内容正文:
第3节大气压强
(?问题
液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流动。大气也能流动,大
气对我们周围的物体也有压强吗?
大气由于受到重力的作用,而且具有流动性,
因而大气对我们周围的物体也有压强
新知解读
生活中有很多现象可以让我们感受到大气压强的存在,下面我们通过实验来
研究这个问题。
知识点1●》大气压强的存在
如图9.3-1甲所示,挤压出空气的吸盘能吸附在光滑的墙面上并能承载重物,
这是因为大气把吸盘压在墙面上。怎样证明这个想法呢?
塑料管
纸片
甲
乙
图9.3-1大气压强的存在
如果吸盘与墙面之间与大气连通,吸盘内外的大气压强相等,吸盘就不可能
吸附在墙面上。我们可以在吸盘上扎一个小孔,这时就会发现,无论怎样用力压
吸盘,松开手后它都不会吸附在墙面上。
如图9.3-1乙所示,把一端封闭的塑料管装满水,用硬纸片盖住管口,管口
朝下水也不会流出来,这是大气向上压着纸片造成的。你能证明这个想法吗?
用针在塑料管的顶端礼一个小孔,让空气进入管内,观察现象+
大量实验证明,大气压强确实是存在的。大气压强简称大气压(atmospheric
pressure)。
·证明实验:马德堡半球实验、瓶“吞”鸡蛋等
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教材笔记物理八年级下册
知识点2>大气压的测量
在铁桶内放少量的水,用火加热。水沸腾之后
把桶口堵住,然后浇上冷水。在大气压的作用下,
铁桶被压扁了(图9.3-2)。大气压究竟有多大?在
图9.3-1乙中,大气压可以把纸片上的液柱托住。
根据大气压所能托起液柱的最大高度,我们就能精
确地测出大气压的数值。
图9.3-2被压扁的铁桶
>演
示
大气压的测量(录像)
如图9.3-3所示,在长约为1m、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,管内水银面下降到一定高度时就不
再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm。把玻璃管倾斜,高度差不发生
变化。若管中水银上方混入空室气,测
实验中测量的是管内外水银面
量结果将比实际大气压值要小
的高度差,不是水银柱的长度
真空
将玻
璃管
将
倒立
璃管
在水
760mm
760mm
槽
满水
中
大气压
水银
银
匆
丙
图9.3-3
托里拆利实验管内外水银柱的高度差只随外界
大气压强变化而变化,与管的粗
细、倾斜角度、长度等无关
实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是
大气压支持管内这段水银柱不会落下,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的,他测得管内外水银面的高度差为
760mm,通常把这样大小的大气压叫作标准大气压,用po表示。
第九章压强
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po=pgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
在粗略计算中,标准大气压可以取1×103Pa。
,用来测量大气压的仪器
用气压计可以测量大气压。在图9.3-3
气压计表盘
的实验中,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。
这就是一个简易的水银气压计。水银气压
真空
金属盒
传动装置
计比较准确,但携带不便,用得比较多的
图9.3-4无液气压计
气压计是金属盒气压计,又叫作无液气压
计(图9.3-4),它的主要部分是一个波纹状真空金属盒。大气压变化时,金属盒
会发生形变,传动装置将这种变化转变为指针的偏转,指示出大气压的大小。
®想想做做
在玻璃瓶内装入适量带颜色的水,用穿有透明细塑料管的橡胶
吹气
塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,使细塑料管内水面
上升到瓶口以上。最后,在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的
变化(图9.3-5)。
将整个装置放在电梯中进行实验,观察水柱的高度与楼层的关
系。在一次实验中,电梯从2楼上升到12楼,水面升高了3cm。图9.3-5
对此,你怎样解释?-→大气压随高度增加而藏小
自制气压计
实验结果表明,随着高度的增加,细塑料管中水
柱的高度会逐渐升高,这表明瓶外的大气压在逐渐减
小。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压大约
减小100Pa。
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。在我国的青藏高原,大
图9.3-6高原边防哨
部分地区水的沸点低于90℃。有的哨所海拔五千多
所战士用压力锅煮面条
米,水的沸点不足85℃,这样的温度,连面条也煮不
熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭(图9.3-6)。
压力锅是利用液体的沸点随液体表
面气压的增大而升高的原理制成的
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教材笔记物理八年级下册
练习与应用
①在使用胶头滴管吸取液体时,挤出胶头滴管胶帽内的空气,
将玻璃管放入液体中,松手后液体就被“吸”入玻璃管内
(图9.3-7)。某同学猜想液体不是被“吸”上来的,而是被
大气“压”上去的。请你设计一个实验方案验证他的猜想。
1.在不易形变的塑料或玻璃瓶中装满液体,辣后用橡皮塞密
封瓶口,挤出胶头滴管胶帽内的空气,将玻璃管通过橡皮
塞小心插入瓶中,松手观察,发现液体不会进入玻璃管内。
图9.3-7
②在“大气压的测量”实验中,如果换用稍微粗一些的玻璃管,或玻璃管内不小
心进入了少量空气,是否会影响实验结果?为什么?
2.略。4
③1654年,德国马德堡市市长做过一个著名的马德堡半球实验。他让人们把两个
铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,然
后让两支马队向相反的方向拉这两个半球。当
两侧的马达到16匹时,才将半球拉开,并发
出巨大的响声。图9.3-8为同学们利用直径
26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半
图9.3-8
球实验的情形。他们将压力锅拉开需要的力是多少?实际用力大小与计算的结
果是否相同?请说出你的理由。
3.压力锅的横裁面可以看成圆,半径=
d_26cm=13cm=0.13m
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π取3.14,大气压的作用面积S=mr2=3.14×(0.13m)2=0.053066m2
F
大气压约为1×10Pa,由p=。可得,压力锅受到的压力
F=poS=1×103Pa×0.053066m2=5306.6N
根据二力平衡和力的作用是相互的可知,将压力锅拉开需要的力是5306.6N。
实际用力大小与计算结果不同。理由:锅内未被抽成真空等。
④屋顶的面积是45m,大气对屋顶的压力是多少?这么大的压力为什么没有把
屋顶压塌呢?
4.标准大气压取1×10Pa,则大气对屋顶的压力
F=pS=1×10Pa×45m2=4.5×10N
因为房屋内外都有大气压,其作用相互抵消,所以屋顶
不会被压塌。
第九章压强
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