内容正文:
第八章 压强与浮力
四、大气压强
四、 大气压强
观察与思考
下图所示的情景说明了什么?
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?
水没有从杯中流出,是谁托住了纸片?
小试管不下落反而上升,这是谁的作用?
注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来?
理解托里拆利实验;(重点)
02
知道大气压强的存在;(重点)
01
学习目标
知道大气压的变化规律;
03
了解生活中一些应用大气压强的例子。
04
将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内,然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口,观察现象。
现象:熟鸡蛋被吞入瓶中。
分析:瓶内气体对鸡蛋的压强小于瓶外大气压强,在大气压作用下,鸡蛋被压入瓶中。
实验
大气压的存在
5
大气压强
1. 定义:和液体一样,空气内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强,简称大气压。
2. 大气压存在的原因:
大气受重力的作用
大气有流动性
3. 证明大气压存在的实验:
马德堡半球实验
6
早在1654年,德国马德堡市市长奥托·冯·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。
大气压有多大——马德堡半球实验
演示:马德堡半球实验
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?
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。
运用大气压强解释下列现象
小试管不下落反而上升,这是谁的作用?
注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来?
真空
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。
顶部为真空,底部受大气压的作用使活塞受到向上的力等于重力。
练一练
如图所示的实例中,与大气压无关的是( )
B.用吸管喝饮料
C.吸盘挂物钩吸在墙上
A.船闸
D.覆杯实验
A
既然大气压强存在,那么大气压到底有多大呢?用什么方法可以测出它的数值呢?
最早测定大气压的是意大利物理学家、数学家托里拆利
大气压的测定
托里拆利
1608-1647
当管中的水银柱静止时,作用在槽中水银面上的大气压强与玻璃管内760mm水银柱产生的压强相等。
托里拆利实验
=ρ水银 gh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105 Pa
p大气=p水银
标准大气压 p0= 1.013×105 Pa
大气压的数值
粗略计算标准大气压可取1.01×105 Pa。
依据原理:大气压与液体压强相平衡
1.管子倾斜,水银柱竖直高度是否发生变化?
2.管子直径加粗,管中水银柱高度怎样变化?
水银长度增大但高度不变
水银的高度与玻璃管的粗细无关
思考:
3.玻璃管向上提不露出水银面或下压是否影响测定值?
不影响
4.做托里拆利实验时,若玻璃管内混有少量空气,会影响水银柱的高度吗?
0.76m
少量空气
真空
因此做托里拆利实验时,若玻璃管内混有少量空气,则测量的结果比实际大气压小。
P空气
P水银
P大气压
p空气+p水银=p大气压
玻璃管中装满水银的目的:使水银上方为真空。
5.如果用水来做实验,大气压能支持好高的水柱呢?
h水= = =10.3m
p大气
ρ水银g
1.01×105Pa
13.6×103kg/m3×9.8N/kg
1标准大气压= 760mmHg=1.01×105 Pa
为什么这么大的压强却没有把房子压塌?
1cm2
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。
房内也有气体,产生了对房顶向上的压强,与外界对房顶向下的大气压强大小相等,合力为零,保证了房顶不会坍塌。
1标准大气压是多大?具体感受起来是多大呢?
例
如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是( )
A.是大气压支持玻璃管内的水银
柱不会下落
B.实验中玻璃管内水银面的上方
有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变
B
练一练
如图所示托里拆利实验中,若将玻璃管竖直向上提起一些(未离开汞面)时( )
A.大气压的值变大
B.大气压的值变小
C.管内液柱的高度不变
D.管内液柱的高度变小
C
方案一
大气压的其他测量方法
如图,记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数,这就是大气对吸盘的压力。再量出吸盘与桌面的接触面积,算出大气压的大小。
只能估测大气压,不精确。
用吸盘测量大气压
演示:大气压强的测量—“吸盘”测量法