内容正文:
8.3 大气压强与人类生活
对比猜想
液体受到重力且具有流动性
液体内部向各个方向都有压强。
大气受到重力且具有流动性
大气内部是否像液体一样向
各个方向都有压强呢?
在玻璃杯中盛满水,用一张纸片盖住杯口,然后倒过来,再缓缓将手掌从纸片上移开,看看杯中的水是否会流出来。
想一想:是什么力托住纸片的?
体验大气压强
1
G
F大
F压
1.杯中的水为什么不外流(覆杯实验)
现象:纸片_____掉落。将杯口调转方向,纸片依然_____掉落。
说明:大气向_____方向都有压强。
不会
不会
各个
不会,是大气压力托住纸片
G
f静
F支
F大
体验大气压强
1
2.吸盘为什么会紧紧贴在墙壁上
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,即使在钩上挂重物,吸盘仍然不会脱落。
想一想:是什么力使吸盘紧贴在墙壁上的?
防止漏气 大气压力使吸盘紧贴在墙壁上
瓶吞鸡蛋
被压扁的瓶子
体验大气压强
1
加热之后,广口瓶内的气体体积膨胀,有一部分气体逸出,这时候把鸡蛋放到瓶口,等瓶子冷却之后,瓶内的气体体积缩小,外面的大气压把鸡蛋挤进去。因为大气分子无处不在,平均作用在鸡蛋上,所以鸡蛋会保持完好状态被挤到瓶子里。
瓶子里加入热水,使瓶子内的空气温度升高,产生热胀冷缩现象,在单位体质不变的情况下,瓶子内空气分子间隙变大,分子数变小。把瓶子盖拧紧后,随着瓶子内的温度降低,空气分子间隙变小,在瓶内分子数不变的情况下,瓶内空气体积变小,在外部空气压力的作用下瓶子变瘪了。
大气压强
1.定义:由大气产生的压强叫做___________,简称_______。大气对浸在其中的物体有向_____方向的压强,
大气压强
大气压
各个
2.产生原因:由于大气受到______的作用且具有_______。
重力
流动性
P84
大量实验和事实证明,大气确实存在着压强。
——证实大气压强的存在
早在1654年,德国马德堡市市长做过一个著名实验的马德堡半球实验。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。
马德堡半球实验
2
真空
管内外水银液面高度差
托里拆利实验
3
——第一个测量大气压的值
也能证明大气压的存在,托里拆利(Evangelista Torricelli,1608~1647)意大利物理学家、数学家。
托里拆利实验
3
P86
h=760mm
真空
大气压
大气压
F0
F1
液片静止 二力平衡
p0=p液 = 水银gh
= 13.6×10 3㎏/m3×9.8 N/㎏×0.76m
≈
h=760mm
真空
1.013× 10 5 Pa
p0
p液
水银(汞 Hg)密度为 ρ水银=13.6×103kg/m3
计算大气压强的大小。
一标准大气压 1atm=760mmHg=1.013×105Pa
托里拆利实验
3
P86
粗略计算标准大气压可取为1×105 Pa
h=760mm
h=760mm
交流与合作:
1、做托里拆利实验时,将玻璃管换成粗管会不会影响实验结果;
p0=p液 = g h
玻璃管粗细无关
托里拆利实验
3
h=760mm
h=760mm
水银柱长度怎么变?
2、将玻璃管倾斜会不会影响实验结果?
竖直高度不变
长度变长
p0=p液 = g h
托里拆利实验
3
交流与合作:
h=760mm
h=760mm
3、将玻璃管上提或者下压但不离开液面是否会影响结果?
p0=p液 = g h
上提
下压
托里拆利实验
3
竖直高度不变,与长度无关
交流与合作:
h=760mm
h=760mm
4、往水槽里面加水银是否会影响结果?
竖直高度不变
p0=p液 = g h
托里拆利实验
3
交流与合作:
管内水银柱的高度和管的粗细、倾斜长度、水银量都无关。
h?760mm
h<760mm
5、玻璃管中不慎混入空气会不会影响实验结果?
竖直高度变小
混空气
P大气
P气
托里拆利实验
3
交流与合作:
p0 =p液=ρgh
6、如果外界大气压强变大,水银柱的高度是否变化?
h=760mm
p0 =p液=ρgh
竖直高度变大
托里拆利实验
3
交流与合作:
(上方真空)当液体密度一定时,水银柱的高度由外界大气压的值决定
h=760mm
7、玻璃管顶不慎被打破,会出现什么现象?
水银下降至与管外水槽液面相平
托里拆利实验
3
交流与合作:
解:p水=p0=1.013× 10 5 Pa
由p水=p0=ρgh得
8、做托里拆利实验时,将水银换成水,水柱的高有多高?
h= = ≈10.34m
水的密度太小,液柱高度太高,不便于实验
托里拆利实验
3
交流与合作:
P86
无液气压计
汞气压表
测大气压工具
4
P87
在技术上,可以直接用仪器测量出大气压的大小
(2)把注射器的活塞推至顶端,目的:__________________,用橡皮帽堵住注射器的小孔,目的:___________________
(1)实验原理:
F:大气对活塞的压力
S:活塞的橫截面积
排尽注射器内的空气
(3)在活塞下端悬挂钩码,并逐渐增加钩码数量,直到
活塞将___________时为止,接下来①
测出钩码的总重力G,则F=G
F大
G
估测大气压
5
开始被拉动
(4)活塞横截面积的测量方法:
从注射器上可以知道容积V,②用刻度尺测出注射器___________________
得到活塞的横截面积为_________
有刻度部分的长度为L
(5)大气压的表达式为:_______
(6)测量器材:___________、_______
弹簧测力计
刻度尺
防止外界空气再次进入
P85
V
(针筒法)
(6)结论探讨 :
①实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值____;
②若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值____。
偏小
偏大
F大
G
F剩
F大
G
f
估测大气压
5
F大=F剩+G
用G的大小表示F大
F大偏小,p偏小
F大+f=G
用G的大小表示F大
F大偏大,p偏大
G = F大-F剩
G = F大+f
1.如图,当地当时的大气压强等于_______mm高水银柱所产生的压强.
750
当堂练
2.在大气压等于760mm汞柱高的房间里做托里拆利实验时,结果管内水银柱高度为740mm汞柱,其原因是 ( )
A.管子内径太小 B.管子上端有少量空气 C.管子太长
D.管子倾斜了 E.水银槽内减少了20mm汞 F.房间内气压低于1atm
B
3.茶壶盖上有一小孔,如果没有这个小孔,盖上茶壶盖倒茶时,茶水会因为
_______的作用而流不出来.茶壶的壶嘴与壶身组成______,
壶嘴和壶身中的水面具有_____的特点,当茶壶里的水重为G,
水对壶底的压力为F,则F___于G。
大气压
连通器
相平
小
4.将一满罐“纯净水”(高约40 cm)开口朝下放在水中,结果是( )
A.仍是满罐水 B.水将流出一部分
C.水将全部流出 D.以上答案都不对
A
(看两液面之间的竖直距离)
1.水银柱的高度由什么决定?
2.当玻璃管上提一点,水银柱高度:
3.当玻璃管倾斜时,水银柱高度:
4.向槽内加水银,水银柱高度:
5.改变玻璃管的粗细,水银柱高度:
6.玻璃管内漏进一些空气,水银柱高度:
7.在玻璃管顶端或侧面敲一小孔,水银柱高度:
8.为什么不用水来做托里拆利实验?
9.外界大气压发生变化,水银柱高度:
由外界大气压的值决定
不变
托里拆利实验评估与交流
不变
下降一些
不变
不变
水的密度太小,液柱高度太高,达到10m左右,不便于实验
下降到与管外相平
托里拆利实验
3
或上段上升,下段下降至槽内
改变
小明用2mL的注射器、___________和________粗略测量大气压的值,本实验的原理是_______,表达式是_______________
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的_______,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞___________时,记下弹簧测力计的示数F为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器___________的长度L为4.00cm
步骤四:算出大气压强值为____________Pa。
将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器顶端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于___________________。
取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N
由此可知,此时活塞所受到的____力为0.3N。
该实验所用注射器活塞应____(大/小)一点。
顶端
开始被拉动
有刻度部分
1.04×105
弹簧测力计
刻度尺
估测大气压
5
排尽注射器内的空气
摩擦
(针筒法)
小
小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值。
注意:①要先排尽吸盘内空气
②吸盘_____________读出F
③S是吸盘面积,可以通过________法,测量直径d用数学公式得出
④吸盘空气没排尽,测出_____
估测大气压
5
开始被拉动
辅助工具
偏小
(吸盘法)
小明设计了用吸盘测量大气压值得实验,请帮助小明做好以下工作:(1)请补充完整该实验相关步骤:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺________;
⑤大气压强表达式为____________。
(2)本实验存在误差的原因是(写出两个)
①___________________________;
②___________________________。
测出吸盘的直径d
吸盘内有空气残留或吸盘挂钩、细绳有重量
估测大气压
5
测量吸盘的直径有误差等
用如图所示的装置粗略测量大气压强的值,把吸盘用力压在玻璃上并排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为4×10-4m2,轻轻往挂在吸盘下的小桶内加沙子,吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg,则大气对吸盘的压力为 N,大气压强的值为_______Pa,若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的测量值比实际值偏 。
32
8×104
小
当堂练
吸盘挂钩
吸取药液
钢笔吸墨水
我在压,别说“吸”
吸
管吸饮料
大气压与人类生活
6
注射器注射药液?
P89
思考:
大气能产生如此大的压强而生活在大气中的人为什么却没有事呢?
人体内部的
压强跟外界的
大气压平衡!
所以我们没有感觉!
大气压与人类生活
6
大气压与高度
海拔越高,空气越稀薄,大气压______
越低
大气压与人类生活
6
思考:初次进入高原人为何会出现一些不适症状?
P87
高原反应:高原上,空气稀薄,大气压降低,吸进来的氧气减少,造成缺氧,使人体出现头晕、头痛、耳鸣,恶心、呕吐等症状。
因为晴天温度高,空气干燥,空气密度大,所以气压高;相反,阴天气温低,空气中水气多,空气密度小,所以气压低。此外冬天的气压要比夏天的气压要大,因为冬天的气温低于夏天,空气收缩,密度较大,产生的压力也大,所以冬天气压比夏天大。
水正在沸腾
打气加压
水停止沸腾,说明沸点____。
水没有沸腾
抽气减压
水又沸腾,说明沸点______。
升高
降低
大气压与人类生活
6
气压____,液体的沸点升高
气压____,液体的沸点降低
增大
减小
思考:高原上不仅气压低,我们用普通的锅经常还不能把饭做熟,为什么呢?
活动3:探究水的沸点与气压的关系。
P88
迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,停止沸腾的水, 浇上冷水后会怎样?
思考:高压锅是不是利用大气压工作的?
大气压与人类生活
6
高压锅没有利用大气压
提高锅内气压来提高沸点
高原地区海拔高 → 气压____→水的沸点____。
小
低
原理:___________________________
气压的增大,液体的沸点升高
一般要使用高压锅做饭。
工作时增大了锅内气压,使锅内气压高于大气压,提高水的沸点,提高烧煮速度,节省燃料和时间。
P88
例.某同学利用一个厚圆柱形玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管组成如图所示的装置,来探究一些物理问题。
(1)在图甲中,用手轻捏玻璃瓶,观察____ ,就能知道厚玻璃瓶是否发生了 ;
(2)将图乙中玻璃瓶从楼下拿到楼上,观察到细玻璃管中的液面会 ,
这一现象说明了大气压随海拔高度的增大而 。
形变
升高
减小
细玻璃管液面变化
瓶内气体压强 = 水柱产生的压强+外界大气压强
看作不变
楼层升高
水柱升高
水柱降低
楼层降低
大气压与人类生活
6
自制气压计
p=ρgh
p大
p大
p水
p水
1、取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强______大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面_______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
他还发现如果将瓶内装满水,再放入热水中,细玻璃管中液面仍能上升,这又成了一支自制温度计,工作原理是_________________,在此过程中瓶内水的密度将变_______。
大于
上升
液体的热胀冷缩
小
自制气压计和温度计
大气压与人类生活
6
2、世界上第一个温度计是由伽利略发明的,其原理如图所示,中空玻璃管与玻璃泡相连,玻璃管中水柱上方密封部分空气,用玻璃泡测量物体的温度。当大气压不变,被测物体温度升高时,水柱会 _______。当被测物体温度不变、大气压变小时,水柱会_______。(两空均选填“上升”“下降”或“不变”)
下降
下降
大气压与人类生活
6
自制气压计和温度计
3.护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中,如图所示。这根“闲置”管是利用________使药液流出来。由于针头较细,目的是通过______________来_____压强,药液的流速较慢,此时可以 使药水
流速加快一点。若已知需要将药水袋提升到
相对针管一般不低于1.3m的高度,由此推算
针管处受到的液体压强为_________Pa。
(ρ药=ρ水)
大气压
举高药瓶
类似于茶壶盖上的小孔
减小受力面积
增大
1.3×104
大气压与人类生活
6
P91
人体内血压是大于大气压的,也就是打点滴时吊瓶要高挂的原因
随着液体的下滴,液体高度产生的压强与液面上气体压强之和减小到大气压强之下时,空气就会进入瓶内,在整个输液过程中,瓶口处的压强始终等于大气压强,药液能匀速下降
1、一定质量的气体,温度不变时,
体积减小,压强_______;体积增大,压强_______。
2、人吸气时,胸肺扩张,肺泡内气体体积变大,压强变____,空气_____;呼气时, 胸肺收缩,肺泡内气体体积变小,压强变____,空气_________.
3、鱼在水中吐出气泡,升向水面的过程中体积越来越______,因为液体压强随深度减小而____,气泡因压强变______而体积______.
增大
减小
小
吸入
大
排出
大
减小
小
变大
4、如图,抽气前气球内气体压强 大气压:抽气时内的气球在膨胀,说明气球内气体压强 玻璃瓶内气体压强,从而推测此时瓶内的气体压强 大气压(均选填
“大于”、“等于”、“小于”)。
等于
大于
小于
大气压与人类生活
6
(空气越稀薄,气压越低)
1.历史上, 实验证明了大气压强的存在,____________ 实验测量出大气压强的值,一个标准大气压为___________Pa。
马德堡半球
托里拆利
1.013×105
当堂练
2.在图中,能够证明大气压存在的实验有( )
A.① B.①② C.①③ D.②③④
C
液体压强
沸点随气压变小而降低
3.下列现象中,与大气压强无关的是( )
A
A、用力吸走空牛奶盒中的空气,牛奶盒变瘪了
B、人吸气时,肺的容积增大,外部空气进入肺中
C、燃烧的棉花丢入瓶中,熟鸡蛋堵住瓶口后,会被吸入瓶内
D、通过锅炉外水位计的水位得知锅炉内的水位
B
C
D
D
当堂练
利用大气压强将饮料压到嘴里面
4.下列不是利用大气压工作的是( )
A.玻璃厂用吸盘搬运大块的玻璃 B.用高压锅煮饭
C.用针筒向上注射药水 D.用吸管喝饮料
BC
当堂练
利用气压升高,沸点升高
5.节日庆典时人往往释放气球,气球在由地面上升的过程中常常上升到一定高度就会破裂,如果气球不漏气,则下列关于气球上升过程中的说法正确的是( )
A.气球内气体密度变小,大气压使之破裂
B.气球内气体密度变小,内外压强差变大使之破裂
C.气球内气体密度不变,内外压强差变小使之破裂
D.气球内气体密度变大,内部压强变大使之破裂
B
大气压随着高度升高而降低,气球升高的时候,外部大气压减小,内部气压高于外部气压,气球膨胀,体积增大。内部气体的质量不变,所以密度减小。
当堂练
6.医院在体检抽血时,普遍使用真空采血管,如图所示。使用时,导管一端的针头插入检查者的静脉,另一端的针头插入真空试管,血液便会自动流入试管。血液能够流进真空管的原因是( )
A.由血压压入真空管 B.靠自身重力流入真空管
C.被真空管吸入真空管 D.空气把血液压入真空管
A
真空相当于大气压为0Pa
血压高于大气压的值
当堂练
Lavf58.33.100
Lavf58.33.100
$