内容正文:
第九章 压强
第3节 大气压强
新旧衔接
如图,在易拉罐中注入少量的水,对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用橡皮泥堵住罐口,撤去酒精灯,一段时间后,会观察到易拉罐变形了,这是因为____________的缘故。
大气压强
预学检验
预学新知
1. 因为空气受重力,所以对浸没在它里面的物体有________。因为空气具有流动性,所以空气像液体一样,向各个________都有压强。把大气对浸入其中的物体产生的压强叫作__________,简称________。
2. 最早证明大气压强存在的实验是______________实验,最早测出大气压强值的实验是____________实验。标准大气压等于____________Pa。
压强
方向
大气压强
大气压
马德堡半球
托里拆利
1. 013×105
预学检验
3. 大气压随海拔高度的增加而________;水的沸点随大气压的增大而________。
4. 生活及生产中应用大气压的实例很多,请你列举几例:_________________________________等。
减小
升高
吸尘器、活塞式抽水机(合理即可)
预学检验
课堂任务1 大气压强的存在
1. 把杯内加满水,将硬纸片放在塑料杯杯口,用手按住并倒置过来,放手后,观察到硬纸片没有掉落。从受力角度来看,硬纸片受到向下的重力和水的压力,要想保持平衡,一定受到________向上的压力,即存在大气压强。将塑料杯朝向不同的方向,发现
硬纸片依然没有掉落,说明大气与液
体一样,向____________都有压强。
大气
各个方向
课堂导学
2. 马德堡半球实验
①马德堡市的市长奥托·冯·格里克,是一位业余科学家。1654年5月,他做了一个令人惊讶的实验,才使人们确信大气压强的存在。
他做了两个空心铜半球,紧密贴合后抽出里面的空气,然后每个半球上拴8匹马,如图,
总共16匹马才把两个半球拉开。
课堂导学
②马德堡半球实验的解释: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。
③结论:马德堡半球实验证明大气存在________并且很________。
压强
大
课堂导学
例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,这就是覆杯实验。对该实验进行分析,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的侧壁也有压力
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
课堂导学
变式1 下列所示的现象中,与大气压无关的是( )
A. 马德堡半球实验
B. 吸盘“吸”在瓷砖墙上
C. 用吸管吸杯中的牛奶
D. 医生用注射器给病人注射药液
D
课堂导学
变式2 如图所示,将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中,鸡蛋不会掉入瓶中。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,发现熟鸡蛋被“吞入”瓶中。请分析并解释该现象的原因。
解:棉花燃烧消耗了氧气,且瓶内空气受热膨胀被排出一部分,堵上熟鸡蛋,瓶内气体冷却后,瓶内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,熟鸡蛋被“吞入”瓶中。
课堂导学
课堂任务2 大气压的测量
1. 最早测定大气压数值的是意大利科学家托里拆利。
(1)托里拆利实验过程
①在长度大约1 m、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银,排出空气。
课堂导学
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。
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760 mm。
④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760 mm。
课堂导学
(2)实验分析
玻璃管内水银面的上方是________,管外水银面的上方是________,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为________________支撑着管内这段水银柱使它不会落下。
真空
空气
大气压
课堂导学
(3)实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段________产生的压强,即p大气压=p水银。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的,故被称为________实验。他测得内外水银面的高度差为760 mm,通常把这样大小的气压叫作标准大气压,用p0表示,水银的密度ρ=13. 6×103 kg/m3,则p0=ρgh=________________________________=__________ Pa,粗略计算时可取标准大气压为1. 0×105 Pa。
水银柱
托里拆利
13. 6×103 kg/m3×9. 8 N/kg×0. 76 m
1. 013×105
课堂导学
2. 自制气压计
①制作与使用:取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过瓶塞插入水中。如图甲所示,从管的上端吹入
少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻
璃管上升到瓶口以上。根据玻璃管内水柱的高低,
就可以知道外部大气压强的大小。
课堂导学
②自制气压计的测量原理
如图乙,在玻璃管内与瓶内水面相平的位置取一液片“AB”,因为液片静止,所以p内=p大气压+p水,即p内=p0+ρ水gh水,因为瓶内气压基本不变,即水对液片向上
的压强p内基本不变,所以当外界大气压强p0降低时,
h水变______;反之,外界大气压强p0增大时,h水
变________。
注意:该气压计会受温度的影响,当温度升高时,
瓶内气压p内________,h水________。
大
小
变大
变大
课堂导学
例2 如图所示为托里拆利实验装置图,管内顶
部为真空,下列表述正确的是( )
A. 将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差变小
B. 将玻璃管稍微上提而不离开液面,管内外水银面高度差变大
C. 实验装置从山脚下搬到山顶,管内外水银面高度差变小
D. 若不慎有少量空气进入玻璃管,管内水银面高度差不变
C
课堂导学
变式3小皓同学自制了一个气压计,如图所示,玻璃管内水的高度h=5 cm,g取10 N/kg,水的密度ρ=1. 0×103 kg/m3。由图可知,气压计玻璃瓶内的空气压强________(填“大于”“小于”或“等于”)玻璃瓶外空气的压强,玻璃瓶内外大气压强差为________Pa。
大于
500
课堂导学
小皓拿着该气压计从山底开始爬山,爬山过程中玻璃管内水的高度会________(填“升高”或“降低”),到山顶,小皓发现玻璃管内水柱的长度变化了23 cm,则该山大约高________m(玻璃管足够长,不考虑温度的影
响,在海拔3 000 m以内,大约每升高10 m,
大气压减小100 Pa)。
升高
230
课堂导学
$$