视频 （1）取一根长约1m、一端封闭的细玻璃管，将玻璃管灌满汞； （2）用手指堵住管口将玻璃管开口朝下倒插在汞液槽中； （3）放开堵管口的手指，让管内的汞流出。 经测量，管内外汞柱面的高度差约760mm。 当往水银槽中倒水银使水银槽中的水银面上升，可以看到玻璃管中的水银面也跟着上升，并且玻璃管内外水银面之差还是760mm。 当用手将玻璃管向上提，玻璃管上移，水银柱却还是保持760mm。 当玻璃管竖直倾斜时，我们可以观察到水银柱还是保持760mm。当换用大的玻璃管做同一个实验时，我们还可以观察到大玻璃管内外水银面之差还是760mm。 原来，灌满汞的玻璃管内部没有空气。随着汞柱的下降，管内汞液的上方形成真空。正是管外汞面上受到的大气压强支持着玻璃管内 760mm 高的汞柱。 也就是说，此时的大气压强跟 760mm 高的汞柱产生的压强大小正好相等。760毫米所以大气压强的数值为p = ρgh =13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m ≈1.01×105Pa。这个数值大约相当于10N的压力作用在1cm2的面积上产生的压强(如图所示)。通常把这样大小的大气压叫做标准大气压。气压计：测定大气压的仪器水银气压计金属盒气压计（又称无液气压计）三、影响大气压的因素1.气体体积与压强的关系 气球被脚一踩，它的体积变小，球内气体的压强增大，会将球皮压破。 打气时，当打气筒的活塞下移一些后，筒内的气体体积减小，压强增大，所以活塞越向下压越费力。三、影响大气压的因素1.气体体积与压强的关系结论： 在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小，它的压强就增大；体积增大，它的压强就减小。2.大气压与海拔高度的关系结论：海拔越高，空气越稀薄，大气压越小。点击画面播放视频大气压强的变化：（1）大气压随高度的增加而减小，在海拔3km以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。（2）大气压除了受高度的影响外，还受天气、季节的影响。（3）在体积不变的条件下，一定质量的气体，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。观察与思考这些液体为什么会从下向上流动？ 在以上实例中，由于“管”中液面上方的空气体积增大，压强减小，“管”外的液体在大气压强的作用下，被压入“管”中，从而沿“管”上升。 人们根据这样的原理，制造了活塞式抽水机和离心式水泵。 图中是活塞式抽水机和离心式抽水机的工作示意图，你能对照这两幅图说出它们的工作过程吗？四、大气压与人类生活的关系活塞式抽水机离心式抽水机课堂小结大气压强大气压强的存在测量大气压：托里拆利实验（大气压等于760mm高的汞柱产生的压强大小）影响大气压的因素气压计大气压与人类生活的关系随堂练习1.如果做托里拆利实验时，不用水银而用水，玻璃管至少需要多长？通过计算说明，为什么用水银而不用水做托里拆利实验？解：根据公式p=pgh，当大气压强为准大气压p0时，能支持的水柱高度为h水=p0/p水g=1. 01×10⁵Pa/1×10³kg/m³×9.8N/kg≈10.31m。显然，若用水来做托里拆利实验，要测出大气压强的值，实验中所用的玻璃管的长度要超过10m，这样长的玻璃管在操作过程中是很不方便的，所以用水银而不用水做托里拆利实验。2.房顶的面积是45m2，大气作用在房顶上的压力有多大？这么大的压力为什么没有把房子压塌？解：由 得大气作用在房顶上的压力F=pS=1.01×105Pa×45m2=4.545×106N大气对房顶向下的压力虽然很大，但房子内部的空气对房顶产生同样大的压力，内外压力相平衡，因此房子不会被压塌。3.如图所示的玻璃瓶中装有水，如果瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密，人能否将瓶中的水吸入嘴中？如果向管中用力吹气，停止吹气后会发生什么现象？为什么？解：瓶子密封时，不能把水吸入口中。如果向管中用力吹气，停止吹气后，水会从管中涌出。这是因为当向管中用力吹气时，增大了瓶内水面上方的气体压强，水面上方的气体压强大于外部的大气压强，故停止吹气后，水会被压出。4.如图所示，用喝酸奶的塑料管或较粗的麦管等，把一只杯子中的水取出一些，滴到另一只杯子中。请试试看，你的手先后有哪些动作，为什么？解：先将两端开口的塑料管插入有水的杯中，使部分水进入塑料管，然后用手指堵住塑料管的上口移入另一杯中，最后松开封住管口的手指，水就会流入杯中。当手指堵住塑料管口从水杯中移出塑料管时，有少部分水从塑料管口流出，使得塑料管上部被堵住的气体压强减小，直至这部分气体的压强与管中的水柱的压强之和等于大气压为止，当松开手指后管内的水所受向上、向下的大气压相等，在重力作用下水流出。5.物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用所学的物理知识测量山的高度。若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小△p，且山下的大气压强为p0。他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。到达山顶后，他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行了如图所示的实验(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)。(1)为了测量山顶的大气压强，你认为实验中应测出的物理量有______________________；(指出物理量的名称并用相应的符号表示)(2)山顶的大气压强p=___________；(用所测量的物理量及已知量表示)(3)山的高度h=________________。(用所测量的物理量及已知量表示)注射器带刻度部分的长度L；活塞刚开始滑动时弹簧测力计的拉力F10(p0V-FL/V△p)FL/V