第九章复习 大气压强和流体压强.docx

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第九章复习大气压强和流体压强

大气压强和流体压强

适用学科

初中物理

适用年级

初中二年级

适用区域

人教版

课时时长（分钟）

60

知识点

1.大气压强2.流通与压强的关系

教学目标

一．知识与技能

1、知道大气压强

的存在，产生的原因，特点，标准大气压的值、单位。

2、知道测量大气压强的方法——托里拆利实验。

3、了解大气压与高度的关系、流体压强与流速的关系。

[来源:

Z§xx§k.Com]

4、知道大气压的作用。

二．过程与方法 

1、观察与大气压强有关的现象，感知它的存在。

2、观察托里拆利实验，弄清标准大气压的大小。

 3、探究人类生活和生产如何利用大气压强。

三． 情感态度与价值观

1、培养实事求是的科学态度。

2、通过对大气压强应用的了解，初步认识科学 技术对人类生活的影响。

教学重点

大气压强的存在与测量

教学难点

感受大气压的存在，并用大气压强解释有关现象

教学过程

一、复习预习

学习预习本节课的知识点并引导学生回答下列问题

一、大气压强

1、举出至少3个列子说明大气压强的存在。

2、托里拆利实验：

水银柱的上方是，管外水银面的上方是，是支持馆内水银柱不下落，大气压的数值就等于这段水银柱所产生的。

实验中测得水银柱的高度是，大气压值是：

，这样的气压叫做标准大气压。

此试验若用水来做，水柱有多高？

怎么算？

3、侧大气压的仪器叫。

分为两种，即和。

会读气压计。

4、高压锅的工作原理：

。

5、了解气压与水的沸点的关系：

例如：

一烧瓶内的水已经被烧沸，移去酒精灯，瓶塞盖好，在不加热的情况下，怎么可以使水从新沸腾？

两种方法。

二、流体流速与压强的关系

1、关系：

2、飞机的升力是怎么产生的？

二、知识讲解

课程引入：

大气压强是重要的物理现象，它与人们的生产、生活密切相关，考查的重点是大气压的测定方法、注重考查学生用大气压解释简单现象及明确大气压强的变化和应用。

根据流体的压强与流速的关系解释生产、生活中的现象（如火车站台设安全线、飞机机翼、龙卷风摧毁房屋、水流抽气机等）是考试中经常出现的问题，出现的题型有：

选择题、填空题或简答题。

气体压强计、流体压强与流速的关系在实际生产、生活中的应用将是热点问题。

考点1　大气压强

（一）大气压现象

1．产生：

由于空气受到重力作用。

注意：

由于气体能流动，因而空气内部朝各个方向都有压强。

2．定义：

大气对浸在其中的物体的压强。

3．证明其存在的例子：

马德堡半球实验、钢笔吸墨水、覆杯实验、瓶口吞鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖上的吸盘等等。

注意马德堡半球实验不但说明了大气压强的存在，而且还说明大气压很大。

（二）大气压的测量．

1．托里拆利实验

（1）方法：

①拿一根大约lm长的一端封闭的玻璃管，在管内灌满水银；

②用食指堵住开口的一端，把管竖直倒立在水银槽里，放开食指，管内水银面就下降；

③管内水银面不再下降，用刻度尺测出水银柱的竖直高度，这个水银柱产生的压强就等于大气压。

注意：

托里拆利实验中，玻璃管上方为真空。

（2）讨论：

①如果管倾斜，水银柱的长度变长，但竖直高度不变（如图甲和丙）。

②改变管的粗细，管内水银柱竖直高度不变（如图甲和乙）。

③管内混入了空气，水银柱竖直高度减小。

注意托里拆利实验，选用水银而不选用其他液体。

因为水银是常温下密度最大的液体，如果换周其他液体，则在同样情况下，所用的玻璃管就必须很长，如果用水来做这个实验，则须大约10米高的水柱才能产生如此大的压强。

2．其他工具：

汞气压计和空盒气压计。

比较汞气压计和空盒气压计

区别

汞气压计

空盒气压计

优缺点

测量精确，携带不方便

携带方便，测量结果不是很准确

用途

气象站测大气压

制成高度计，在登山时，测高度

1标准大气压=1．013×105帕

1标准大气压相当于760mm汞柱产生的压强，相当于10．3m水柱产生的压强。

（三）大气压的变化

1．随高度变化：

大气压随海拔高度增大而减小。

注意通常在海拔两千米以内，每上升12米，大气压就减小1毫米汞柱，即l33帕，根据这个道理，飞机上的高度表实际上就是一个无液气压计（空盒气压计），只不过它的刻度是高度而已。

易错点大气压不能用

虽然大气压是由于大气受重力而产生的，这一点与液体压强类似，但大气密度不均匀，因此不能用上述公式来计算大气压。

2．随季节、气候、天气变化：

一般情况下，冬天的气压比夏天高，晴天的气压比阴天高。

易错点大气压随气候变化的范围较小。

3．随气体体积的变化：

在温度不变时，一定质量的气体，压强越大，体积越小，压强越小，体积越大。

在日常生活中有着广泛的应用，如打气筒、抽气机、空气压缩机等。

（四）液体沸点与气压

1．关系：

液体的沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高。

2．应用：

高压锅

（五）大气压的应用

（1）活塞式抽水机：

通过活塞在圆筒中上下往复运动，不断把水抽上来；

（2）离心式水泵：

通过叶轮高速转动，不断将泵壳里的水甩出水管。

注意

（1）两种抽水工具都不是将水抽上去，而是靠大气压压上去的，因为大气压有一定限度，所以水在抽水机中上升的高度也有一定限度。

（2）在通常情况下大气压压水的最大高度约10米，这就是我们所说的吸水扬程。

然而有的离心式水泵可以将水抽到数十米的高处，这主要是由于离心式水泵利用高速旋转的叶轮将水甩出去的，利用惯性它的出水扬程可达数十米，甚至更大，这主要取决于带动它转动的电动机功率的大小。

考点2　流体压强与流速的关系

（一）流体

定义：

我们把能够流动的物体叫做流体，例如：

液体和气体。

（二）流体压强和流速的关系

1．关系：

流体在流速大的地方压强较小，流速小的地方压强较大。

2．实例

（1）气体

如图所示，把一纸条放在嘴边，用力从纸条上方向前吹气，纸条就会向上飘起来。

这是因为在纸条上方吹气，纸条上方的气流流速大，纸条下方的气流流速小。

纸条向上飘动，说明上方流体的压强小，下方流体的压强大，于是就推着纸条向上运动。

（2）液体

打开水龙头，使自来水流过如图所示的玻璃管，由于一定时间里流过A、B、C处的水量是相等的，而曰处的水管较细，所以B处的流速一定比A、C两处的流速大。

从图中可以看出B处竖直水柱的高度较小，表示B处的压强较小。

（三）飞机机翼的升力

产生原因：

如图所示，飞机的机翼形状类似鸟的翅膀形状，下方平上方凸起。

当气流迎面吹来时，在相同的时间内上方气流经过路程大于下方气流的路程，因此上方气流流速较大，压强较小，下方流速较小，压强较大。

机翼上、下表面受到了不平衡力的作用，向上的力大于向下的力，二者合力是向上的，便是我们所说的升力。

三、例题精析

【例题1】

【题干】人吸气时，肺的容积增大，肺内空气压强变小，______将外部空气压入肺内。

用高压锅（如图所示）煮食物容易煮熟，原因是压强越大，水的沸点______。

【答案】大气压　越高

【解析】人吸气时，肺的容积增大，肺内空气压强变小，肺内气压小于外界大气压，大气压将外部空气压入肺内。

液体的沸点随气压的升高而增大，高压锅内气压大、沸点高，所以煮食物容易煮熟。

【例题2】

【题干】有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，如图所示，由于“气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧形凸起，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气速度______（选填“大”或“小”），此时，上方空气压强比下方空气压强________（选填“大”或“小”），这样，“气流偏导器”受到一个向________（选填“上”或“下”）的压力差，从而使车轮抓紧地面。

【答案】小　大　下

【解析】由于气流偏导器下方凸起，当气体在相同时间内经过偏导器上下方时，导致下方气体的压强小，上方气体的压强大，产生一个向下的合压强，即气流偏导器受到一个向下的压力，使跑车与地面间的压力变大，从而抓紧地面。

【例题3】

【题干】如图所示的实验现象所揭示的原理或规律所对应

的应用技术不正确的是（　　）。

【答案】B

【解析】选项A中的实验现象说明：

在压力一定时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显。

雪橇就是利用这个原理在实际生活中的应用，选项A正确；选项B中的实验现象说明：

液体压强与深度的关系，水柱越高，水柱产生的压强越大。

而家用喷雾器的原理是：

活塞在中间小圆筒中运动，会使里面的气体流动，压强变小，而别的地方的压强不变，就会有压强差，然后压力差就把药水压了上来。

所以选项B所揭示的规律所对应的应用技术不正确；选项C中所揭示的原理是：

液体压

强随深度的增加而增大，潜水服就是利用这一原理制成的；选项D实验现象证明了大气压强的存在，用两个皮碗将玻璃板吸起来就是利用大气压强的作用。

【例题4】

【题干】

（1）托里拆利测量大气压强值实验如图甲所示，当时的大气压强等于______mm高的水银柱所产生的压强。

（2）某地大气压强为1×105Pa，作用在0.02m2面积的大气压力为________N。

（3）如图乙，将薄纸片置于下唇底部，沿着纸片的上表面吹气，纸片升起，可知吹气过程空气对纸片上表面的压力__________下表面的压力（选填“大于”“等于”或“小于”），证明气体压强与流速的关系是______________。

【答案】

（1）750

（2）2×103（

3）小于　流速越大、气体压强越小

【解析】解析：

（1）水银柱的高是指真空端水银面到水银槽内水银面之间的距离，图中为750mm。

（2）由

p＝

得F＝pS＝1×105Pa×0.02m2＝2×103N。

（3）纸表面上方空气流速快，压强小，压力小，气体压强随其流速增大而减小，随流速减小而增大。

【例题5】

【题干】洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了，他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了，如图所示，为此他突然联想到所学过的大气压知识，于是，洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案：

【方案设计】

（1）用刻度尺测出吸盘的直径D；

（2）将吸盘四周沾上水，挤出里面的空气压在光滑的水平地面上；

（3）用力竖直往上拉吸盘柄，直到吸盘脱离地面，根据经验估测拉吸盘所需拉力的大小；

（4）计算出当地大气压强。

【评估交流】洋洋同学说：

我们的实验原理是______，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强。

瑞瑞同学说：

在操作过程中，我发现存在______、________等问题，尽管操作规范，但估测的结果误差较大，洋洋认真思考后，同意了瑞瑞的意见，然后，他们继续一起探讨如何改进方案，尽量减少测量误差。

根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况，请你回答，洋洋和瑞瑞测出的大气压强p＝________（用字母表示）；实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水，这样做的目的是______________________。

【答案】p＝

；　吸盘中的气体挤不干净（不是真空）；　拉吸盘所需力的大小估测偏差大；　

；　防止外面的气体进入吸盘；　气压计（托里拆利实验）

【解析】用吸盘估测大气压值时，根据压强公式p＝

可知，只要我们将吸盘排净空气压在光滑地面上，测出拉脱吸盘所用的力F以及吸盘的直径D，即可求出大气压强的大小p＝

。

但在操作过程中，一是不可能将吸盘内的空气排净而形成真空，二是不能准确地测量出拉脱吸盘所需的力的大小，所以造成较大的误差；要想准确测量，可用气压计直接测量或根据托里拆利实验来进行测量。

【例题6】

【题干】高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为

，限压阀质量为

，限压锅顶部面积为

（已知大气压强

）

（1）写出液体沸点与气压的关系；

（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；

（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。

【答案】

（1）气压越大，液体的沸点越高；

（2）使用高压锅时锅内气体的最大压强p=

；

（3）锅内气体对锅盖最大压力的增加量△F′=

mg．

【解析】

（1）液体的沸点与大气压的关系：

液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低。

（2）已知大气压强

，内底面积为S，出气孔横截面积为

，限压阀质量为

，限压锅顶部面积为

则大气压力

=

，限压阀重力G=

g，

当限压阀刚要被顶起时，受力平衡，此时压力F=

+G=

+

g，

出气孔横截面积为

，锅内气体最大压强

p=

p=

（3）锅内气体对锅盖最大压力的增加量

△F=△p（S﹣S0）=

（S﹣S0）=

mg﹣mg

锅体对锅盖的最大作用力增加量为△F′=△F=

mg﹣mg

因为S远大于S0，所以△F′=

mg

四、课堂小结

1.大气压强

（1）定义

大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或者气压。

（2）产生的原因

大气受重力并且具有流动性。

（3）大气压的存在

著名的马德堡半球实验及其他小实验都表明大气压存在，并且很大。

（4）大气压的测量：

①用托里拆利实验测量大气压：

由实验知，大气压强跟玻璃管内水银柱产生的压强相等，所以测出玻璃管内水银柱的高度，利用公式p＝ρgh即可算出大气压强的值。

②用气压计可直接测出大气压的值：

常见的气压计有水银气压计、金属盒气压计等。

（5）标准大气压：

标准大气压＝1.013×105_Pa。

（6）大气压的变化：

大气压是变化的，同一地点的不同时刻大气压不同；同一时刻的不同地点大气压不同，大气压随高度的增加而减小。

2.流体压强与流速的关系

（1）流体压强与流速的关系

在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。

（2）飞机的升力

飞机运动时，机翼上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，在机翼的上下表面产生了压强差，从而使飞机获得了向上的升力。