第三节 空气的力量1课时

第三节空气的力量

【教学目标】

1.了解大气压是客观存在的．

2.了解测量大气压的实验托里拆利实验．

3.了解大气压强的值和大气压强的单位．

4.了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程．

5.了解生活中利用大气压的实例．

6.了解在温度不变时气体的压强跟体积的关系．

7.了解大气压强随高度的增加而减小，大气压强值可用气压计来测量。

【教学重点】

1.大气压强的存在和大气压的测定

【教学内容】

1、大气压强

表示。（1）概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，用p

·说明：○1“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。

○2大气压强不能像液体压强p=ρgh计算。原因：空气密度不均匀，越往高空，空气越稀薄，密度越小。

（2）产生原因：空气受重力并且具有流动性。

（3）两个重要实验：1、马德堡半球实验：最早证明大气压存在的实验。

2、托里拆利实验：既说明大气压的存在，又能准确测出大气压的值. ·其他证明大气压存在的小实验：覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验吸饮料、自来水笔．（区别气体体积及压强的关系：如打气筒、注射器）。

2.大气压的实验测定

（1）测量方法：①粗测法：皮碗与弹簧测力计→

=ρgh

②精确测量：托里拆利实验→p

③反映变化：自制气压计

（2）托里拆利实验

①实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银

槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。

②原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡，即向上的大气压=水银柱产生的压强。

③结论：大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)

④说明：

⑴实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。

⑵本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m

⑶将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。

⑷若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。

（5）标准大气压：

支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。

1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa

2标准大气压=2.02×105Pa，可支持水柱高约20.6m

4、大气压的特点：

（1）特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。

（2）大气压变化规律：

①大气压随高度的增加而减小。

②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢。

5、测量大气压的工具：

（1）定义：测定大气压的仪器叫气压计。

（2）分类：水银气压计和无液气压计

（3）说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。

·在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。

6、应用：活塞式抽水机和离心水泵。

7、沸点与压强：

（1）内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。

（2）应用：高压锅、除糖汁中水分。

8、体积与压强：

（1）内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大。

（2）应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。

例1、自来水笔吸水时，把笔上的弹簧片按几下后松开，墨水就吸到橡皮管里去了，其根本原因是（）B

A、弹簧片把墨水压上来

B、大气压把墨水压上来

C、橡皮管把墨水吸上来

D、重力把墨水吸上来

例2、在托里拆利实验中，请判断下列说法的对错：

（1）换用内径较粗的玻璃管，测量结果偏小（）

（2）往汞槽里多加些汞，测量结果偏小（）

（3）把玻璃管向上提一些，测量结果偏小（）

（4）把玻璃管向下压一些，测量结果偏大（）

（5）把玻璃管倾斜些，测量结果偏大（）

（6）玻璃管漏入少量空气，测量结果偏小（）

答案：（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）√

例3、在大气压强p0=76cmHg的情况下，一端封闭的管内有h=10cm长的汞柱，在下述三种情况下，若汞柱静止，则玻璃管内被封闭的空气的压强分别是多少？

答案：p

=p0=76cmHg

甲

p

=p0＋h=76cmHg＋10cmHg=86cmHg

乙

p

=p0－h=76cmHg－10cmHg=66cmHg

丙

【中考解析】

1.将直径为8cm的橡皮吸盘贴在天花板上，在吸盘下面吊上一位30kg的同学，未将吸盘拉下，然后再加挂重物，直加到152N的重物时，才将吸盘拉下，试问：吸盘与天花板之间气压多大？（取g=10N/kg，P大气=105Pa）

解析：吸盘受多力平衡，正确画出吸盘的受力分析图是关键。

已知：P

=105Pa，D=8cm=0.08m，m=30kg，G物=152N.

大气

求：吸盘与天花板间的气压P.

解：分析吸盘受力如图所示，则有：

答：吸盘与天花板之间气压是10032Pa.

2.如图所示，漏斗A离桌面C有一定距离，当从漏斗口B处向下吹气时，会发现乒乓球D 总朝某一方向运动，请做做这个实验，并解释所观察到的现象.

答案：乒乓球将离开桌面向上升起，吹气的气流越大，越向上升，因为漏斗内形成流速较大的气体，从而使内部压强比漏斗外的气压低，形成的压强差使乒乓球升起。

3.如图中所示的是马略特瓶，瓶内盛有水，瓶的倾壁上有三个被大木塞塞住的小孔，两端开口的管d未进水，其底端与b等高。

（1）若拔去a塞，会发生什么现象？

（2）若拔去b塞，会发生什么现象？

（3）若拔去c塞，会发生什么现象？

答案：（1）若拔去a塞，水开始稳定地流出，至瓶内水面降至b处后，水越来越慢地流出，瓶内水面降至a处时，整个系统达到平衡；

（2）若拔去b塞，空气不进入瓶内，瓶内的水也不流出；

（3）若拔去c塞，外界有空气从C孔中进入瓶内，有水进入d管，至d管内水面与C孔等高时，整个系统达到平衡。

【配套练习】

窗体顶端

一、选择题

1、如图所示，在烧杯底部铺一层细砂，将浸过酒精的棉花点燃投入到瓶中，然后将削了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，经过一段时间，鸡蛋能自动进入瓶中，这是因为（）

A．鸡蛋由于本身重力而进入瓶内 B．瓶中的气体将鸡蛋吸入瓶内

C．由于鸡蛋受到了大气对它向下的压力 D．以上说法都不正确

2、把装满水的量筒浸入水中，口朝下如图所示，若抓住量筒底慢慢向上提，在筒口离开水面之前，量筒露出水面的部分（）

A．是空的B．有水但不满 C．充满水D．量筒内外水面相平

3、有一根半米长的直玻璃管中注入了汞后，倒立在汞槽中，如图所示，量得管中汞柱高h=50cm，若在玻璃管的顶端穿一个孔，则管内的汞将（）

A．往上喷出B．降到和管外的汞面相平

C．保持原来的高度不变D．在原来的高度上下往返运动

4、取两个粗细相差很小的试管，在大试管里装大半管水，将小试管管口向上放到大试管里，然后迅速倒过来，如图所示，就会看到大试管里水徐徐流出，小试管将（）

A．逐渐向下移出大试管B．逐渐向上移进大试管

C．不动D．无法判断

5、如图所示，左盘内是一个托里拆利实验装置，天平已调节平衡，当大气压增加时，天平将（）

A．左盘下沉B．右盘下沉 C．仍能平衡D．无法判断

6、从高山上下来，大气压强的变化将使（）

A．水的沸点升高B．托里拆利实验中的汞柱高度变小

C．注射器吸不进药液D．真空塑料挂衣钩的承重能力变小

7、下列现象中，与大气压无关的是（）

A．用不同的液体做托里拆利实验，液柱高度不同

B．鱼在水下吐出的气泡上浮时，越来越大

C．液体的沸点随高度增加而降低

D．抽水机的压水高度是有限的

8、如图中，当打开水龙头，使自来水流过该粗细不同（横截面S

A =S

C

>S

B

）的玻璃管时，图中

A、B、C三处的压强p

A 、p

B

、p

C

和速度v

A

、v

B

、v

C

的大小关系正确的是（）

A．p

A >p

B

>p

C

，v

A

B

C

B．p

A

=p

C

>p

B

，v

A

=v

C

B

C．p

A

B

C

，v

A

>v

C

=v

B

D．p

A

=p

B

>p

C

，v

A

>v

B

>v

C

9、如图所示，甲、乙两个相同的杯子，甲装满水，乙装一半水，用两张硬纸片分别盖住杯口，用手轻轻按住硬纸片，将两杯倒转过来，使杯口朝下，当放开按纸片的手时，则（）

A ．甲、乙两杯内的水都流出

B ．甲、乙两杯内的水都不流出

C ．甲杯内的水不流出，乙杯内的水流出

D ．甲杯内的水流出，乙杯内的水不流出 10、如图所示的C 型容器中充满水，开口A 、B 处先用手堵住，放手后水从（ ）

A ．A 端流出

B ．B 端流出

C ．从两端一起流出

D ．两端都不流出 11.（２０１０年浙江嘉兴，18题）小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下（如图所示）。 对整个探究活动的分析正确的是

A ．探究的问题：大气压强有多大

B ．探究的假设：大气对各个方向都有压强

C ．探究的目的：研究水的重力与大气压力的关系

D ．探究的结论：大气向各个方向的压强相等

12．（2010年安徽，16题）下面是日常生活中与压强有关事例的描述，其中正确的是【 】 A ．图钉帽面积大是为了增大手指对它的压强

B ．水坝的形状上窄下宽是因为液体的压强随着深度的增加而增大

C ．用吸管吸饮料是利用了嘴的吸力

D ．高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大水的沸点降低

二、填空题

13、若大气压强为p 0，计算下列各种情况中被封闭气体的压强（用汞柱高表示，图中的斜线表示汞）p A =____________；p B =____________；p C =____________。

14、把刚刚从火焰上拿开，水已停止沸腾的烧瓶塞好，倒过来（如图所示）向瓶底浇冷水，烧瓶中的热水会再次沸腾，这是因为烧瓶底被浇冷水后，烧瓶内上方的气体的压强___________，水的沸点__________，瓶内的水在较低的沸点再次沸腾。

（第18题图）

15、人体表面积大约1.5m2，当大气压相当于76cmHg所产生的压强时，人体表面受到的大气压力是____________N，而在这么大的压力下人没有被压瘪，是因为人体_________，还因为人类长期生活在这样的条件下习惯了。

三、解答题

16、如图所示的瓶中有水，瓶塞不漏气，不许打开瓶塞、不许用嘴向外吸，也不许将瓶子倾倒，怎样才能将瓶内的水通过玻璃管引进杯子里。

17、轮船停靠码头时，总是使船头指向上游的方向，请你用所学过的知识说明其中的道理。

16、如图所示，W形玻璃管中，从两边装进不同的液体，ABC部分是水，DEF部分是松节油，

CGD部分封闭有一定质量的空气，今测得h

1=20cm，h

2

=4cm，h

3

=23cm，h

4

=3cm。已知大气压强

p

=760mmHg，求：

（1）CGD中空气的压强p；

（2）松节油的密度ρ。

【参考答案】

13. p0-h；p0＋h；p0－h 14、答案：减小；降低

15. 1.515×105；内部也有压强

16.方法一：用嘴向管内吹气，使瓶内气体压强增大，停止吹气后，瓶内的气体就能把瓶内的水压出来.

方法二：给瓶加热，使瓶内气体的压强增大，瓶内的气体就能把瓶内的水压出来.

17船头指向上游，在船体和码头泵船之间形成速度较大的水流，从而在江水压差的作用下船体易于停靠。

18. 已知：p0=760mmHg=1.013×105Pa，ρ水=1.0×103kg/m3.

g=9.8N/kg，h

1=20cm=0.2m，h

2

=4cm=0.04m

h 3=23cm=0.23m，h

4

=3cm=0.03m.

求：p，ρ

解：如图所示，以小液片S

1为研究对象，S

1

静止，则有：

（2）以小液片S

2为研究对象，有p=p

＋ρ

油

g(h

3

－h

4

) ②

由①②可得：

答：（1）CGD中空气压强为1.03×105Pa；

（2）松节油的密度为0.8×103kg/m3.