第09讲 大气压强【寒假自学课】2022年八年级物理寒假精品课（人教版）

第09讲 大气压强（原卷版） 【学习目标】 1.了解大气压强的存在； 2.认识托里拆利实验，知道大气压强的大小； 3.知道大气压强特点； 4.了解大气压强与社会生活中的应用。 【基础知识】 一、大气压强的存在 1.实验探究：大气压强的存在 示意图 过程和现象 原因原因分析 加热装有水的易拉罐，水开后密封易拉罐，冷却后易拉罐变瘪 用嘴吸去管内的空气，就能喝到饮料 盛满水的杯子紧盖一个硬纸片，倒置后，纸不掉，水也流不出来 【探究归纳】 人们生活中地球大气中，大气对浸在其中的物体有压强。 2.大气压强：像液体一样，大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。 3.大气压强产生的原因：地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力，因此对浸入大气的物体产生压强，同时因为大气具有流动性，因而大气内部向各个方向都有压强。 4.大气压强的特点 （1）大气向各个方向都有压强； （2）在同一高度向各个方向的压强相等。 5.平时感受不到大气压存在的原因 大气压在我们周围时刻存在着，但我们却没有感受到，这是因为人身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡。 ▲拓展培优 最早证明大气压存在的实验 1654年，在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制的空心半球合在一起，抽去里面的空气，用两只马队向相反的方向拉两个半球。当两队的马匹共达到16匹时，才将两个半球拉开。马德堡半球实验不仅最早证明了大气压的存在，而且说明了大气压强很大。 二、大气压强的测量 1.托里拆利实验 测量方法 将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住（如图甲所示），然后倒插在水银槽中（如图乙所示）。放开手指，管内水银面下降到一定高度时不再下降，这时管内外水银面高度差约为760mm，水银处于静止状态（如图丙所示）。 实验过程 丁图，玻璃管倾斜，水银柱长度变长，但竖直高度差不变 实验分析 玻璃管上端为真空，没有大大气压，管外水银面的上方是空气，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下 实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即p大气=p水银=ρ水银gh 交流讨论 我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压，用字母p0表示。 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的，所以该实验被称为托里拆利实验。 2.对托里拆利实验的认识 （1）玻璃管中要充满水银，不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气，由于这部分空气也有压强，管内水银面的高度差会变小，使测得的大气压强值会偏小。 （2）水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管内水银柱的长度，所以实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果。 （3）做托里拆利实验时，不易选用粗管，原因是：①耗用水银多；②不容易堵住玻璃管口，易漏气。 （4）管内水银柱的高度与大气压的大小有关，而与管的粗细、长度、形状等无关。 （5）玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍微向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。 （6）若在管的顶端开一小孔，则玻璃管和水银槽构成连通器，管中液面会下降，最终管内外液面相平。 教材深挖 托里拆利实验用水银而不用其他液体的原因 水银在常温下是密度最大的液体，在同样的大气压下，需要的玻璃管较短，如果换用其他液体，加入用水来做托里拆利实验，由实验原理可得ρ水银gh水银=ρ水gh水，则。可见，实验时需要约11m的玻璃管，这是很难操作的。 3.气压计 （1）定义：测量大气压的仪器叫做气压计。 （2）分类：水银气压计和无液气压计（金属盒气压计等）。 ①水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁竖立一个刻度尺，读出水银柱的高度即可知道当时的大气压，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，常用于气象站和实验室。 ②金属盒气压计：又叫无液体气压计。如图所示，其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的，大气压变化时，金属盒受力发生变化，与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化，固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变，如果刻度盘上标的是高度差，该仪器就成了登山用的高度计。 金属盒气压计及其工作原理示意图 （3）生活中的气压计：除测量大气压外，汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。 ▲拓展培优 测量大气压的其他方法 方法一 方法二 方法三