内容正文:
8.3空气的“力量”
是什么力量把可
乐瓶压扁了呢?
引入新课
感受大气压强的存在
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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(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?
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。
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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(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。
(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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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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知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
实验1.“真空罩”中的塑料瓶
抽气
放进气
大气内部向各个方向都有压强。
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
实验1.“真空罩”中的塑料瓶
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
2.演示实验——《大气压支撑水柱》
图1
图2
图3
抽出空气
放进空气
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
2.演示实验——《大气压支撑水柱》
①1654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36cm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。
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
3.马德堡半球实验
②分析马德堡半球实验
球体内部没有气体,也就没有向外的压强(压力),外部有大气,对半球的四周表面有压强,所以是大气压强(压力)把两个半球紧紧压在一起。马德堡半球实验,证明大气存在压强并且很大。
p大气压
p大气压
p大气压
p大气压
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
3.马德堡半球实验
课堂影院——《马德堡半球实验》
知识讲解
任务一、 实验探究:大气压的存在
3.马德堡半球实验
4.大气压
(1)大气层: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。
(2)大气压强: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,简称大气压。
(2)大气压产生的原因:地球周围的空气层因地球的吸引而受到重力作用,同时空气又具有流动性,因此大气对浸在空气中的物体表面就产生了压强。
(3)大气压的特点
①在大气层内部向各个方向都有压强;
②在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。
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任务一、 实验探究:大气压的存在
1.大气压存在的现象
吸饮料
针管吸药液
钢笔吸墨水
任务二、大气压强的测量
知识讲解
一切吸液体的过程都是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程
① 图甲:喝饮料时,吸出吸管内空气→吸管内气压减小
→外部大气压大于吸管内气压→饮料在气压差作用下上升。
② 图乙:换成细长玻璃管后,逐渐抽气→玻璃管内气压逐渐减小→大气压和玻璃管内气压差逐渐增大→玻璃管内液柱逐渐升高。
任务二、大气压强的测量
知识讲解
2.从“喝饮料”到“测量大气压”
3.大气压能支撑多高水柱。
任务二、大气压强的测量
知识讲解
4.托里拆利实验
任务二、大气压强的测量
知识讲解
水银的高度和水银的多少、管的粗细、倾斜无关。
4.托里拆利实验
任务二、大气压强的测量
知识讲解
F水银
F大气
建立物理模型
标准大气压 p0= 1.013×105 Pa
粗略计算标准大气压可取为105 Pa
4.托里拆利实验
任务二、大气压强的测量
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5.气压计
气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
(1)水银气压计
在托里拆利实验中,如果玻璃管旁立一个刻度尺,读出水银柱的高度,就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。
水银气压计比较准确,但携带不便。
任务二、大气压强的测量
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(2)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。
管式弹簧压强计
原理示意图
5.气压计
任务二、大气压强的测量
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(3)金属盒气压计(又称无液气压计)
它的主要部分是一个波纹状真空金属盒,气压变化时,金属盒厚度会发生变化,传动装置将这种变化转化为指针的偏转,指示出气压的大小。
金属盒气压计
氧气瓶和灭火器上的
气压计也是一种无液气压计
5.气压计
任务二、大气压强的测量
知识讲解
二、托里拆利实验
——首次测量了大气压的值
一个标准大气压下:
p大气= p 汞 = g h
= 13.6 × 10 3㎏/m3 × 9.8 N/㎏× 0.76m
=
大气压强跟760mmHg产生的压强相等
1.013× 10 5 Pa
薯片包装袋到了高原地区涨袋了,这是因为什么?
初到高原地区的人会有“高原反应”,你知道这是怎么回事吗?
三、大气压强的变化
8.844km
6km
4km
2km
海平面
1013hPa
800hPa
620hPa
470hPa
320hPa
珠穆朗玛峰
分析:离地面越高的地方,空气越稀薄,那里的大气压强越小。因此大气压强随着海拔高度的增加而减小。
海拔越高 气压越低
三、大气压强的变化
大气压强的变化
高原上气压低,导致沸点降低,经常有煮不熟饭的情况,该怎么办呢?
高压锅
气压越低,沸点越低
四、大气压强的应用
一切抽吸液体的过程就是先把吸管中的空气排净,大气压强将液体”压”上来的过程
吸管“吸”饮料
钢笔“吸”水
针筒“吸”药水
吸盘应用了 的知识,针筒吸药水应用 的知识,肌肉注射是应用了大气压的知识。 ( )
大气压
大气压
×
如图是是小明发明的给盆景自动灌溉的装置,你知道它的原理吗?
如图所示,艾力同学将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,气压计的水柱和外界气压的变化分别是( )
A. 上升,降低 B. 下降,升高
C. 上升,升高 D. 下降,降低
练习
A
任务四、认识大气压强与人类生活
垃圾清扫车
1.在生活中应用大气压的一些实例
吸盘“吸”在墙上
吸尘器
知识讲解
这些吸的过程都是靠大气压“压”的结果。
2.“拔火罐”
拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐子“吸”在皮肤上,因此这是由于大气压强的作用引起的。
因罐内的大力吸引而引起人体血管扩张,血流加快,新陈代谢旺盛,组织营养得到改善,提高机体的抗病能力。
任务四、认识大气压强与人类生活
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3. 活塞式抽水机
(1)活塞式抽水机的构成
活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。
实物图 模型图 原理图
任务四、认识大气压强与人类生活
知识讲解
动画演示——《活塞式抽水机原理》
(2)工作原理
①提起活塞,阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面空气稀薄,气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用,推开阀门B进入圆筒。
②当压下活塞时,阀门B被水压下关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
③再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
这样,活塞不停的上下移动,水就从管口连续不断的流出。
3. 活塞式抽水机
任务四、认识大气压强与人类生活
知识讲解
4. 离心式抽水机
如图所示,抽水机在启动前,先往泵壳内灌满水,排出泵壳内的空气,当启动后,叶轮在电动机的带动下高速旋转,泵壳里的水也随叶轮高速旋转,同时被甩入出水管中,这时叶轮附近的压强减小,大气压迫使低处的水推开底阀,沿进水管进入泵壳,进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管,这样一直循环下去,就不断把水送到了高处。
任务四、认识大气压强与人类生活
知识讲解
Lavf57.62.100
Lavf57.83.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
Lavf59.27.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
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