内容正文:
专题提升Ⅰ 大气压的测量和计算
学习目录
目录
模块一 知识掌握 1
知识点一、大气压的测量 1
方法1.大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计进行测量。 1
方法2、其他实验测量大气压 2
知识点二、大气压的计算 3
【巩固提高】 4
知识重点
模块一 知识掌握
知识点一、大气压的测量
方法1.大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计进行测量。
①空盒压强计(或叫金属盒压强计、无液压强计):其上有两行刻度,一行以百帕为单位,一行以毫米汞柱为单位。
方法2、其他实验测量大气压
方法1.如图“估测大气压的值”这一实验应用的原理是P=F/S,在测量F这一物理量时,把注射器活塞推至底端是为了排尽空气,在测量S这一物理量时,首先要读出注射器的容积V,再用刻度尺测出带刻度的长度L,即可求出受力面积S=V/L,这里的S是指图中B的面积。
方法2.用吸盘测量大气压值的实验,可选用的测量工具有刻度尺、弹簧测力计、 秒表和天平。
(1)实验步骤:
①如图所示,将塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,挤出里面的空气。
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加细沙,直到吸盘恰好脱离玻璃板。
③用天平测出小桶和里面物体的总质量m。
④测量出吸盘的直径大小d。
⑤根据测得数据计算大气压强值P=4mg/Πd2。
[例题1] 某同学自己设计了一个粗测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压p的公式是( )
A.p B.p C.p D.pπd2G
[例题2] 小宁在进行估测大气压实验时,首先读出注射器所标容积为V,用刻度尺量出其有刻度部分的长度为L;再用弹簧测力计慢慢拉注射器的活塞,如图甲所示,活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的示数为F1;然后他将活塞推到注射器底端(排出里面空气),用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示,用弹簧测力计慢慢拉注射器的活塞,活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的示数为F2,则他测量出的大气压强为( )
A.p B.p
C.p D.p
[例题3] 飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小科利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按如图甲所示方式进行如下实验。
(1)以下哪种机翼剖面能使飞机获得向上的升力 。
(2)小科在探究“飞机飞行时的升力与迎角大小关系”时,他改变迎角大小,使其分别为0°、5°、10°、15°、20°,多次实验后,得到相关数据并处理,画出“升力与迎角的关系”如图乙。小科由此认为,其他条件相同时,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断对吗?为什么? 。
(3)除机翼形状和迎角大小外,小科只利用这些器材还可以探究飞机的升力与 的关系。
知识点二、大气压的计算
大气压也是压强的一种,在计算过程中注意对物体进行受力分析,再计算。
[例题4] 小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞,因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时,通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10﹣4m3/s,则通气孔的面积至少为 mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,请通过计算说明医生至少需要多少牛的力才能将笔帽取出?(计算结果精确到0.1N)
[例题5] 强台风登陆时,中心附近最大风力可达14级,风速为162千米/时,其中心最低气压955百帕,会造成人员伤亡和巨大的经济损失。
(1)台风登陆时,许多浙江农村的房屋屋顶的瓦片被台风掀起,其原因是 。
(2)部分城区发生严重内涝,许多车辆被淹。已知某被淹小车,车门上部露出水面,若车门被淹部分按矩形计算,被淹面积约为8000厘米2,车门在水中受到的平均压强约为3500帕,通过计算说明,这扇门受到水的平均压力为多少牛?
(3)此台风从福建某地登陆后,风速保持不变,向648公里外的衢州运动,请计算需要多少时间到达衢州,以便衢州人民做好防护准备。
【巩固提高】
1. 在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学设计了