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1、大气压强 学习目标要求：1、理解大气压强产生的原因，能说出几个证明大气压强存在的事例；能用大气压强解释生活中的简单现象。2、知道马德堡半球实验的作用；知道托里拆利实验的作用和测定过程。3、知道大气压值可由托里拆利实验得到。知道 1 标准大气压的值为1.013105Pa，即相当于 76cm 汞柱产生的压强。4、知道大气压随高度的增加而减小，并理解利用这一变化确定高度的方法。5、了解两种测气压的仪器，水银气压计和金属盒气压计，并了解各自的特点，知道可用气压计改装成高度计。6、掌握 1 标准大气压与 Pa、mmHg 的换算关系，会运用这三种单位表示大气压强。7、理解液体沸点与气压的关系，并知道如何在
2、低气压的环境中提高液体的沸点。8、知道活塞式抽水机和离心泵都是由于大气压的作用，把水从低处送到高处的。9、常识性了解活塞式抽水机和离心泵的工作过程和原理。10、了解活塞式抽水机与离心泵的优缺点，能根据实际需要和具体条件选择最合适的设备。11、常识性了解在温度不变的情况下，一定质量的气体压强跟体积的关系。常识性了解打气筒的结构和工作过程。12、常识性了解压缩空气的应用，提高对物理知识在实际应用中的认识，发展空间想象能力。知识点精析1 大气压强地球周围包裹着一层厚厚的空气，叫大气。大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压强，简称大气压。我们结合液体内部压强来理解大气压强产生的原因，由于空气也要受地球的
3、吸引，也有重力，对支持它的物体也要产生压力，也有压强。跟液体内部压强类似，空气也有流动性，在空气中向各个方向都有压强，大气中同一海拔高度，向各个方向的压强也相等。马德堡半球实验生动地证明了大气压的存在。2 托里拆利实验，大气压的数值在长约 1m，一端封 闭的玻璃管中灌 满水银，将管口堵住，并倒立在水银槽中，如图所示，松开管口，管内水银面下降到一定高度后不再下降，测量后知 h=760mm。玻璃管内水银面上方是真空，管外水银面上受大气压作用，根据连通器的知识，管内水银柱产生的压强等于管外大气压强，根据液体压强公式p=gh=13.6103kg/m39.8N/kg0.76m=1.01105Pa。3 大
4、气压的变化离地面越高的地方，空气越稀薄，那里的大气压就越小，就是说，大气压强随高度的增加而减小。4 气压计用来测定大气压的仪器叫气压计，根据托里拆利实验可制造出水银气压计，测量准确可靠，常用的还有金属盒（无液）气压计，如果把无液气压计的刻度盘改成高度，就做成了高度计。大气压不仅随高度变化，在同一地点大气压也经常变化，人们规定760mm 水银柱产生的 压强（1.0110 5Pa）叫做 1 标准大气压（1atm）。5 沸点随气压改变液体的沸点会随气压的改变而改变。水的沸点随水面上的气压减小而降低，水面上气压增大时，水的沸点升高，我们说水的沸点是 100是有条件的，是在标准大气压下，水的沸点才是10
5、0。6 活塞式抽水机的原理如图所示，活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处的。甲图中，活塞下行，阀门 B 关闭，活塞下方的水冲开阀门 A，涌到活塞上面；乙图中活塞上升，阀门 A 关闭，活塞上方的水被抬升，从出水口 C 流出，与此同时大气压迫使水推开阀门 B 进入泵壳内，然后周而复始，反复摇动手柄 D，即可不断向上抽水。 7 离心式水泵的工作原理水泵中的叶轮在别的动力机器的带动下高速旋转，泵壳中的水也同样高速旋转，并被甩入出水管中，叶轮轴附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，然后又被叶轮甩出，不断地把水抽到高处。8 气体的压强跟体积的关系大量的实验表明：温度不变时，一
6、定质量的气体，体积越小，压强越大；体积越大，压强越小。我们吸气时，胸部容积扩张，肺泡也跟着扩张，容积增大，肺内空气的压强减小，小于体外大气压，新鲜空气经鼻腔、气管进入肺。呼气时，胸部收缩，肺容积减小，肺内空气压强增大，大于体外的大气压强，于是肺中的一部分气体就会经气管、鼻腔排出体外。抽气机、打气筒、空气压缩机都是利用气体压强跟体积的关系制成的。9 打气筒如图所示打气筒的工作情况，当活塞上移，活塞下方体积增大，压强减小，上方的空气进入活塞下方，活塞下移时，下方体积减小压强增大，把皮碗紧压在金属筒壁，使空气不能从上方溢出，只能从出气口被压出，周而复始，不断把空气打进车胎。典型例题：例 1、用一台抽
7、水机能将离地面深 20m 的水一次抽上来吗？为什么？解答：因 则 即在大气压作用下水在抽水机中只能上升 10m 左右，因此，它不能把深20m 的水一次抽上来。例 2、做托里拆利实验时，在下列情况下会出现什么现象？是否影响实验结果？（1）如果管子倾斜。（2）把管子换成粗的或细的。（3）把管子换成比 1m 长得多或者短得多。（4）把管子在水银槽中向上提起一点或者向下压一点。（5）管子中混进了少量空气。分析（1）如果管子倾斜，管内水银柱的长度会增加，但竖直高度不会变，所以不会影响实验结果。（2）由液体压强公式知，水银产生的压强大小跟水银的粗细无关，所以把管子换成粗的或细的，管内水银柱的高度将不会改变
8、。因此不会影响测量的结果。（3）如果换成一根比 1m 长得多的管子，只要保持水 银柱上方仍是真空，管内水银柱的高度仍不会改变，因而不影响测量结果；如果换成一根比 1m 短很多的管子，如果比 760mm 还短，水银柱将不会下降，仍充满管子，水银柱产生的压强肯定不等于大气压强，因此，这会影响测量结果。（4）在正常的测量中，只要保持管口仍在槽中水银面下，稍上提或稍深入一些，管内水银柱高度将不会改变，所以不影响测量结果。（5）如果在实验中混入少量空气，管内水银柱上方不再是真空，混进的空气就有一定的压强作用在管内水银柱的上方，会使水银柱高度减小，从而使测量值小于真实值，混入的空气越多，影响就越显著。例
9、3、养金鱼的人有一个简便易行的给金鱼缸换水的方法：用一根较长的橡胶（塑料）管，将管内灌满水，用手堵住两端，一端留在鱼缸的水面下，另一端放在鱼缸外低于鱼缸内水面的位置，松开手后，水会自动流出，请你用学过的知识解释这种方法。分析 如图所示， 连通 A，B 两水槽的细管称为虹吸管。题中所介绍的方法实际是虹吸现象的一种应用。当充满水的虹吸管一端留在高处的水槽中的水面下，高处水槽中的水会自动流入下方的水槽中，我们在虹吸管上方的正中取一液体薄片 C 作为研究对象，薄片左边受到向右的压强 p1=p0- 水 gh2，薄片右边受到向左的压强，p 2=p0- 水 gh1，式中 p0为大气压强，但由图知h1h 2，
10、故有 p1p 2，即薄片会向左移动 。例 4、把灌满水的酒瓶倒立于水中，如图所示，问此时水会不会从瓶口流出？如果在瓶底开一小孔，又会出现什么现象？请解释。（设外界大气压为76cmHg）分析：压强为 76cmHg 相当于 10.34m 高水柱产生的压强，普通酒瓶高度有限，所以装满水的酒瓶倒立于水中时，水不会流出来。如果在瓶底上开一个小孔，那么瓶中的水会下降，直到瓶内外水面相平为止例 5、在某山脚下气压计的读数 p0=755mmHg，在山顶气压计的读数p1=650mmHg，这座山的高度是多少？分析：大气压减小值为 p=p0-p1=(755-650)mmHg=105mmHg。因此山的高度为 h=12
11、105m=1260m答：这座山的高度为 1260m。巩固练习：1、下列现象中属于应用大气压强的是（ ）A、用吸管吸瓶中饮料 B、捏瘪 了钢笔橡皮管可以吸上墨水C茶壶盖上留有小孔 D把药 液注射进肌肉里2、气体压强和体积变化规律本质是什么？3利用离心抽水机抽深井中的水，抽水机离地面的距离最大不超过( 设大气压为 1atm) ( )A760mm B98m C1034m D没有限制4、人体在呼吸过程中，肺内部的气压是如何变化的？5内地青年应征入伍赴藏后，刚到达青藏高原时常会头晕、头痛、耳鸣，有的甚至恶心呕吐，其主要原因是 ( )A高原上气温偏低，经常下雪 B高原上空气稀薄，气压偏低C高原上大气中二氧
12、化碳含量较多 D高原上道路崎岖，人体能量消耗过多6一座楼，每两层楼房间水龙头的高度差是 25m，已知二楼水龙头的水压是 4atm，那么四楼水龙头的水压约是多少标准大气压?如果最高层水龙头的水压是 15atm，那么该楼共有多少层?7、离心式水泵起动后，叶轮在电动机带动下飞速旋转，但抽不上来水，下列原因中不可能的是（ ）A、起动之前，没有给泵壳和进水管中灌满水B、进水管密封不好，发生了漏气现象C、吸水扬程太小，不到 10mD、叶轮转动方向反了答案与提示：1、ABC 2、答：由于气体分子可以自由移动，因而气体总要充满整个容器，气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。气体对器壁有压力的作用，这是气体分
13、子频繁地碰撞而产生的。气体垂直作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。大气压强从本质上看是空气分子的碰撞而产生的。因而当温度不变时，一定质量的气体体积减小时，密度增大，单位时间内分子碰撞器壁的次数增多，则压强增大，气体体积增大，密度变小，单位时间内分子碰撞器壁的次数少，压强减小。例如充在轮胎中的空气会有很大的压强，就是利用缩小空气的体积使其产生很大的压强。人的呼吸就是靠胸部的扩张或收缩改变胸腔的体积来改变肺内空气压强的。肺内气压小于大气压时，就吸入空气；当肺内气压大于大气压时，就呼出废气。利用压缩空气的风钻、制动装置等设备，就是由于压缩空气使体积缩小、有很大压强、产生很大压力的缘故。3、C
14、4、人体在吸气时，胸部扩张，使肺腔中空气的体积变大，使其压强变小，小于外界大气压强，大气压就会将新鲜空气经鼻腔、气管压入肺中。当人体呼气时，胸部收缩，导致肺的容积缩小，肺内空气压强增大，大于外界大气压强，肺中的一部分空气就会经气管、鼻腔排出体外。5、B 6、1 个标准大气压可支持 10m 左右水柱，每升高 10m，水压下降 1 个标准大气压，每层楼高 2.5m，下降 atm。四楼水 压约 3.5atm，该楼房共有 12 层。7、离心式水泵抽水是靠大气压和水的离心运动，所以起动之前，应将泵壳、进水管灌满水，同时进水管不能漏气，进水扬程不能超过 10m，叶轮转动的方向也不能弄反，否则水不能被甩到出
15、水管，也就不能在叶轮中心形成低压区，也就不能抽水，故选项 A、B、D 都是可能的原因。但由于大气 压可以支持10m 水柱，吸水扬程小不会导致不能抽水，因此不可能的原因是 C。答案：C。 在线测试选择题1、把装满水的量筒浸入水中，口朝下，若抓住筒底慢慢向上提，在筒口离开水面之前，量筒露出水面部分将A、是空的 B、有水，但不满 C、充满水 D、量筒内、外水面相平 2、在牛奶瓶内点燃一个酒精棉球，然后用一个剥了壳的熟鸡蛋，堵在瓶口，不一会，鸡蛋会“自 动” 进入瓶内，下列解 释正确的是（ ）A、由于棉球燃烧，瓶口热膨胀，使鸡蛋掉进瓶中 B、是瓶内的热气把鸡蛋吸入瓶中 C、是鸡 蛋受重力作用的结果 D
16、、是瓶内外的气压差，使鸡蛋进入瓶中 3、如图所示，盛水的瓶子口用橡皮塞塞紧，橡皮塞中央插有一支两端开口的玻璃管，管内液面如图。若分别将瓶壁上 A、B、C 三个塞子拔出，则A、A 处有水喷出，B、C 没有水喷出 B、A 处没有水喷出，B、C 处有水喷出C、C 处有水喷出，A、B 处没有水喷出 D、C 处没有水喷出，A、B 处有水喷出 4、金鱼在鱼缸中游动时，偶尔会吐出小气泡，小气泡在上升过程中体积不断变大，原因是（ ）A、几个小气泡合成了一个大气泡 B、热胀冷缩 C、压强减小 D、压强增大 5、使用高压锅做饭能使食物熟得快的原因是A、锅内压强不变,水的沸点高于 100B、锅内压强增大,水的沸点高于 100C、锅内压强增大,水的沸点低于 100D、锅内压强降低,水的沸点高于 100 6、制糖工业中，常用沸腾的方法除去糖汁中的水分，为了使糖不变
