8.3 空气的“力量”课件 2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第三节 空气的“力量” 第八章 压强 学习目标 大气压强的存在 大气压强的测量 大气压与人类生活 知1－讲 感悟新知 知识点 大气压强的存在 1 1. 覆杯实验 实验操作 把装满水的玻璃杯放在桌上，盖上硬纸片，然后把杯子倒置，松开压住纸片的手，观察纸片是否会掉下 转动玻璃杯，改变杯口的朝 向， 观 察 纸 片 是 否 会掉下 知1－讲 感悟新知 现象分析 倒置后，纸片掉不下来，说明纸片受到了力，纸片周围只有空气，所以这个力是空气施加的 杯口朝向不同方向，纸片都不掉下，说明空气向各个方向都有力的作用 结论 大气压强确实存在 大气向各个方向都有压强 感悟新知 知1－讲 知识链接 大气压强和气体压强区 大 气 压 强：地 球 大 气 层中 的 空 气 内部 各 个 方 向都 存 在 的压强 气 体 压强： 密闭 在 某个 空 间内 的 气体压强 整 个 地 球 上的 大 气 是 相通 的， 如 果温 度 升 高，此 地 气 压 增大， 会 使 气体 向 其 他 地方 流 动， 故地 表 附 近 的大气压相等 密 闭 气体 压 强会 随 温度 和 体积 的 变化而变化 感悟新知 知1－讲 实验及现象 准备大小两支试管，大试管里装满水，把小试管开口向上放到大试管里，一起倒过来，会发现小试管沿大试管自动上升 用易拉罐装适量的水在酒精灯上加热至沸腾。然后，用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精灯，过一会后，发现易拉罐被压瘪 将点燃的棉球扔入瓶口向上装有细砂的广口瓶中，迅速将剥了壳的熟鸡蛋塞住瓶口，火熄灭后， 观察到鸡 蛋慢慢被 吸入瓶内 2. 生活中能证明大气压存在的实验现象 感悟新知 知1－讲 现象解释 大试管里的空气被水排 走， 小 试 管 在 大气压的作用下被压了上去 易拉罐内的空气被加热后产生的水蒸气排走，温度降低后罐内气压减小，外界气压将罐压瘪 用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口，瓶内的棉球停止燃烧，温度降低，气压减小，而瓶外大气压不变，瓶外大气压将鸡蛋压入瓶中 结论 大气对浸在其中的物体有压强 续表 感悟新知 3. 马德堡半球实验 1654 年，德国马德堡市市长奥托· 格里克，将两个空心铜半球紧扣在一起抽出球内空气，用 16 匹马才拉开，证明大气压的存在（如图 1 所示）。 知1－讲 感悟新知 4. 大气压产生的原因 知1－讲 大气为什么有压强 大气为什么向各个方向都有压强 感悟新知 知1－讲 实验点拨 怎样使大气压强“原形毕露” 大气压虽然普遍存在，但在日常生活中如果不善于观察，却并不能感到它的存在，这是因为研究对象两侧同时受到大气压的作用，其作用效果相互抵消，从而不能表现出来，要想使大气压“原形毕露”，必须要削弱某一侧的气压，使物体的两侧产生压力差 ,其作用效果就会明显地显现出来。生活中人们常常采用排空气法和加热法来使物体两侧产生压力差。 感悟新知 总结归纳 (1)大气压（强）：大气对浸在它里面的物体产生的压强。 (2)大气向各个方向都有压强。 深入思考 如图 2 所示，大气压很大， 为什么没有把房子压塌？ 知1－讲 感悟新知 知1－讲 深度理解 因为房子内也有大气，房子内外受到大气的压力相等，方向相反，所以房子不会被压塌。 知1－练 感悟新知  [ 一模·东莞 ] 如图 3 所示，将一端开口的塑料管中盛满水，用一张硬纸片盖着，轻轻倒过来，观察到水不流出，硬纸片不掉落，这是由于纸片受到了________的作用，它最早是由_____________实验证实存在的，如果在塑料管的上端开个小孔，纸片将  _______（填 “会”或“不会”）掉落。 例1 大气压 马德堡半球 会 知1－练 感悟新知 解题秘方：管中水不会下落，是因为纸片下部受到了大气压力；若在管上端开个小孔，管中水的上方也受到大气压力，此时纸片和水会落下。 知1－练 感悟新知 解析： 将装满水的塑料管用纸片盖住，迅速倒置，纸片不会往下掉，这是因为纸片下端受到了大气压强的作用，它最早是由马德堡半球实验证明存在的；如果在塑料管上端开个小孔，管中水上方的大气压与管外大气压相等，管中的水和纸片在自身重力的作用下下落。 知1－练 感悟新知 1.如 图 所 示，用“ 覆杯实验”来感受空气的 “力量”时，某同学认为卡片不掉落的原因是纸杯里的水“粘”住了卡片。为了确定卡片不掉落的原因是水的作用还是空气的“力量”，接下来应该进行的操作是________________________________________ ______________（可任意选择器材），若观察到___________ 现 象就可以说明是空气的“力量”导致卡片不掉落。 在密闭钟罩内做覆杯实验，抽出钟罩内的空气(合理即可) 卡片掉落 感悟新知 知2－讲 知识点 大气压强的测量 2 1. 托里拆利实验测量大气压 (1) 实验过程 实验步骤 在长约 1 m 的玻璃管内装满水银，封住口后倒置插入水银槽；再将玻璃管倾斜，观察管内外液面高度差 感悟新知 知2－讲 深入思考 为什么不能用 p=ρgh 准确计算大气压的值？ 现象 水银柱下降直至某一高度处停止，与管外水银面形成高度差，托里拆利实验测得高度差约为 760 mm 结论 用刻度尺测出高度（大气压托起水银柱的高度），计算出大气压的值 知2－讲 感悟新知 深度理解 大气不均匀，越到高空，空气越稀薄，密度越小，同时大气层的顶端没有严格界限，因而地表附近某点大气深度也无法知道，故不能用p=ρgh压强公式计算大气压。 感悟新知 知2－讲 (2) 理论分析 示意图 理论推导 设想在管内与管外水银面相平处取一液片AB，液片 AB 处于静止，受到的是平衡力 对液片 AB 进行受力分析（受压分析） F 向上 =F 向下p 向上 =p 向下p 大气 = p 水银 = ρ 水银 gh=13.6× 103 kg/m3×9.8 N/kg× 0.76 m ≈ 1.01× 105 Pa 知2－讲 感悟新知 释疑解难 液片 AB 向上的压强是大气压强，因为加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。因此，水银面上的大气压强能够被水银大小不变地向各个方向传递。 感悟新知 知2－讲 (3)探究水银柱的高度差是否会变化 实验操作 玻璃管倾斜 换粗玻璃管 管中混有空气 实验结果 管内外液面高度差不变 管内外液面高度差不变 管内外液面高度差减小混有空气 感悟新知 知2－讲 结论 管内外液面高度差只与大气压的大小、玻璃管上方是否有空气有关，而与玻璃管是否倾斜、粗细无关 分析 根据 p 大气 = p 水银 = ρ 水银 gh 可知， h = = ，可知管内外液面高度差只和大气压值有关 知2－讲 感悟新知  特别提醒  关注实验细节 1.水银柱高度是指管内外水银面的竖直高度差。 2.水银会挥发变成水银蒸气，水银有毒，注意安全。 感悟新知 知2－讲 深入思考 托里拆利实验中为什么不使用水？ 知2－讲 感悟新知 深度理解 因 为 p 大 气 =p 水 =ρ 水 gh 水，所 以 h 水 = =≈10.3 m。 如果使用水来做实验，高度差会高达10.3 m，要用10 m多长的玻璃管来做这个实验，很不方便，故托里拆利实验中不用水。 感悟新知 知2－讲 2. 气压计  测定大气压的仪器。 管式弹簧压强计 汞气压计 优点：使用方便 缺点：不精确 优点：精确 缺点：不方便携带 感悟新知 知2－练 如图 4 所示，是模拟“托里拆利实验”的实验过程。 例2 知2－练 感悟新知 解题秘方：在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压的大小，大气压不变，水银柱的高度不变。 感悟新知 知2－练 (1)在玻璃管内灌满水银，手指堵住管口倒放入水银槽中，这样操作的目的是防止管内混入  ________。 空气 解析： 手指堵住管口倒放入水银槽中，这样操作的目的是防止管内混入空气。 感悟新知 知2－练 (2)实验中测得玻璃管内外水银面的高度差约为________ mm。 760 解析： 由图丙知，玻璃管内外水银面的高度差约为 760 mm。 感悟新知 知2－练 (3)实验过程中，若保持玻璃管口不离开水银面，将玻璃管倾斜，水银柱长度________ ，高度________ 。（均填“变长”“不变” 或“变短”） 变长 不变 解析： 玻璃管倾斜时，管中水银柱长度变长，高度不变。 感悟新知 知2－练 (4)若在图丙实验过程中，不小心将玻璃管的顶部打破了，则能看到的现象是________________________________________   。 玻璃管中水银会下降到与管外水银相平为止 解析： 不小心将玻璃管的顶部打破了，这个装置就相当于一个连通器，所以玻璃管中水银会下降到与管外水银相平为止。 感悟新知 知2－练 (5)若在图甲实验过程中，没有将水银灌满玻璃管，会导致最终测得的大气压值比真实值________ （填“大”或“小”）。 小 解析：若在图甲实验过程中，没有将水银灌满玻璃管，管中进入少量空气，则空气会产生一定的向下的压强，管中水银柱高度将减小，与管外水银面的高度差会变小，故会导致最终测得的大气压值比真实值小。 知2－练 感悟新知 2. [ 期中·南京鼓楼区校级 ] 小微同学利用托里拆利实验装置测量大气压，如图所示。 知2－练 感悟新知 (1)将 装 满 水 银 的 玻璃管倒放入水银槽内，松 开 手 指，待 液 面 稳定后，玻璃管内水银面上 方 形 成_______ ；测出的 高 度 差 如 图 丙 所示，则当地大气压相当于_________ mm 水 银 柱产生的压强。 (2)小微怀疑玻璃管上方不是真空，她要怎样操作判断：__________________________________________________________。将 玻 璃 管 换 成 更 粗 的玻璃管，水银柱的高度将 _________。 真空 750 把管倾斜，高度低于750 mm，如果管上方充满水银，说明是真空 不变 知3－讲 感悟新知 知识点 大气压与人类生活 3 1. 标准大气压 (1) 标准大气压：大气压的值是变化的，通常把支持 76 cm高水银柱的气压值称为 1 个标准大气压。 (2)1 个标准大气压（atm） =1.013×105 Pa。 感悟新知 知3－讲 释疑解难 大 气 压随 海 拔高 度 增加 而 减小 越 到 高 空，空 气 越 稀薄， 密 度 越小， 大 气 压越小 晴 天 大气 压 高于 阴 天大气压 因 为 阴 天 空气 中 的 水 蒸气 含 量 多，故 晴 天 空 气密 度 大 于 阴天 空 气 的 密度， 故 晴 天大气压高 冬 季 大气 压 高于 夏 季大气压 冬季温度低，空 气 的 密 度较 大， 故 大气压较高 感悟新知 2. 大气压值与高度关系 结论 大气 压值 随 高度 增 加而 减 小。海 拔 越高，大气 压越小。 知3－讲 感悟新知 3. 高压锅原理 (1) 气压与液体的沸点的关系 知3－讲 实验操作 烧瓶中的水正在沸腾，用注射器通过橡皮管向其上方打气，观察水的沸腾情况 烧瓶中的水正在沸腾，将其下方酒精灯撤去，用注射器向 外 抽 气， 观 察 水 的 沸 腾情况 感悟新知 知3－讲 现象 烧瓶中的水停止沸腾了 烧瓶中的水又重新沸腾了 结论 液体表面的气压越大，沸点越高；液体表面的气压越小，沸点越低 感悟新知 (2) 高压锅原理 知3－讲 制造原因 在高山上，在 80℃左右，水就沸腾了。这样的“沸水”不能把饭菜煮熟 解决方法 使用高压锅，由于密封，它的气压可达 1.3 个大气压，沸点可达 120 多摄氏度，便于煮熟一些不易熟烂的食物 制造原理 液体表面的气压越大，沸点越高 感悟新知 知3－讲 拓展提高 医药制药时需要除去溶液药品中的水分，但药品温度又不能超过70℃。可以这样操作：将药液装在密闭容器中加热，不断用抽气机抽取药液上方空气，降低气压，从而降低水的沸点，使水在低于 70 ℃时沸腾，迅速汽化成水蒸气，达到除去水分的目的。 感悟新知 4. 大气压应用 知3－讲 应用 吸盘挂钩为什么能吸在墙上？ 钢 笔 为 什 么 能吸墨水？ 饮料是否是吸上来的？ “拔火罐”为什么会吸在皮肤上 ? 解释 吸盘内空气被压出时，外部空气对吸盘的压力将吸盘压在墙壁上 用 手 捏 住 橡 皮管 松 开 后， 管内 气 体 体 积 增大，压强减小，下 方 墨 水 在 大气 压 作 用 下 被压进橡皮管 吸饮料时，吸管内的气体减少，管内气压减小，杯中的饮料在大气压作用下被压入嘴中 火罐内空气受热膨胀排出部分气体，当温度降低后，罐内气体压强减小，外界大气压把罐子压在人的皮肤上 知3－练 感悟新知 如图 6 所示为同一包密封食品分别在珠海市内 和青藏高原的两张照片，两地温度基本相同。图片_____ （填 “甲”或“乙”）是在青藏高原拍的，原因是从低海拔地区到高海拔地区，大气压强_____ 。袋内气压_____ 。（后两空均填“变大” “变小”或“不变”） 例3 乙 变小 变小 知3－练 感悟新知 解题秘方：注意大气压和密闭气体压强的不同。密闭气体的质量和温度一定时，气体的体积越大，气压越小。 知3－练 感悟新知 解析： 海拔高度越高，大气压强越小，则从低海拔地区到高海拔地区，大气压强变小，在袋内气体压强的作用下，袋内气体体积会变大，包装袋会鼓起一些，所以图乙是在海拔较高的青藏高原拍摄的；从低海拔地区到高海拔地区，包装袋内气体的质量不变，由题知两地温度基本相同，但袋内气体体积变大，根据气体压强与体积的关系可知，袋内气压会变小。 知3－练 感悟新知 3.人呼吸过程的 模 拟装置如图所示，当向下拉动橡皮膜时，容器内的气压 将_______ （ 填“ 变大”“不变”或“变小”），气 球 在_______ 的 作 用下体积变大，完成吸气过程。 变小 大气压 空气的“力量” 大气压的测量 马德堡半球实验 大气压 产生原因 托里拆利实验 重力 流动性 大气压的应用 证明大气压 存在的实验 课堂小结 $$