内容正文:
情景引入
地球是我们的家园,它被厚达80~100km的大气层包围着。大气和其他物质一样具有质量,也受到地球的引力,并和液体一样具有流动性。那么大气是否也会产生压强呢?
8.3 大气压与人类生活
学习目标
【基础性目标】 (1)我能通过观察并描述跟大气压有关的现象,体验大气压强的存在;(2)我知道1个标准大气压的数值;(3)我知道大气压与高度的关系,沸点与大气压的关系。
【拓展性目标】(1)经历估测大气压强的过程,我能知道大气压的测量方法和估测方法;(2)我能知道托里拆利实验的测量原理及过程。
【挑战性目标】我能知道常见的大气压应用实例,并能对其工作过程进行描述。
自主学习
请同学们自主学习P76~77——“怎样知道大气有压强” ,并尝试选用实验桌上的器材,完成活动1中的实验,完成下列练习。
自
学
提
示
问题1:怎样知道大气有压强
自主学习检测
1.大气由于受到 作用和具有 ,所以对浸在它里面的物体 (选填“有”或“无”压强作用。
实验第一次证明了大气压的存在。
3.大气压的方向是指向 的。
自主学习展示
你选择了什么器材?做了什么样的实验来证明大气压的存在?
自主学习展示
覆杯实验
吸盘实验
听话的小瓶
自动上升的试管
合作学习
请同学们学习P77——“活动2” ,并以小组为单位利用实验桌上的器材完成大气压的粗略测量。
学习
提
示
问题2:怎样测量大气压
合作学习
为了用这个实验估测出大气压的值,需要测量哪些物理量? 。
学习
提
示
问题2:怎样测量大气压
合作学习
实验原理
p=
F
S
实验器材
注射器、钩码、铁架台、刻度尺
合作学习
学习
提
示
(1)大气压力F的测量
先把注射器的活塞推至顶端,把管内空气排出,用橡皮帽把它的小孔堵住。然后在活塞下端悬挂钩码,并逐渐增加钩码数量,直到活塞将开始被拉动时为止。若忽略活塞自身的重力和外壳对活塞的摩擦力作用,此时,活塞受到大气对它向上的压力F、钩码对它向下的拉力F拉,这两个力大小相等,则F=F拉=G=mg。
合作学习
学习
提
示
(2)大气作用面积S
注射器的容积V可以直接从注射器上读出,只要测出注射器的全部刻度的长度L,根据S=V/L可算出活塞的横截面积 S,即大气作用的面积S。
合作学习展示
实验步骤
(1)把注射器的活塞推至顶端,把管内的空气排出,用橡皮帽把它的小孔堵住。
(2)将注射器固定在铁架台上,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,在活塞下悬挂钩码,并逐渐增加钩码数量,直到活塞将开始被拉动时为止,记录所挂钩码的质量。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,根据S=V/L计算出活塞的面积。
合作学习展示
实验数据
所挂钩码质量m/kg 所挂钩码重量G/N 大气对活塞的压力F/N 注射器容积V/m3 注射器全部刻度长度L/m 活塞的横截面积S/m2 大气压强的值p/Pa
合作学习展示
交流反思
实验中哪些因素会导致测量不准确?我们的实验还可以进行怎样的改进,请谈谈你的看法。
合作学习
学习
提
示
怎样才能精确测量出大气压的值呢?世界上又是谁第一次测量出大气压的值,它是如何测量的?请阅读课本相关内容。
1643年,意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli,1608—1647)首先用实验的方法测出了大气压强的值。
合作学习展示
实验器材
汞、一端开口长约1m的玻璃细管、刻度尺、汞槽
实验过程
在一根长约1m、一端封闭的玻璃细管内灌满汞液,用手指堵住管口,再将管口向下插入汞液槽中。移开手指后,会看到管内汞随即下降。当汞柱降到管内外液面的高度差约为760mm时,它就停止下降了。若将管子倾斜,管内外液面的高度差仍保持不变。
a
b
实验分析
玻璃细管内汞柱液面上方是真空,而管外汞液面受到大气压强p0作用,在细管中的汞中取一个与汞槽中的汞面相平的液片受力分析如下:
(1)受力分析
F汞
F气
液片静止
F气=F汞
F气/S=F汞/S
p0=p汞
实验分析
p0=p汞
(2)大气压强计算
=
ρ汞gh
=
13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m
=
1.03×105Pa
通常,人们把760mm汞柱所产生的压强,作为1个标准大气压,符号为1atm,1atm的值为1.03×105Pa。
实验交流
1.实验操作中哪些操作会影响实验的结果?
答:细管中混入空气;细管底漏气;外界大气压发生变化等。
2.实验操作中哪些操作不会影响实验的结果?
答:细管倾斜;细管粗细发生变化;将细管向下压入或向上提起一点(管口不离开汞液)等。
3.实验中为什么用汞而不用水?
答:用水代替汞液,则细管