8.3 空气的力量 2023-2024学年沪科版物理八年级全一册

第三节 空气的力量 知识点： 1、大气压、 2、大气压测量、 3、大气压的变化 复习：液体压强产生的原因，液体压强公式P=ρgh 新课讲授 知识点一.大气压强 1.大气压强产生的原因 大气和液体一样受到重力作用，也具有流动性，所以也能产生压强，称为大气压强，简称大气压。 2.证明大气压存在的实验：1654年5月8日，德国马德堡市市长奥托·格里克做了著名的马德堡半球实验，第一次证明大气压的存在。现在能证明大气压存在的实验有很多，例如覆杯实验，小吸盘实验，用吸管吸饮料实验，瓶子吞鸡蛋实验等。 经验交流： 回答此类问题就答：内部压强小于外部大气压造成的。 例1.在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾后把桶口堵住，然后浇上冷水，铁桶被压扁（如图）．下列分析错误的是（　　） A．该现象证明了大气压的存在 B．铁桶发生的形变是弹性形变 C．浇冷水时铁桶放出热量 D．铁桶对桌面的压强变大 解析：铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶口堵住，再浇上冷水，由于热胀冷缩使得铁桶内的气压减小，桶内的压强小于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压扁了． 故ACD错误，B正确． 答案：B． 知识点二.大气压的测量 1.托里拆利实验 伽利略的学生，意大利物理学家托里拆利及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。 实验器材：长约1m、一端封闭的细玻璃管，汞液槽，刻度尺，汞 实验方法：（1）取一根长约1m、一端封闭的玻璃管，将玻璃管灌满汞 （2）用手指堵住管口将玻璃管开口朝下倒插在汞液槽中 （3）放开堵管口的手指，让管内的汞流出 （4）待玻璃内的汞柱静止后，用刻度尺测出管内外汞柱面的高度差 实验现象：玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了。经测量，管内外汞柱面的高度差约760mm 分析论证：灌满汞液的玻璃管内部没有空气，随着汞柱的下降，管内汞液的上方形成真空，管外汞液面上受到大气压强，正是大气压强支持着玻璃管内约760mm高的汞柱。在玻璃与水银槽液面相平处假设有一个理想液片AB，处于静止状态，受力为平衡力，F下=F上，即P上S=P下S。向上的压强是大气压通过水银传到液片，向下的压强是水银柱产生，所以有P0=液gh=13.6×10³kg/m³×10N/kg×0.76m=1.013×10³pa。 结论：大气压强跟760mm高的汞柱产生的压强大小正好相等 2.气压计 用来测量大气压的仪器叫气压计。常用有汞气压计，空盒气压计，管式弹簧压强计。 经验交流： （1）托里拆利实验中玻璃管中灌满水银倒立在水银槽中后，管的上部空的部分是真空，没有压强。 （2）玻璃管中液柱是由大气压支撑的，只要大气压不变，管内水银柱高度差是不变的。只有当外界大气压变化时，管内水银柱高度差才会变化。当然管内换用其他液体时液柱高度差也会变化。 （3）玻璃管的粗细，液体的总重力，体积等因素都不会影响液体压强，大气压更与他们无关。 （4）管中进入空气或空气未排干净都会使测量值小于实际气压。 （5）本实验用到等效替代法。本实验中运用引入理想液片分析问题，并不是第一次引入，在气压计、连通器原理等实验，都运用了这种方法，也是今后训练题最难理解的一类问题。 例2.某同学做托里拆利实验时，测得管中汞柱高为75cm，如图所示，设实验过程中管口不离开汞液面，试回答： （1）此时此地大气压支持着 mm 高的汞柱，大气压的值为 Pa。（已知汞的密度p=13.6x103kg/m3,g取9.8N／kg） （2）将玻璃管上提1cm（不离开汞液槽里的汞液面），此时管内的汞柱高为 mm。 （3）将玻璃管下压1.5cm（汞不充满管）时，管内的汞柱高为 mm。 （4）将玻璃管倾斜时，管中汞柱长度将 ，高度 。 （5）换用长短相同、粗细不同的玻璃管做此实验，管中汞柱的高度将 。 （6）如果实验时不慎进入管中少量空气，则管中汞柱的高度将 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 （7）若在管的顶部开一个小孔，则根据 原理可知，管中的汞 喷出，而是汞柱 . 解析：在做托里拆利实验时，要学会分析实验原理。玻璃管内上方为真空，管内汞柱由大气压来支持。大气压与管内汞柱产生的压强相等。 （1）此时此地大气压的值等于75cm即750mm高汞柱产生的压强。根据液体压强公式得p=pgh=13.6x103kg/m3x9.8 N/kgx0.75m=0.9996x105Pa。 （2）、（3）只要外界大气压不变、管长足够、管口不离开汞液槽内的汞液面，不论玻璃管上提还是下压，汞柱的高均为750mm。 （4）、（5）由液体压强公式p=ρgh知，汞柱产生的压强只跟其高度有关。这就是说，只要外界大气压不变，那么汞柱产生的压强就不变，不论是玻璃管倾斜还是管径变粗，其高度均不会改变。另外汞液槽内的汞液面的升降也不会影响管内外汞液面的高度差-这