内容正文:
第3节 大气压强
第九章
压强
第九章 压强
第3节 大气压强
新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈
全品初中
一、大气压强的存在
1.大气压强:大气(空气)对浸在它里面的物体产生的 叫作大气压强,简称大气压或气压。
2.大气压的产生原因:空气受 作用且具有 。
压强
重力
流动性
解析
新知梳理
二、大气压的测量及大小
1.大气压的测量:最早测量出大气压强数值的实验是_______
实验。实验中玻璃管内水银面的上方是 的。实验测得大气压相当于 mm高的水银柱产生的压强,即为 Pa,通常把这样大小的大气压叫作标准大气压p0。在粗略计算中,标准大气压可以取为1×105 Pa。
托里拆利
真空
760
1.013×105
解析
新知梳理
(1)实验方法
①如图9⁃3⁃1所示,取一根长1 m、一端开口、一端封闭的玻璃管,在管内灌满水银。
②用手指堵住开口一端,把管竖
直倒立在水银槽中,放开手指,管
内水银面下降。
③当水银面不再下降时,用刻度尺测出水银柱的竖直高度,此时水银柱产生的压强等于大气压的值。
图9-3-1
解析
新知梳理
④根据液体压强公式p=ρgh,可计算出大气压的值。
⑤把玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度不发生变化。
解析
新知梳理
(2)评估交流
①玻璃管中要灌满水银,不能留有气泡。若残留了少量气体,会使得测量结果偏小。
②水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度。
③管内水银柱的高度只随外界大气压的改变而改变,与管的粗细、长度、形状都无关。
解析
新知梳理
④在保证玻璃管管口不离开水银面的情况下,玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,将玻璃管稍稍向上提或向下按,管内水银柱的高度不变。
⑤在保证玻璃管管口不离开水银面的情况下,水银槽中的水银增加或减少,管内水银柱的高度不变。
⑥若在管的顶部开一个小孔,管中液面将会下降,最终管内外液面相平。
解析
新知梳理
⑦管内外水银面的高度差表示大气压的大小,运用了转换法。托里拆利实验若用水来做,由实验原理得:ρ水银gh水银=ρ水gh水,则h水===10.336 m,所使用的玻璃管要10 m多长,很难操作。
2.测量工具:水银气压计和金属
盒气压计。
解析
新知梳理
三、大气压的变化规律
项目 变化规律 解释说明
与高
度的
关系 ①大气压随高度的增加而 ;
②在海拔3000 m以内,每升高10 m,大气压大约减小 Pa 由于大气压与空气受重力作用有关,因此离地面越高,空气越稀薄,大气压越低
与天气、
季节
的关系 一般晴天气压比阴天 ,冬天气压比夏天 空气中水蒸气含量越大,气压越低
减小
100
高
高
解析
新知梳理
项目 变化规律 解释说明
沸点与
气压的
关系 一般液体的沸点随气压的减小而
,随气压的增大而 用高压锅煮饭,饭熟得快就应用了这一关系
降低
升高
[拓展]在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小其压强增大,体积增大其压强减小。
解析
新知梳理
四、大气压的应用
生活中用钢笔吸墨水、用注射器吸药液、用吸管吸饮料等都利用了大气压。
解析
新知梳理
类型一 大气压强的存在
例1 (2023乐山)如图9⁃3⁃2所示情境与大气压强无关的是
( )
C
图9-3-2
解析
应用示例
[方法指导] 大气压强的存在分析
大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使装置内部的气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
解析
应用示例
类型二 大气压的测量
例2 如图9⁃3⁃3所示,在海平面测定大气压强时,在长约1 m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指。
(1)看到的现象是 。
A.管内水银不下降
B.管内水银面下降到一定高度时就不再下降
C.管内水银下降到与水银槽液面相平
图9-3-3
B
解析
应用示例
(2)将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银槽液面,在这一过程中,管内外水银面高度差将 ;如果换用口径略大的玻璃管进行实验,管内外水银面高度差将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若装水银的玻璃管长度有以下三种,
则选择 (填字母)实验不会成功。
A.70 cm B.90 cm C.110 cm
不变
不变
A
解析
应用示例
(4)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
不会
不会
解析
应用示例
例3 小华利用标有最大刻度值2.5 mL的一次性注射器、弹簧测力计等器材,对大气压的值进行测量,实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔。
图9-3-4
解析
应用示例
b.用细绳拴住注射器活塞颈部,使绳另一端与弹簧测力计挂钩相连,然后水平向右拉注射器,如图9⁃3⁃4甲所示。当注射器中的活塞移动时,记下弹簧测力计的示数为7.5 N,测出注射器带刻度部分的长度为4 cm。
c.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)实验所用的器材:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和 。
刻度尺
解析
应用示例
(2)此注射器活塞的横截面积是 cm2;根据实验数据计算出大气压强是 Pa。
0.625
1.2×105
解析
应用示例
(3)实验结束后,小华又用塑料吸盘挂钩对大气压的值进行测量,如图乙所示。他将吸盘紧紧压在厚玻璃上,测出吸盘的直径为D,然后用弹簧测力计缓慢地拉塑料吸盘直至使其脱离玻璃,读出拉开瞬间的拉力为F,算出大气压的值为 (用字母表示)。他发现测出的大气压值比真实值偏小,导致这种结果的原因可能是 。
吸盘内空气没有排尽
解析
应用示例
[方法指导] 大气压的测量方法
(1)托里拆利实验:在托里拆利实验中,只要外界大气压不变,玻璃管内外水银面的高度差就不会改变,和管的粗细、长度、倾斜角度以及将玻璃管上提或下压(玻璃管口未离开水银面)等因素无关。若有空气进入玻璃管内,则由于这部分空气对水银柱产生一个向下的压强,故会使水银柱的高度减小。
解析
应用示例
(2)大气压的粗略测量:①测量大气压力,明确大气压力和哪个力平衡,从而求出大气压力;②测量受力面积S;③根据p=求出大气压强。
[注意]实验误差主要从三个方面考虑:一是空气不能排净;二是实验设计导致的系统误差,例如摩擦力的存在;三是测量中出现的误差。
解析
应用示例
类型三 大气压的变化
例4 在海拔2 km以内,每升高10 m,大气压约减小111 Pa,若在某处测量,气压计示数是91120 Pa,则该处海拔是 m,该处水的沸点 (选填“大于”“等于”或“小于”)100 ℃。(标准大气压取1×105 Pa)
800
小于
解析
应用示例
[规律总结] 大气压的变化规律
大气压随高度的增加而减小,且它的变化是不均匀的。这是因为高度越高,空气越稀薄,空气密度越小。一切液体的沸点,都是在气压减小时降低,在气压增大时升高。
解析
应用示例
类型四 大气压的应用
例5 如图9⁃3⁃5甲所示是一种“强力吸盘挂钩”。如图乙、丙所示为其安装示意图。安装时,按住锁扣把吸盘紧压在干净的墙壁上(如图乙所示),然后把锁扣扳下(如图丙所示),让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出,使吸盘牢牢地固定在墙上。
图9-3-5
解析
应用示例
(1)正确安装后,吸盘在 的作用下吸在墙面上,挂钩上挂上重物,则重物和该装置总重力的平衡力是 。
(2)若安装好后,吸盘与空气的接触面积为25 cm2,吸盘内外大气压力差F与摩擦力f之间的关系近似为F=2f,则要使吸盘挂钩能挂起5 kg的重物,吸盘内外大气压强差至少为 Pa。(g取10 N/kg)
大气压
摩擦力
4×104
解析
应用示例
[方法指导] 大气压的应用
很多情况下容器内气体的压强跟气体的多少有关。①容器的容积不变且是密封的:若容器内气体排出一部分,则容器内气压减小;若容器内气体增多,则容器内气压增大。②容器内气体质量不变且是密封的:若气体体积增大,则气压减小;若气体体积减小,则气压增大。
解析
应用示例
解析
课堂小结
[大气压强]
1.如图10⁃1所示的现象中,与大气压强无关的是 ( )
图10⁃1
B
课堂反馈
2.如图10⁃2所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验:
图10⁃2
(1)实验中玻璃管内水银面的上方是 的,管外水银面的上方是空气。
真空
课堂反馈
(2)实验中,是 支持玻璃管内的水银柱不会落下。
(3)标准大气压能支持 mm高的水银柱。
(4)如图丁所示,实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
大气压
760
不变
课堂反馈
3.五一假期,小明全家从哈尔滨到西藏游玩,到达西藏后,小明感到呼吸有些困难,爸爸告诉他这是西藏地区海拔高,大气压比哈尔滨 的缘故;并且告诉他大气压对液体的沸点也有影响,气压越低,液体的沸点越 ,所以当地食用牛羊肉以烧烤为主。(均选填“高”或“低”)
低
低
课堂反馈
4.小明用如图10⁃3所示的方法测量大气压强:将一个面积为1×10-4 m2的轻质吸盘按压在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,当弹簧测力计的示数为10 N时,轻质吸盘刚好被拉开,则测得大气压强值约为 Pa。
图10⁃3
1×105
课堂反馈
谢 谢 观 看!
全品初中
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