2.3大气压强（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级科学上册同步精品课堂（华东师大版）

- 3 大气压强　 YF 01 通过观察、实验，检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。 02 能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。 03 能说出液体沸点跟气压的关系。 教学目标 一 课堂引入 二 1654年，奥托·格里克在马德堡市公开表演一个著名实验——马德堡半球实验。他把两个直径约为37 cm铜质空心半球紧紧地扣在一起，用抽气机抽出球内的空气，最后用16匹马费了很大的劲才把它们拉开。 是什么使两个半球如此难以分开？ 大气压强的存在 三 1、覆杯实验 一、将平口杯装满水，用硬纸片盖住杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？ 二、将平口杯装满水，用硬纸片盖住杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？ 硬纸片和杯子里 的水都不落下来 大气压强的存在 三 1、覆杯实验 硬纸片为什么不会掉下来呢？又是什么力量托着硬纸片呢？ 硬纸片倒过来或朝向各个方向都不会掉下来。 实验现象1 提出问题 现象分析 p大气压 硬纸片受重力作用，还受到水向下的压力作用，但并没有下落，说明它一定受到向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气，说明大气存在压强 p大气压 将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个方向都有压强 大气压强的存在 三 将盖有纸片、盛满水的试管朝四周时，纸片会掉下来吗？ 大气压强的存在 三 2、瓶吞鸡蛋 一、在广口瓶内装少量细沙，将一块浸有酒精的棉花点燃后投入瓶中，然后迅速把剥去壳的熟鸡蛋紧盖在瓶口上。待纸熄灭后，向瓶外浇冷水，待会鸡蛋被压入了瓶中。 二、待纸熄灭后，向瓶外浇冷水，待会鸡蛋被压入了瓶中。 大气压强的存在 三 2、瓶吞鸡蛋 实验现象2 鸡蛋会被瓶子吞进去。 提出问题 为什么鸡蛋会被瓶子吞进去呢？ p大气压 p内 现象分析 当瓶中空气温度降低时，内部气压变小，当瓶内气压小于外部大气压时，外界的大气压会把鸡蛋压进去。 大气压强的存在 三 3、马德堡半球实验 1654年，马德堡市市长奥托•格里克公开表演了一个著名的实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜球紧贴在一起，用抽气机抽出球内的空气，然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时，才把半球拉开，这就是历史上著名的马德堡半球实验。 模拟马德堡半球实验 大气压强的存在 三 3、马德堡半球实验 实验现象3 两边各有8匹马才把两个半球拉开。 提出问题 为什么两个半球很难被拉开呢？ 现象分析 球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。 p大气压 p大气压 p大气压 p大气压 马德堡半球实验，证明大气存在压强并且很大。 大气压强的存在 三 4、大气压强 （1）概念：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。 （2）大气压产生的原因：地球周围的空气层因地球的吸引而受到重力作用，同时空气又具有流动性，因此大气对浸在空气中的物体表面就产生了压强。 （3）大气压的特点： ①在大气层内部向各个方向都有压强； ②在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。 大气压强的存在 三 （4）大气压存在的现象 吸饮料 针管吸药液 钢笔吸墨水 一切吸液体的过程都是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程 大气压强的存在 三 生活中证明大气压存在的实例
 塑料吸盘 悬空杯子 里的水 塑料瓶 变形 瓶子吞鸡蛋 塑料吸盘在大气压作用下能贴在光滑的墙壁上。如果在塑料吸盘上戳个小孔, 空气通过小孔进入塑料吸盘和光滑墙壁之间, 吸盘便不能贴在光滑墙壁上。 杯子里装满水，用硬纸片盖住杯口，将杯子倒置，杯中的水不会流出来。 在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上浇上冷水，塑料瓶被大气压扁了。 点燃浸过酒精的棉花, 放入瓶中, 然后用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，鸡蛋被大气慢慢压进瓶内
 大气压的测量 四 在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，我们就能测出大气压的数值。 人们发现用水做实验时，水柱太高，达到10米多高，不方便，能否用密度大的水银代替？ 意大利科学家托里拆利解决了这个问题，用水银测出了大气压的大小，叫做托里拆利实验。 ① 测量方法 p大气 p水最大 大气压的测量 四 ①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。 ②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。 ② 托里拆利实验过程 大气压的测量 四 P大气压=ρ水银gh =13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m =1.013×105 Pa 粗略计算时可取标准大气压为1×105 Pa 为什么大气压强等于水银柱的压强？ 因为是玻璃管外部的大气压强支持着水银柱，所以大气压强就等于管内水银柱的压强。 ③ 托里拆利实验原理 p大气压=p水银 大气压的测量 四 在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760mm高水银柱产生的压强叫做1标准大气压。 1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱 ④标准大气压 大气压的两个常用单位: 帕（pa）、 毫米水银柱高（mmHg柱） 大气压的测量 四 讨论交流 ①如果把水银换成水，那么大气压托起的水柱有多高？ h水= = =10.33m P大 ρ水g 1.013×pa 1.0××9.8N/kg 知道实验室不用水做托里拆利实验了吧。用这么长的玻璃管太不方便了吧！ 把 ρ水银换成 ρ水，则托起的水柱高度 : 相当于大约3层楼的高度。 大气压的测量 四 ②如果玻璃管倾斜，会影响结果吗？为什么? 760mm 根据P= ρ水银gh，因为液体（水银）的压强只与密度和深度有关。如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm，所测量的大气压值不会变化，所以不会影响结果。 实验分析 大气压的测量 四 实验分析 ③改用粗一些或细一些的玻璃管，会影响结果吗？为什么? 根据P= ρ水银gh，因为液体（水银）的压强只与密度和深度有关，与液体的横截面积无关，所以改用粗一些或细一些的玻璃管不会影响结果。 大气压的测量 四 ④如果玻璃管内漏进去一些空气，会影结果吗？为什么? 实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变小。 740 有气体 实验分析 大气压的测量 四 能力提升：吸盘重力法 实验器材：吸盘, 玻璃板, 刻度尺, 小桶, 细沙 测量的物理量：吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D 与吸盘拉力法原理一样，只是将弹簧测力计换成小桶，慢慢往小桶内加入细沙，直至将吸盘刚刚拉脱 大气压表达式： 【吸盘法误差分析】吸盘内空气不能完全排出，导致测出的F或G值偏小，大气压值偏小 大气压的测量 四 能力提升：注射器拉力法 实验器材：注射器、弹簧测力计、刻度尺 测量的物理量：活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L 将注射器活塞推针筒底端, 然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部, 活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V, 并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L, 则活塞面积S=V/L, 最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值 大气压表达式：p=FL/V 【吸盘法误差分析】注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大 大气压的测量 四 能力提升：吸盘拉力法 实验器材：吸盘, 玻璃板, 弹簧测力计, 刻度尺 测量的物理量：吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D 将吸盘吸在玻璃板上, 用弹簧测力计拉吸盘, 吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力, 测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值 大气压表达式： 大气压的变化 五 （1）大气压与高度的关系: 大气压随海拔高度的增加而减小。海拔越高，气压越低; 海拔越低，气压越高。在海拔3000 m以内，大约每上升 10 m，大气压降低 100 Pa。由于高山上海拔较高, 液体的沸点随大气压的降低而降低, 所以高山上水的沸点低,会出现煮不熟食物的现象, 因此高山上需要用高压锅来做饭。 大气压的变化 五 （2）大气压强与天气的关系: 空气中水蒸气含量越低，气压越高。一般来说，晴天比阴天气压高;冬天比夏天气压高。 大气压的变化 五 知识拓展：气体体积与压强的关系 在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积越小压强越大，体积越大压强越小。比如挤压气球时，随着挤压的程度增大，气球内的压强越来越大，直到将气球压破。 大气压的变化 五 水的沸点与大气压的关系 （1）进行实验 如图所示，将水加热至沸腾后停止加热，沸腾停止，若将烧瓶内部的空气抽出，停止沸腾的水又重新沸腾起来。 （2）现象分析 抽出空气，瓶内的气压降低，停止沸腾的水还能重新沸腾起来，说明瓶内水的沸点降低了。 （3）实验结论 液体的沸点与液体表面上方的气压有关，气压降低，沸点降低，气压升高，沸点升高。 大气压的变化 五 （4）水的沸点与气压值对照表 气压值 （×103pa） 1 2 3 5 10 20 30 50 70 101 沸点（℃） 4 16 23 32 46 60 69 81 90 100 观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系： 气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。 在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是：70℃（69~75℃间），这样的温度，连面条也煮不熟。 在标准大气压下，水的沸点100 ℃ 当堂测试 六 1、将一个玻璃杯子灌满水，取硬纸片盖于杯口，压紧后将杯子倒置，放开压纸片的手，水和纸片竟然不掉下来，这就是惊险、奇妙的覆杯实验。对如图所示的状态，下列说法错误的是（　　） A．水不流出来说明大气只有向上的压强 B．杯内的水对此时的杯底也有压力 C．杯内的水产生的最大压强与倒置之前是一样的 D．大气压与液压一样朝各个方向都有压强 A 当堂测试 六 A．水不流出来说明大气向上有压强，而不是只有向上有压强，故A错误，符合题意； B．大气对纸片的压强通过杯中的水传递给杯底，所以，杯内的水对此时的杯底也有压力，故B正确，不符合题意； C．杯内倒满水，无论倒放还是正放，水的深度不变，由p=ρgh知，水对底面的压强不变，所以杯内的水产生的最大压强与倒置之前是一样的，故C正确，不符合题意； D．大气压与液体压强相类似，在大气中各个方向都有压强，故D正确，不符合题意。 故选A。 当堂测试 六 2、如图所示, 烧瓶中的水加热至沸腾后移开酒精灯, 下列说法：①用注射器往瓶外抽气, 水继续沸腾；②用注射器往瓶内打气, 水继续沸腾；③若倒置烧瓶, 应在瓶底浇热水, 才能使烧瓶中的水重新沸腾；④若倒置 烧瓶, 应在瓶底浇冷水, 才能使烧瓶中的水 重新沸腾；上述说法正确的是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ B 当堂测试 六 3、如图所示，为了粗略测量大气压，小红利用了电子测力计、刻度尺和吸盘等设计并进行了如下的实验。 ①将塑料挂钩吸盘按压在竖直放置的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气，用刻度尺和三角板测出吸盘的直径为d，并记录； ②将电子测力计轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上； ③逐渐增加拉力至塑料吸盘刚好脱离玻璃板， 读出此时测力计上拉力大小F，并记录。 （1）测得大气压数值的表达式为：p0＝_______。(用测量的物理量表示） （2）实验中测出的大气压值比实际气压要偏____（选填“大”或“小”），产生这一结果的原因是（写出一条即可）：_______________________。 小 吸盘内空气未排干净 当堂测试 六 4、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．实验中玻璃管内水银面的上方应保留有少量空气 B．是大气压支持玻璃管内的水银柱不会下落 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或将玻璃管倾斜，管内外水银面高度差将不变 A 当堂测试 六 5、在科学创新实验活动中，小聪用玻璃瓶、两端开口的玻璃管、橡皮塞、红色的水自制了一个气压计，如图所示。小聪用托盘将该气压计从一楼端上十八楼后，玻璃管中的液面（　　） A．上升 B．下降 C．不变 D．无法确定 大气压随着高度的增加而减小，拿着这个气压计随电梯从一楼上升至十八楼的过程中，瓶内气压不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内液柱的高度会升高。故A符合题意，BCD不符合题意。 A 故选A。 当堂测试 六 6、某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图中E为圆形吸盘，其面积为120cm2，ABCD为一正方形平板玻璃，边长为1m，重180N。若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并保持静止，g=10N/kg，大气压p0=1.0×105Pa，求： （1）平板玻璃的质量？ （2）吸盘内压强为多大时，恰能吸起这块玻璃？ 当堂测试 六 （1）平板玻璃的质量 （2）平板玻璃恰好静止，则吸盘内外气体的压力差等于玻璃板的重力 则吸盘内外气压差 吸盘内的气压 当堂小结 六 ①大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强。 ②产生原因：空气受重力，且具有流动性。 ①托里拆利实验：首次测出大气压的大小p0=p水银。 ②标准大气压：把760mm水银柱产生的压强叫做 标准大气压 p0=1.013×105Pa ③气压计：水银气压计、金属盒气压计、自制气压计。 ④大气压与高度的关系：海拔高度越高，气压越低。 ⑤液体的沸点与液体表面上方气压的关系： 气压降低，沸点降低，气压升高，沸点升高。 ①吸尘器、吸盘、拔火罐等。 ②活塞式抽水机与离心式抽水机。 大气压强 大气压 的测量 大气压 的存在 大气压 的应用 $$