内容正文:
9.4 大气压强
教科版 八年级下册
教学目标
1.知识与技能
(1)知道大气压强的存在。
(2)了解大气压强产生的原因;
(3)知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
2.过程与方法
(1) 学生进行实验探究,估测大气压的大小,体会科学探究的过程;
(2) 通过对托里拆利实验的学习,使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
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秋高气爽
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秋高气爽
0-10km对流层
地球的大气层
臭氧层
10-50km平流层
50-85km中间层
热层
外层
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0-10km对流层
地球的大气层
臭氧层
10-50km平流层
50-85km中间层
热层
外层
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我们地球被几百千米厚的大气层包围。其中,大部分其他分布在距地球表面几十千米高的范围内。我们生活在大气“海洋”的底层。
一、大气压强
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大气对浸在它里面的物体也有压强,叫做大气压强,简称大气压(atmosphere)。生活中有许多例子能使你感受到大气压强的存在。
一、大气压强
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观察 生活中的大气压强
什么力量把塑料挂钩压在墙上——大气压
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观察 生活中的大气压强
在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上,浇上冷水,塑料瓶怎么会被压扁?——大气压
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观察 生活中的大气压强
为什么墨水会吸进钢笔——大气压
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用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,杯子为什么牢牢吸在气球上?
观察 生活中的大气压强
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观察 生活中的大气压强
为什么装满水的玻璃杯盖上纸片倒立后,纸片不会掉下——大气压
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为了证明大气压的存在,1654年,德国马德堡市市长格里克(Otto von Guericke,1602--1686)。把两个直径约55.9cm的空心铜半球扣在一起。
马德堡半球实验
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马德堡半球实验
把两个直径约55.9cm的空心铜半球扣在一起,抽出球内的空气,然后分别在两个半球上各栓了8匹马向两边拉,结果还是很难拉开。
马德堡半球实验——证明大气压存在
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是什么力量把两个半球压得这么紧?
是空气。
大气的压力有这么大吗?
二、大气压强有多大
用两个塑料挂钩的吸盘可以模拟马德堡半球实验。用测力计测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力,再测出吸盘的面积,可以估算出大气压强的值。
实验探究 估测大气压强的值
新知讲解
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如果测出压力F=200N,吸盘的面积S=20cm2。
实验探究 估测大气压强的值
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1644年,意大利科学家托里拆利利用如图所示的装置,精确的测出了大气压强的值。
托里拆利实验
托里拆利(1608-1647)
如图所示,在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵住管口的手指时,管内的水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
托里拆利实验
托里拆利实验
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把管子倾斜,或换更长一些的管子,或换其他形状的管子,管内外水银面的高度差仍为760mm。
托里拆利实验
托里拆利实验
玻璃管内水银上方是真空,而管外水银面上受到大气压强,正是大气压强支持着玻璃管内760mm高的水银柱。
新知讲解
托里拆利实验
设想在玻璃管中与水银槽中的水银面相平处有一液片,液片静止时,受平衡力作用,受到的压强相等。
托里拆利实验
P大
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托里拆利实验
托里拆利实验
大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等。
p=ρ水银gh
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.01×105Pa。
这样大小的大气压强规定为标准大气压(standard atmospheric pressure)。
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二、大气压强有多大
感受大气压的大小
相当于有10N的压力作用在1cm2的面积上,比大象躺倒时对地面的压强还大。
1标准大气压
=760mm汞柱
=1.01×105Pa。
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二、大气压强有多大
相当于有7个人叠罗汉站立时对地面的压强。
1标准大气压
=760mm汞柱
=1.01×105Pa。
感受大气压的大小
二、大气压强有多大
估算大气对天花板的压力有多大?为什么没有压塌?
教室的天花板的面积约为45m2
解:大气对天花板的压力F=pS=105Pa×45m2=4.5×106N。由于天花板上下都有空气,压强相等,压力相等,是平衡力,作用效果抵消。
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大气压强随高度增加而减小
大气压强与空气的疏密有关系。1648年,帕斯卡发现,离地面越高的地方,那里的大气压强越小。如图所示表示出大气压强随高度变化的情况。
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29
大气压强随高度增加而减小
如图所示表示出大气压强随高度变化的情况。想一想,能否利用这个规律制成高度计?
高度计
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30
测量大气压强——气压计
托里拆利实验——测量大气压强。
无液气压计——指针式气压计
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讨论交流 大气压强与天气
由于太阳的照射,地形的差异等因素,地球表面的大气压强不是均匀分布的。大气压强的地区差异引起空气流动,形成风。
冷空气下沉,形成高压区,热空气上升,形成低压区
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讨论交流 大气压强与天气
饱含水蒸气的热空气上升,在高空中形成云,由此产生一系列的天气现象。所以大气压强是天气预报的重要气象要素之一。
冷空气下沉,形成高压区,热空气上升,形成低压区
新知讲解
讨论交流 大气压强与天气
当大气压强降低时,常伴有多云天气。饱含水蒸气的热空气在高空温度降低,水蒸气液化或凝华成小水滴或小冰晶形成云。
冷空气下沉,形成高压区,热空气上升,形成低压区
新知讲解
讨论交流 大气压强与天气
气压高——晴天;气压低——阴天
冷空气下沉,形成高压区,热空气上升,形成低压区
新知讲解
想一想,利用水做托里拆利实验,水柱大约多高?
1660年托里拆利用水压计突然下降预报一次大风暴
讨论交流 大气压强与天气
新知讲解
想一想,利用水银做托里拆利实验,水银柱大约760mm高;利用水做托里拆利实验,水柱大约为10.3m。同样粗细的管子,哪个刻度区分度大?精确度哪个高?
1660年托里拆利用水压计突然下降预报一次大风暴
讨论交流 大气压强与天气
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利用水做托里拆利实验,刻度区分度大,精确度高。所以用水柱的变化预测天气变化更精确。
1660年托里拆利用水压计突然下降预报一次大风暴
讨论交流 大气压强与天气
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1.下列说法正确的是 ( )
A.只有马德堡半球实验才能证明大气压存在
B.空气吸盘挂钩证明大气压的存在
C.用嘴吸饮料不能证明大气压的存在
D.装满水的杯子用纸盖住后倒立水不会流出是因为水有吸引力
B
课堂练习
2.下列说法错误的是 ( )
A.马德堡半球实验证明大气压的存在
B.托里拆利实验能测量大气压的值
C.模拟马德堡半球实验不可以测量大气压的值
D.做托里拆利实验管中水银面上方为真空
C
课堂练习
3.下列说法正确的是 ( )
A.大气压强随高度的增加而增大
B.大气压强随高度的增加而减小
C.在珠穆朗玛峰的气温低,气压高
D.当气压升高时,常伴有阴雨天气
B
课堂练习
4.下列不是利用大气压工作的是( )
C
A.塑料吸盘 B.吸管吸饮料 C.茶壶 D.钢笔吸墨水
课堂练习
5.下列说法错误的是 ( )
A.1标准大气压为760mm水银柱
B.1标准大气压为1.01×105Pa
C.1标准大气压能支持高约为10.3m水柱
D.1标准大气压相当于1N的压力作用在1cm2的面积上
D
课堂练习
课堂总结
一、 大气压强
大气对浸在它里面的物体也有压强,叫做大气压强,简称大气压。塑料吸盘、吸饮料、马德堡半球实验能证明大气压的存在。
二、 大气压强有多大。
托里拆利实验测量大气压的值。托里拆利实验中玻璃管上方为真空。
1标准大气压=760mm水银柱=1.01×105Pa≈105Pa;
1标准大气压能支持水柱高约10.3m
大气压强随高度的增加而减小;大气压与天气有关,晴天高,阴天低。
板书设计
一、 大气压强
大气对浸在它里面的物体也有压强,叫做大气压强,简称大气压。塑料吸盘、吸饮料、马德堡半球实验能证明大气压的存在。
二、 大气压强有多大。
托里拆利实验测量大气压的值。托里拆利实验中玻璃管上方为真空。
1标准大气压=760mm水银柱=1.01×105Pa≈105Pa
1标准大气压能支持水柱高约10.3m。
大气压强随高度的增加而减小;大气压与天气有关,晴天高,阴天低。
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