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1、备课时间：2012.11.20学生：上课时间：2012.11.24任课教师：教学内容大气压强、流体压强与流速的关系教学目标1、知道大气压强产生的原因，了解大气压强存在的实例。2、知道托里拆利实验的方法及结果，记住大气压强的值。3、能用大气压强的知识解释有关现象重点难点重点：理解大气压强的现象。 难点：大气压强知识的应用课程主体部分一、知识网络：一、大气压强(1) 产生原因空气受到重力作用，而且空气能流动,因此空气内部向各个方向都有压强，这个压强就叫大气压强.(2) 单位：国际单位是帕斯卡(Pa)。常用单位还有毫米水柱(mmHg)，厘米水柱(cmHg),标准大气压(atm)1 标准大气压=760
2、mmHg=76cmHg= 1.013 105 P a(3) 马德堡半球实验：有力地证明了大气压的存在.冋时还可说明，大气压强是很大的.(4) 大气压的测定托里拆利实验测出了大气压的大小.在托里拆利实验中，测量结果和玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关;如果实验时玻璃管倾斜，则水 银柱的长度变长，但水银柱的高度，即玻璃管内外水银面的高度差不变;这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密 度所共同决定的，通常情况下，为76厘米左右.2、大气压的变化(1) 大气压随海拔高度的增加而减小，这主要是由于离地面越高的地方空气越稀薄，空气的密度越小.(2) 大气压的变化和天气有关，一般说来，晴天的大
3、气压比阴天的咼，冬天的大气压比夏天的咼.3、气压计(1) 测量大气压的仪器叫气压计.(2) 常见的气压计有水银气压计和金属盒气压计两种.水银气压计是根据托里拆利实验制成的，它在测量时，必须挂竖直，如果挂歪斜了，则测量结果将比实际值偏大. 金属盒气压计即无液气压计，如将其刻度盘上所标的大气压值折算成高度，则成了航空、登山用的高度计.4、液体的沸点与液面气压大小有关，液面气压减小,液体沸点降低;液面气压增大，液体沸点升高.5、活塞式抽水机和离心式水泵，都是利用大气压来工作的普通的抽水机工作时,其抽水高度约10米左右这是 由于1标准大气压大约能支持10.3米高的水柱.二、流体压强与流速的关系1. 流
4、体：物理学中把具有流动性的液体与气体统称为流体，如空气、水等。2. 流体的压强：前面学过的液体的压强与大气压强，它们是流体静止时的压强，流体流动时也有压强，此时的 压强叫流体的压强。3. 探究流体压强与流速的关系。（1）对着两张平行放置的纸的中间吹气，使得两张纸中间的气流速度增大，这时两张纸外侧的气流速度相对较小, 两张纸会向中间靠扰，这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力，可见空气流速大的地方压强小， 流速小的地方压强大。（2 ）将两只小船放入水盘中，用水管向两船中间冲水，两船向中间靠拢，这说明船两侧的水对船的压力大于船中 间的水对船的压力，可见液体流速大的地方压强小，流速小的
5、地方压强大。要点诠释：在气体和液体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。飞机的升力1飞机的机翼与空气流动速度飞机的机翼一般做成上凸下平的形状，机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度，从机翼横截面的形状可知， 其上方弯曲，下方近似于直线、飞机飞行时，空气与机翼发生相对运动，由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的 路程长，所以机翼上方的空气流动比下方要快。2. 升力的产生从机翼上方流过的空气通过的路程长，速度大，从机翼下方通过的空气通过的路程短、速度慢；于是空气对机翼 上表面的压强小，对下表面的压强大，机翼上下表面所受压力差的方向竖直向上，这个压力差就叫“举力”又叫飞 机的“升力”，飞机起
6、飞前要在跑道上加速滑行一段距离，直升飞机起飞前螺旋桨要高速旋转一段时间，两者都是为 了获得较大的升力以升上高空。例题解析：一. 用液片分析法解决大气压强问题1. 用液片分析法解大气压强计算题所谓“液片”就是在管内和管外相交处或管内某一处找一液面，它的面积等于管的面积，它的厚度可以看作零，它的 质量很小可以忽略，它属于液体的一部分。液片分析法的步骤如下：1. 找准合适的液片。一般在管内和管外的相交处或管内某一处。2. 分析上下或左右表面受到的压强；3. 根据液片所处的平衡状态，列出上下或左右表面压强相等的等式，并将未知数代入等式建立方程；4. 解方程。例1.如图1所示，一端开口的玻璃管内被水银封
7、有一部分气体，水银柱长3cm （1）当开口向上竖直放置时，管内气 体压强是多少厘米汞柱？ （2）当开口向下竖直放置时，管内气体压强是多少厘米汞柱？ （3）当管水平放置时，管内 气体压强是多少厘米汞柱？（周围的大气压强是一个标准大气压）分析：（1）先在管内气体与水银相交处找一液片a,此液片上表面受到向下的管内水银压强戸規，大气压强戸o作用 在水银面上经水银传递到液片上表面，下表面受到管内气体向上的压强P，由于液片处于静止，所以上下表面的压强相等，即P=P +o = 3cm-76cm = 79cm（2）先在管外气体与水银相交处找一液片b,此液片上表面受到向下的管内水银压强戸艰，管内气体向下的压强p
8、经 水银传递到液片上表面，下表面受到管外气体向上的大气压强戸0,由于液片处于静止，所以上下表面的压强相等，日仃左 +戸银-Po p = 76cff2 - 3cffi = 13cm 即，。（3）先在管内气体与水银相交处找一液片c,左边液面受到管内气体向右的压强p,右边液面受到管外气体向左的大 气压强肌，由于液片处于静止，所以左右表面压强相等，即P = P=16cmo2. 用液片分析法解答大气压说理题一些判断液体流动的题目可以用液片分析法得到很好的解释，它的方法是：（1）找准合适的液片。一般在管内和管外的相交处或管内某一处。（2）分析上下或左右表面受到的压强。（3）根据上下或左右表面受到的压强的大
9、小来判断液体的流动。例2.如图2所示，把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水银槽B的底部 不接触，当大气压强是10x10时，电子秤的示数为Q,若外界大气压下降时，电子秤的读数将怎样？图2分析：在管内水银和槽内水银相交处找一液片c,液片上表面受到管内水银对它向下的压强，液片下表面受到向上的 大气压强，由于液片静止。当外界大气压强变小时，液片上表面受到水银向下的压强大于这时的大气压强，管内水银就会流入水银槽内，当流到上下表面压强相等时，水银不再流动，水银槽内水银增多，总重增大，电子秤的 示数增大，就会大于Q。用液片分析法也可以灵活解答与托里拆利实验有关的问题，同学
10、们可以试一试。二. 用压强与沸点的关系解释实际问题一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。在运用这个关系时应该注意，这里的气压是指液体表面上 方的压强，可以是大气压强，也可能是其它气体的压强。例3.用高压锅煮粥，熄火后用冷水将锅冷却，拿去限压阀后打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾。普通铝锅却看 不到这样的现象。这是为什么？(A)jh图3分析：熄火时，高压锅内温度仍然高于100 r，冷却后锅内水蒸气液化，蒸气减少，液面上方的气压比原来降低，水 的沸点降低，低于现在的温度，所以重新沸腾。三. 用平衡力的方法计算大气压强的问题要选准研究对象，对研究对象进行受力分析，除分析重力外，还要分析
11、各种压强对物体表面产生的压力，然后根据物 体的静止或匀速运动状态列出力的平衡方程或方程组，代入数据并正确求解。例4.小乐家的压力锅锅盖上标有“铝制品厂24cm压强锅”的字样，他测得限压阀门的质量是100g，排气孔的直径 约为3mm，这个压力锅正常工作时的最大压强是多少？ (g=10N/kg) 分析：最大压强指的是当限压阀门刚被抬起将向外喷气时的压强。设锅内气压为乃，大气压为巩，现在对限压阀进 行受力分析，限压阀所受重力为mg，锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力为戸心，大气压对限压阀的压力为円j, 当限压阀刚被抬起将向外喷气时，此时限压阀处于静止，有：用=厂严吨，最大压强为：皿1伽圧+汽3.1
12、4 x (1.5 xlO-3)2=2A2xW5 Pa二、课堂练习：1. 如图所示是利用水银气压计测量不同高度的大气压数值,給ip/kPa 认真分析可知：大气压的变化规律是 由于不同高度的大气压是不同的，这就给人们一个启发：那就是可以将水银气压计改装成一 ，如果我们在武当山的金顶上测得的大气压是83.6kPa,则金顶的海拔高度大约是m。 如果在金顶上烧开水，则水沸腾的温度将100C。（填“高于” “等于”“低于”）解析： 通过观察图可以发现大气压随高度的变化规律是大气压随高度的增加而减小，大气压随高度的变化是不均匀的 由于不同高度的大气压是不同的，人们可以把水银气压计改装成高度计； 从图中可以看
13、出，横坐标表示海拔高度，纵坐标表示某一高度所对应的大气压值,83.6kPa海拔高度约为1740m。 由于金顶上的大气压小于标准大气压，所以在金顶上烧开水，水沸腾时温度将低于100C。答案：大气压随高度增加而减小，大气压随高度的变化是不均匀的。高度计 1740 低于 升华：本题考查的是会从图表中获取信息，然后加工整理总结出规律，培养概括知识的能力和运用知识的能力。举_反三青藏铁路已全线贯通，已经投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗系统，这样做是因为B.C.D.A.高原空气稀薄，大气压强小稀薄，大气压强大稠密，大气压强小稠密，大气压强大解析：大气压是由空气受重力而产生的。青藏高原海拔较高
14、，大气层相对稀薄, 空气稀薄，（） 高原空气 高原空气 高原空气故气压较低，由于 空气中含氧量较少，一般人难以适应，故需要有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统。答案：（A）2. 阅读理解题黑龙江生活报2003年5月2日在头版报道了这样一条科技新闻：由哈尔滨工业大学机电工程学院和哈尔滨医科大学的五位科研人员，研制出一间微型非典隔离监护室。这种隔离 监护室最突出的设计特点就是室内用负压原理设计（室内的气压比室外的气压低一些）。室壁设有进气孔和抽气孔， 这样，不但能为室内提供新鲜空气还可以利用真空泵将病人呼出的携带病毒的气体抽出去看过报道后，结合非典SARS病毒通过空气扩散而造成交互传染的特点，运用
15、物理知识回答： 微型非典隔离室形成相对低压的作用是什么？ 针对非典，隔离室为保护医护人员和医院周边群众的安全及为方便医护人员对非典病人的观察和护理，从物理 学的角度还应采取哪些合理措施？（提出一条即可）解析：作用：开病房后，由于室内气压小于室外大气压，室外空气会向室内流动，而室内空气不会向室外流动，这样 可防止室内空气中的SARS病毒扩散到室外，避免医院内非典病人与医护人员的交互传染。A利用电能转化为内能，将被真空泵抽出去的含SARS病毒的空气通入密闭的电热容器进行高温消毒，杀死SARS 病毒。B利用电能转化为光能，将被真空泵抽出去的含SARS病毒空气通入密闭的紫外线消毒装置杀死SARS病毒。C为防止SARS病毒扩散，要求非典病人，疑似病人医护人员带上符合要求的口罩。D利用光的直线传播、光的反射，在隔离室设置抗压强透光度好的观察窗口。总结升华：阅读理解应用题，要从材料中提取有用的重要信息，用学过的物理知识解答设计，培养分析，运用物 理知识的能力。举一反三用如图所示的水杯盛水，经常会遇到这样的情况，往杯里装大半怀热水，拧紧杯盖，经过较长的一段时间后，杯 盖会很难
