8.3 大气压强与人类生活（教学课件）物理新教材沪粤版八年级下册

null每个人家里都有锅，装上水，盖上锅盖，放在炉子上点火就可以烧水了。最开始一切平静，内外都是大气压，二者相等，不过水沸腾之后会产生大量的水蒸气，水面上方的气体急剧增多，而空间只有这么大，所以气体压强急剧增大，外界依然是大气压不变。当里面压强增大到一定程度，气体就会推开锅盖跑出来，锅里气体减小，压强减小到一定程度，锅盖又再次压上，然后水蒸气又使得气压增大，再次推开锅盖，如此往复，你就可以看到锅盖上下扑腾。我们已经知道一个标准大气压下水的沸点为一百摄氏度，如果是在炖骨头，水沸了之后可能要炖很久，如果水温能升高一些，就会快很多，而沸点是跟气压有关系的，气压增大，沸点就升高。所以为了让沸水高于100摄氏度，只能想办法让锅里的气压增大，那就压着锅盖儿，不让里面的气体跑出来，这样肯定能让沸点升高。不过好烫呀，太麻烦了。那就让锅盖和锅身机械咬合在一起，不用手按，里面的气体也跑不出来，自然就能让沸水超过100摄氏度，这其实就是高压锅了，不过这是有危险的，高压锅里气压一直增大，从外面无法观察，万一气压增大过大，你懂的泵会爆炸，这可就太不安全了。所以高压锅有一个排气孔和安全阀，保障安全。排气孔连通锅内外，安全阀搭在其上。正常加热时，安全阀盖住排气孔形成密闭空间，锅内气压不断增大，但是气压一旦增大到某个值，里面的气体就会顶开，安全阀成功放气降压。由此可见，当安全阀刚好被顶起的时候，里面气体的压强达到最大，再大就不行了，就飞出去了。我们可以对此时的安全阀做个受力分析，它受到自身的重力、外界大气压向下的压力P0乘以S1，以及内部气体对它向上的压力P乘以S2，安全法刚好被顶起，说明此时合力为零，向上的力就等于向下的力，不过这S1、S2是什么面积呢？很显然，国内气体作用的面积就是排气孔的横截面积，所以S2就是排气孔的横截面积，那S一呢？大气压作用在安全阀的上表面，那就是这个面积吗？当然不是。安全阀下表面也有空气，会产生向上的压力，上下抵消。真正有效的作用面积其实也是排气孔的横截面积棒。这下只要知道安全阀的重力、排气孔的横截面积、外界大气压，就可以算出高压锅内的最大压强了。查阅沸点和气压的关系，我们还能预测锅内的温度。但是当安全阀重力越大锅内的气体要顶开，它就需要更大的压强。如果用东西压住高压锅的安全阀，有可能增加到所能承受的最大值时，也推不开安全阀，那么它就只能撑爆锅体造成事故了。好了，总结一下高压锅的受力分析。当安全阀恰好被里面的气体顶起时，锅内压强达到最大，此时它受到重力、大气压向下的力和里面气体向上的力，三力平衡，要求最大气压找到这些物理量的值就可以了。安全阀的重力影响锅内压强的最大值，使用时不能压住安全阀。注意安全，你明白了吗？呵呵。 小胖子自从学会了大气压强的测量，天天拿着试管和水银玩。看这是10毫米的水银柱，小胖子用它密封住了试管中的部分空气，外界为一个标准大气压760毫米水银柱，此时水银柱静止，那被水银柱密封的这部分气体压强为多少？分析一下呗。对，这个页面向上就是内部气体对它的压强，向下这里是大气压，还有这十毫米水银柱产生的液压。既然此时大气压为760毫米水银柱，那现在一共就有760加十等于770毫米高的水银柱压在了这个分界面上，而现在静止，所以分界面下方的气压就是770毫米水银柱棒，所以这部分压强已经不再是大气压强，而是封闭气体的压强，这个要注意。小胖子将试管转过了180度水银柱，往下移动一段之后再次静止。那此时管内的空气压强变为多少？看此时大气压向上托起了这段水银柱和里面的空气，既然静止，大气压就等于水银柱的压强加上方空气的压强，那这部分气体压强就为760，减去十等于750毫米水银柱。在接着来玩，小胖子将试管转过90度，现在水平了，水银柱移动一段距离之后再次静止，此时试管内空气压强为多少？太简单了，这段水银柱静止说明两端压力相等，左侧压强就是外界大气压760毫米水银柱，那么右侧压强只有等于左侧大气压强水银柱才能静止，所以此时这部分气体的压强就是760毫米水银柱。棒棒哒。总结一下此类气体压强、液体压强平衡的计算，在处理管内封闭空气压强时，首先明确这已经不是大气压强了。其次分析时可以将大气压转化为760毫米水银柱来进行比较计算，选取合适的分界面或者液柱，利用压强平衡上下压强相等或者左右压强相等。你学会了吗？呵呵。 null第八章 压强 第3节 大气压与人类生活 2025 春季新教材版 八年级下册沪粤版 教学 目标 新课 导入 课堂小结 怎样知道大气有压强 课堂 练习 怎样测量大气压 目录 理解大气压强的概念、产生原因及测量方法。 掌握大气压强与高度、天气及沸点的关系。 能设计实验探究大气压强的存在及特点。 能分析大气压强变化规律，理解其在生活中的应用。 能用简单器材验证大气压强的存在。 会用气压计测量大气压强并分析结果。 实验中严谨规范，增强对自然现象的好奇心。 认识大气压强对生活的影响，培养解决实际问题的能力和责任感。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 新课导入 生活再体验 将一个煮熟的鸡蛋，剥去外壳，放置在一个瓶口小于鸡蛋的瓶子上，你有办法让瓶子把鸡蛋整个吞下去吗? 怎样知道大气有压强 观察与思考 地球是我们的家园，它被厚达80～100 km的大气层包围着。大气和其他物质一样具有质量，也受到地球的引力，并和液体一样具有流动性。那么，大气是否也会产生压强呢？ 怎样知道大气有压强 [思考]观察图，将玻璃杯装满水，用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来,会出现什么现象？你能解释其中的原因吗？ 现象：硬纸片没有掉下，托住了一杯水。 原因：与硬纸片接触的只有空气，所以一定是空气对硬纸片施加了力的作用。 怎样知道大气有压强 [思考]观察图，将挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上，尽量挤出吸盘里面的空气，在挂钩上挂一定质量的重物，能观察到什么现象？你能解释其中的原因吗？ 吸盘没有掉下来是因为吸盘贴在光滑的墙壁上时，吸盘内几乎没有空气，使吸盘内部压强小于外界大气压，所以是大气压将吸盘紧压在墙壁上而使其掉不下来。 怎样知道大气有压强 马德堡半球实验 1654年5月8日，德国马德堡市市长奥托·冯·格里克 ( O.von Guericke，1602—1686 ) 做了一个轰动一时的实验。他把两个半径约为20 cm的中空铜质半球紧密地结合成一个大圆球，并抽去球内的空气。这时，许多人使劲也拉不开。后来，市长叫人拉来了16匹马，分成两队使劲拉，在一声巨响中，两个半球被拉开了。这就是物理学史上著名的马德堡半球实验。是什么神奇的力量使两个半球紧紧地粘在一起的呢？ 怎样知道大气有压强 观察与思考 [阅读课本]P85“马德堡半球实验” [思考]你能对“马德堡半球实验”进行合理的解释吗？ [提示]抽出金属半球内的空气，两个金属半球在大气压强的作用下，被紧紧地压在一起，因而很难将它们拉开。 [小结]马德堡半球实验，不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。 大量实验证明，大气确实存在着压强。由大气产生的压强叫做大气压强 ( atmospheric pressure ) ，简称大气压。 怎样测量大气压 观察与思考 估测大气压 大气压多大呢？我们可以用一个简单的实验作粗略的测定。 如图所示，先把注射器的活塞推至顶端，把管内空气排出，用橡皮帽把它的小孔堵住。然后在活塞下端悬挂钩码，并逐渐增加钩码数量，直到活塞将开始被拉动时为止。 为了用这个实验估测出大气压的值，需要测量哪些物理量？ 请列出用测得的物理量表示的大气压表达式。 你估测的大气压的数值是多少？ 怎样测量大气压 [阅读课本]P77活动2“估测大气压” [思考]实验中我们如何测量大气对活塞的压力？ [提示]活塞将要被拉动时，钩码的重力等于大气对活塞的压力。 [思考]实验时，为什么要把活塞推至注射器的顶端？ [提示]尽量排尽注射器里的空气。 [思考]实验时，需要测量哪些物理量？ [提示]注射器上有刻度部分的总长度L，注射器上有刻度部分所对应的容积V，活塞刚刚开始运动时所挂钩码的重力G。 怎样测量大气压 [归纳提升]大气压的表达式 [思考]实验时发现注射器内空气无法排尽，且活塞与注射器间的摩擦较大，这将导致测得的大气压值如何变化？ 注射器内空气无法排尽会使测量值偏小，摩擦力较大会使测量值偏大。 怎样测量大气压 [阅读课本]P77~79“1643年……显示气压的大小。” [思考]大气压强与玻璃管内汞柱产生的压强有什么关系？ 汞柱静止，说明大气对汞柱的压力等于汞柱的重力，由于接触面相同，所以大气压强与汞柱产生的压强相等。 [思考]托里拆利在实验前将玻璃管内装满汞的目的是什么？ 避免有空气进入使实验结果产生误差。 [思考]当玻璃管倾斜时，测量的是汞柱的高度还是长度？ 汞柱高度是指玻璃管内、外汞液面的竖直高度差，不是指倾斜时玻璃管内汞柱的长度。 怎样测量大气压 [思考] 玻璃管的粗细对测量结果有影响吗？ 玻璃管的粗细不会影响大气压强的测量，因为液体的压强只与液体的密度、深度有关，与液体受到的总重力、体积无关。 [思考] 你知道托里拆利实验中所用的科学探究方法是什么吗？ 转化法 [思考] 760 mm汞柱的压强到底是多少？ 通常把高760 mm的汞柱产生的压强作为1个标准大气压，符号为1 atm，1 atm的值约为1.013×105 Pa。 怎样测量大气压 水 银 气 压 计 金属盒（无液）气压计 【测量大气压的仪器 —— 气压计】 大气压与人类生活 观察与思考 某人在旅行中发现携带的充 气包装的零食涨袋了，他可 能是去哪里旅行了呢？ 去高原、登山等（海拔升高） 大气压随海拔的升高而降低，在海拔2 km以内，每升高10 m，大气压约减小111 Pa。 大气压与人类生活 生活中我们用高压锅可以把食物煮得更烂，但在高原地区必须用高压锅才能煮熟米饭，这是为什么呢？ 观 看 视 频 大气压与人类生活 水的沸点在标准大气压下是100 ℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。 在我国青藏高原，大部分地区水的沸点仅为84~87 ℃。 观 看 视 频 大气压与人类生活 —— 活塞式抽水机 【应用大气压的例子】 课堂小结 课堂练习 考点一：证明大气压存在和托里拆利实验 【典型例题1】 【答案】B 如图所示，小明利用托里拆利实验测量大气压强的值。 下列判断正确的是（　　） A．将此装置顶部开一个小洞，水银会向上喷出 B．将玻璃管稍微倾斜，管内外水银面高度差不变 C．将此装置从地面移至山顶，玻璃管内水银面会上升 D．换用粗玻璃管做实验，管内外水银面高度差减小 课堂练习 【迁移训练1】 如图为一种可感知天气变化的工艺玻璃，内装适量有色液体。A为密闭球体，B为上端开口的玻璃管，底部与A相连。关于此工艺玻璃，下列说法正确的是（　　） A．该瓶是连通器 B．若将此瓶从十楼拿到一楼，B管液面会上升 C．A球和B管液面相平时，表示内外气压一致 D．通常晴天大气压比阴雨天高，则阴雨天静置 室内B管液面比晴天低 【答案】C 课堂练习 考点二：大气压的计算 【典型例题2】 【答案】10kg 把注射器的活塞到针筒顶部时，用橡皮帽封住针筒的小管口，如果活塞的横截面积是10 cm2，大气压强一个标准大气压，在活塞下面最少挂多大质量的物体才会把活塞从针筒中拉出来？（活塞质量不计） 课堂练习 【迁移训练2】 【答案】（1）1×104个；（2）大气压对房屋，室内外都有大气压，屋顶所受大气压力差为0，所以不能压塌 屋顶的面积为50m2，大气压强为105 Pa，那么： （1）大气对屋顶的压力相当于多少个人所受的重力？（设人均体重为500N） （2）这么大的压力为什么没有把屋顶压塌？ ENDING! 2024 Thank you for watching! 谢谢观看 @物理怪怪怪 Lavf57.25.100 $$小胖子在知道大气压存在后，做了一个覆杯实验，将杯子装满水，盖上轻质塑料片，然后倒过来发现塑料片和水没有掉下来。大气压正拖着他们，换了一个高一些的被子，发现还是没有掉下来，大气压的作用杠杠的那再换一个高的试试，高高高都没掉。大气压太牛了，能不能无限高呢？当然不能对水做一个受力分析，受到自身的重力，还有一个大气压向上托的力。你想大气的支撑力越大，水珠就能越高，但是大气压必定不能无限大，有个具体大小，那水珠的高度就是个定值，稍微多一点，塑料片就会掉下来，回到恰好抬起的那一刻。可以认为，此时塑料片受到两个力，一个是水的压力，一个是大气的压力。此时水的压力等于水的压强乘以受力面积，而大气给他的压力等于大气压强P0乘以受力面积，塑料片在这两个力下平衡面积一样。Oh my god, 他们就相等了。那到底能拖出多少水呢？小胖子试遍了家中所有的杯子，大气压都稳稳托住了，看来水太深焦体弱了，做这个实验不合适，找个密度大的，比如彪悍水银。其实早在公元1643年，意大利的科学家托里拆利就做了这么一个实验，他也想测量一下大气压到底有多大。他制造了长约1米，一端封闭的玻璃管里面灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指。如果大气压足够大，一定可以稳稳拖住这么多水银。但是没那么大，管内水银面开始下降了。巴特水银面下降到一定高度就再也不动了，这里就是真空的，说明大气压就只能支撑这么高的水银柱，也就是大气压等于这么高的水银柱产生的压强。你也许会问，为啥相等的同种液体静止时，同一水平液面的压强相等，这个面上都等于大气压P0，而这里也等于上方水银柱产生的压强，所以二者相等。既然是和液体压强相等，那你用粗管或者细管来做的时候就都没有影响了，因为P水银等于这个式子，同种液体压强只和深度有关。测量了一下，管内外水银面的高度差为760毫米，完美。不管是向上提起试管一点，还是向下压一点，是一面纹丝不动，把玻璃管倾斜，管内水银开始向上爬，但惊悚的是依然保持竖直，高度差为760毫米。因为此时大气压是个定值，与之相等的液体产生的压强也是定值，而液体是水银不变。电压值和深度有关，深度指的是这个面到这个面的垂直距离，而不是这段长度，所以还是760毫米，可以算出大气压了。P0就等于柔水银，GH带入水银高度760毫米，水银的密度3.6克每立方厘米，小G等于9.8牛每千克，计算一下约为1.013乘以10的5次方帕，这就是一个标准大气压。如果你懒得算一个标准大气压，也可以直接用水泥柱的高度来表示。P0等于760毫米水银柱，HG是水银的化学式。不懂的就请收看格格答，看用大气压能够托高的液柱就算出了大气压的大小。而一标准大气压可以用760毫米的水银柱产生的液压来代替，这就是等效思想，实在太棒了。总结一下，托里拆利实验利用等效思想测量出了大气压大小等于760毫米水银柱产生的压强。一个标准大气压为1.013乘以10的5次方帕斯卡，你明白了吗？呵呵。 小胖子上回去游泳，一不小心发现了液体压强的真相，液体有重力，有流动性，所以对容器底部和侧壁有压强。小胖子出水之后接着思考。我们生活在地球上，从地面往上数千米的范围有一个大气层，大气也像个海洋，平时我们都浸泡在大气海洋之中，空气也有重力，如果把你上课的教室里的空气全部收集起来，放到一个木桶里面，那个重力比你还要重。再有小风一吹凉爽大气具有流动性。所以这两个就是大气压强产生的原因喽。完全正确。不过大气压强有一些特别的地方。由于我们生活在大气海洋的底部，大气层越往上空气越稀薄，密度越小。所以随着海拔越高，大气压却越来越小，这就是为什么在高原地区会呼吸困难。平时肺部只要稍微膨胀，就可以让体内气压小于外界大气压，空气顺利被压入肺，不完成吸气动作。而在高原地区，外界气压减小，只有肺部膨胀到足够大，才能让体内气压小于外界气压，顺利吸到气。所以，好累的气压还跟季节有关，夏天的气压一般低于冬天，这是因为夏天温度高，空气热胀冷缩变得比较稀疏，因此气压就会降低。那晴天的气压与阴天的气压谁大？如果你常看天气预报，一定知道高气压一般是晴天，所以晴天气压要高于阴天。好了，总结一下大气压强的产生原因就是重力与流动性。它的影响因素有很多，一般夏天的气压低于冬天，晴天的气压高于阴天，你记住了吗？呵呵。 null