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八年级物理全一册 •沪科版2024
第八章 第3节 空气的“力量”
(本课件包含PPT39张;图片:22张;动图:8张;教学视频:13个)
学习要点
本节要点
1.能通过实验,了解大气压强;
2.能通过实例,说明大气压强与人类生活的关系;
3.具有亲近自然、探索自然的好奇心。
素养提升
素养提升
能感受大气压强与我们生活的关联,能体会大气压强在生产生活中的利用以及带来的不便。
本节要点及素养提升
3.大气压强与人类生活
1.大气压强
课堂小结和
练习
2.大气压强的测量
学习目录
导入新课
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
看一看 想一想
生活真奇妙!如图展现的是有趣的覆杯实验,杯子装满水,盖上薄片,杯口向下,薄片不会掉,水也不会流出来。这是为什么呢?
通过本节学习,你便能找出答案。
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一 大气压强
我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气
体包围着坚实的大地,保护、养育着地球上的生命。
这层厚厚的气体,人们通常称之为大气层。
1.大气压强:
(1)定义:
空气和液体一样,内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强(atmospheric pressure),简称大气压或气压。
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一 大气压强
1.大气压强:
(2)做中学:感受空气的“力量”
方法:取两个挂物品的小吸盘,按图对接,挤出吸盘内部的空气,然后双手向两侧拉吸盘,你有什么感觉?若让外部空气进入吸盘内部,你又有什么感受?你能解释这种现象吗?
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一 大气压强
1.大气压强:
(2)做中学:感受空气的“力量”
现象:若要拉开对接排出空气后的吸盘,则需较大的力;若让外部空气进入吸盘内部,则能轻松分开吸盘。
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一 大气压强
1.大气压强:
(2)做中学:感受空气的“力量”
分析论证:这是因为吸盘内部空气排出后,吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起,所以需要较大外力才能将其拉开。如果空气能进入吸盘内部,吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小,那么就能分开吸盘。
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一 大气压强
1.大气压强:
(3)试一试:
现在你能解释覆杯实验的现象吗?你再试试,轻轻转动杯子,使薄片朝不同方向,看看薄片是否仍能停留在杯口,并解释原因。
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一 大气压强
1.大气压强:
(4)大气压强产生原因:
空气受重力并且具有流动性。
(5)大气压强特点:
大气内部向各个方向都有压强。
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一 大气压强
2.科学书屋:马德堡半球实验
1654年5月8日,德国马德堡市市长、抽气泵的发明者奥托·格里克做了一个令人惊奇的实验。他将两个直径约为36 cm的铜质空心半球紧扣在一起,用抽气泵抽出球内空气,然后用16匹马分别向相反方向拉两个半球,结果16匹马费了很大的劲才拉开。两个半球被拉开时,爆发剧烈响声。假如不抽去半球内空气,用手就能拉开它们。这就是历史上著名的马德堡半球实验。
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一 大气压强
3.其它证明大气压存在的实验:
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二 大气压强的测量
大气中存在大气压强,那么,大气压强有多大?如何测量?
1.大气压强的大小:
意大利物理学家托里拆利(E. Torricelli, 1608—1647) 及其同伴在1643年通过实验首次测出大气压强的大小与760 mm高的汞柱产生的压强相等,约为 1.013×105 Pa。
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二 大气压强的测量
2.托里拆利实验:
(1)方法:如图所示,取一根长约1 m、一端封闭的细玻璃管,将玻璃管灌满汞;用戴有手套的手指堵住管口,将玻璃管倒插在汞液槽中;放开堵住管口的手指,让管内的汞流出。
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二 大气压强的测量
2.托里拆利实验:
(2)现象:结果发现:玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了。经测量,管内外汞液面的高度差约760 mm。这就是历史上著名的托里拆利实验。
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二 大气压强的测量
2.托里拆利实验:
(3)分析:实验中,灌满汞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。正是管外汞面上受到的大气压强支持着玻璃管内760 mm高的汞柱。也就是说,此时的大气压强跟760 mm高的汞柱产生的压强正好大小相等。
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二 大气压强的测量
2.托里拆利实验:
(4)结论:由此,可计算大气压强为
p = ρgh = 1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m ≈ 1.013×105 Pa。
算一算,如果用水和足够长的玻璃管做这个实验,留在玻璃管中的水柱大约有多高?
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二 大气压强的测量
2.托里拆利实验:
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二 大气压强的测量
3.迷你实验室:估测大气压强
(1)实验器材:注射器、弹簧测力计、刻度尺等。
(2)实验装置图:
图8-38 估测大气压强
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二 大气压强的测量
3.迷你实验室:估测大气压强
(3)实验步骤:
A.将注射器的活塞推至外筒的顶端,排尽空气,然后密封注射器的小孔,避免空气进入。
B.将活塞与弹簧测力计挂钩相连,随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。记录此时弹簧测力计示数,
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二 大气压强的测量
3.迷你实验室:估测大气压强
(3)实验步骤:
C.测算活塞的横截面积S,则可根据公式p=F/S估算出大气压强的大小。
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二 大气压强的测量
3.迷你实验室:估测大气压强
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二 大气压强的测量
4.测量工具:气压计
如汞气压计、无液气压计等。
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二 大气压强的测量
5.测量工具:管式弹簧压强计
管式弹簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通,而另一端封闭,并连接杠杆、齿轮和指针等。当空心弹簧管内的压强增大时,管就趋向于伸直,也就是弯度变小。这种形状的变化,由杠杆和齿轮带动指针,指示所测气体的压强。
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三 大气压强与人类生活
1.标准大气压:
人们通常把760 mm高的汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压。
1个标准大气压 = 1.013×105 Pa。
在海平面附近,大气压强约等于1.013×105 Pa。
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三 大气压强与人类生活
2.影响大气压强的因素:
(1)海拔高度:
大气压随高度的增加而减小。
大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压
减小得快,高空减小得慢。
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三 大气压强与人类生活
2.影响大气压强的因素:
(2)大气压与天气、季节的变化有关:
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
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三 大气压强与人类生活
3.液体沸点与气压的关系:
液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。因此,在青藏高原等海拔高的地方,大气压强小,水的沸点低,食物不容易煮熟,所以应该用高压锅。
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三 大气压强与人类生活
4.大气压的应用:
我们周围充满大气,大气压强与我们的生活息息相关。生活中常见的吸盘挂钩、离心式水泵、医院输液等皆利用了大气压强的作用。
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三 大气压强与人类生活
4.大气压的应用:
每个人身上都承受着大气的压力,但未被压瘪,这是因为人体内部的压强能与大气压强平衡。航天员穿航天服的作用之一,就是利用航天服产生适当的压强,保障生命安全。
大气压强
①定义:大气对浸在它里面的物体的压强,简称大气压或气压。
②大气压强产生原因:气体受重力且具有流动性。
③马德堡半球实验:首先证明大气压强存在。
①托里拆利实验:在1643年首次测出大气压强的大小。
②1个标准大气压:等于1.013×105 Pa。
③影响大气压强的因素:海拔高度和天气。
④ 大气压的测量:气压计。
①沸点与气压关系:气压减小(增大)时沸点降低(升高)。
②应用:注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机等。
大气压应用
空气的力量
大气压强的测定
课堂小结
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题1】如题图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验;将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强;若在吸盘上截一个小孔,吸盘内部气体压强会变 ;若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越 。
【解析】[1]将两个吸盘对接,用力挤压出空气后,内部属于真空状态,大气压强变小,内外形成压强差,内部气体压强小于外界大气压强,使其难以分开。
[2]若在吸盘上截一个小孔,空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强就会变大。
[3]若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明内外气体压强差变小了,内部气体压强保持不变,则外部大气压强变小了,即海拔越高,大气压强越小。
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题2】如图,一根水平放置、两端开口的透明亚克力管,下部的抽气孔与抽气机相连。将一个略小于管内径的纸团置于管中,打开抽气机,在_________的作用下,两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。当管内气压较低时关闭抽气机,快速弹开_________侧塑料片,纸团会从左侧管口飞出。
【解析】打开抽气机抽气,使其管内气压变小,在大气压的作用下,塑料片外侧的大气压大于内侧的气压,所以两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。
纸团从左侧管口飞出,说明纸团右侧受到的压力比左侧的大,故应收弹开右侧的塑料片,使右侧的气压变大。
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题3】如图甲是著名的托里拆利实验装置,此时气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)一标准大气压,将图中装置从大厦1楼移到20楼,会发现甲装置中的水银柱 ,乙装置细管中的水柱 (后两空选填“上升”“不变”或“下降”)。
【解析】[1]由图甲得,此时气压等于750mm高的水银柱的压强,一标准大气压等于760mm高的水银柱的压强,则此时气压小于一标准大气压。
[2]将图中装置从大厦1楼移到20楼,大气压减小,会发现甲装置中的水银柱降低。
[3]乙装置瓶内气压不变,外界大气压减小,在气压差作用下,细管中的水柱会上升。
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题4】将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇 (选填“冷水”或“热水”),如图,观察到烧瓶内的水再次沸腾,产生这一现象的原因是 。某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗菌素粉剂,采用加热的方法使水沸腾,从而除去水分,但要求药液的温度必须保持不超过80℃,根据上述实验原理,可行的方法是 (选填“提高”或“降低”)药液表面的气压。
【解析】[1][2]向瓶底浇冷水后,瓶内水蒸气遇冷液化,使得瓶内气压强减小,使液体沸点降低,因此液体重新沸腾起来。
[3]要通过加热去掉药液中的水分,可以通过沸腾的方式将水分汽化为水蒸气,但水的沸点是100℃,要求药液要求温度不能超过80℃,我们可以减小液面上的气压,气压降低,液体的沸点就会降低。
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题5】图四个场景中,下列对应现象分析科学合理的是( )
A.甲图可以自动给花供水的装置,利用的是连通器原理
B.乙图将房子的地基建造的比较宽,目的是增加地基对地面的压力
C.丙图将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
D.丁图盖在装满水杯口的硬纸片掉不下来,是受到大气压强的作用
【解析】A.当瓶口在水面以下时,瓶子内的水和空气的压强之和等于外界的大气压强,水不流出;当瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内空气和水的压强之和大于外界的大气压强,水流出,直到封住瓶口为止,故图甲中的自动喂水装置应用的是大气压,不是连通器原理,故A不符合题意;
B.乙图将房子的地基建造的比较宽厚,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小地基对地面的压强,故B不符合题意;
C.根据托里拆利实验可知,丙图将竖直玻璃管倾斜,由于外界气压不变,因此水银柱的高度不变,故C不符合题意;
D.丁图盖在装满水杯口的硬纸片掉不下来,是因为外界大气压大于瓶内气压,因此是因为受到大气压强的作用,故D符合题意。
课堂练习
学习目标
1. 理解速度的概念,能用速度来描述物体的运动。
2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。
3. 能用速度公式进行简单的计算。
【例题6】图甲所示为一款桶装水压水器,图乙是其简化示意图。用手按压上部气囊向桶内打气,桶内的水会沿导管上升从出水管流出。再按一下止水阀,会听到“嗤”的一声,导管内压上来的水立刻退回到桶内。下列有关分析合理的是( )
【解析】AB.按压气囊时,囊中空气进入桶内,桶内空气体积增大,气压变大,大于桶外大气压,于是将水压进导水管,从出水管流出,故A符合题意,B不符合题意;
C.按下止水阀时,桶内水上方空气被吸出,体积变小,气压变小,小于桶外大气压,导水管中的水被压下,故C不符合题意;
D.压水器与水桶连接处漏气,将不能控制桶内水上方气体压强,不能正常工作,故D不符合题意。
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