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第八章 壓強(qiáng)與浮力
四、大氣壓強(qiáng)
四、 大氣壓強(qiáng)
下圖所示的情景說明了什么？
用大號注射器將塑料瓶中的空氣抽出來，是誰把塑料瓶壓癟了？
水沒有從杯中流出，是誰托住了紙片？
小試管不下落反而上升，這是誰的作用？
注射器的活塞為什么沒有被鉤碼拉下來？
理解托里拆利實(shí)驗(yàn)；(重點(diǎn))
02
知道大氣壓強(qiáng)的存在；(重點(diǎn))
01
知道大氣壓的變化規(guī)律；
03
了解生活中一些應(yīng)用大氣壓強(qiáng)的例子。
04
將浸過酒精的棉花點(diǎn)燃后放入廣口瓶內(nèi)，然后立即將剝殼的熟雞蛋堵住瓶口，觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：熟雞蛋被吞入瓶中。
分析：瓶內(nèi)氣體對雞蛋的壓強(qiáng)小于瓶外大氣壓強(qiáng)，在大氣壓作用下，雞蛋被壓入瓶中。
實(shí)驗(yàn)
大氣壓的存在
大氣壓強(qiáng)
定義：和液體一樣，空氣內(nèi)部各個方向也都存在壓強(qiáng)。這種壓
強(qiáng)稱為大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓。
2. 大氣壓存在的原因：
大氣受重力的作用
大氣有流動性
3. 證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)：
馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
早在1654年，德國馬德堡市市長奧托·馮·格里克就在馬德堡市公開表演一個著名實(shí)驗(yàn)——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。他把兩個直徑為30cm銅質(zhì)空心半球緊緊地扣在一起，用抽氣機(jī)抽出球內(nèi)的空氣，然后用16匹馬向相反方向拉兩個半球，結(jié)果費(fèi)了很大的勁才把它們拉開。
大氣壓有多大——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
演示：馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
用大號注射器將塑料瓶中的空氣抽出來，是誰把塑料瓶壓癟了？
水沒有從杯中流出，是誰托住了紙片？
有大氣壓向上托著紙片
瓶內(nèi)部氣壓小于外部大氣壓在大氣壓的作用下飲料瓶變癟。
運(yùn)用大氣壓強(qiáng)解釋下列現(xiàn)象
小試管不下落反而上升，這是誰的作用？
注射器的活塞為什么沒有被鉤碼拉下來？
真空
管中的水在重力的作用下流出，而小試管在管外大氣壓的作用下套入大試管。
頂部為真空，底部受大氣壓的作用使活塞受到向上的力等于重力。
練一練
如圖所示的實(shí)例中，與大氣壓無關(guān)的是（　　）
B．用吸管喝飲料
C．吸盤掛物鉤吸在墻上
A．船閘
D．覆杯實(shí)驗(yàn)
A
既然大氣壓強(qiáng)存在，那么大氣壓到底有多大呢？用什么方法可以測出它的數(shù)值呢？
最早測定大氣壓的是意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家托里拆利
大氣壓的測定
托里拆利
1608-1647
當(dāng)管中的水銀柱靜止時，作用在槽中水銀面上的大氣壓強(qiáng)與玻璃管內(nèi)760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。
托里拆利實(shí)驗(yàn)
=ρ水銀 gh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105 Pa
p大氣=p水銀
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 p0= 1.013×105 Pa
大氣壓的數(shù)值
粗略計算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可取1.01×105 Pa。
依據(jù)原理：大氣壓與液體壓強(qiáng)相平衡
1.管子傾斜，水銀柱豎直高度是否發(fā)生變化
2.管子直徑加粗，管中水銀柱高度怎樣變化？
水銀長度增大但高度不變
水銀的高度與玻璃管的粗細(xì)無關(guān)
思考：
3.玻璃管向上提不露出水銀面或下壓是否影響測定值
不影響
4.做托里拆利實(shí)驗(yàn)時，若玻璃管內(nèi)混有少量空氣，會影響水銀柱的高度嗎？
0.76m
少量空氣
真空
因此做托里拆利實(shí)驗(yàn)時，若玻璃管內(nèi)混有少量空氣，則測量的結(jié)果比實(shí)際大氣壓小。
P空氣
P水銀
P大氣壓
p空氣+p水銀=p大氣壓
玻璃管中裝滿水銀的目的:使水銀上方為真空。
5.如果用水來做實(shí)驗(yàn)，大氣壓能支持多高的水柱呢？
h水= = =10.3m
p大氣
ρ水銀g
1.01×105Pa
13.6×103kg/m3×9.8N/kg
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= 760mmHg=1.01×105 Pa
為什么這么大的壓強(qiáng)房頂沒有被壓塌？
1cm2
這個數(shù)值大約相當(dāng)于10N的壓力作用在1cm2的面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
房內(nèi)也有氣體，產(chǎn)生了對房頂向上的壓強(qiáng)，與外界對房頂向下的大氣壓強(qiáng)大小相等，合力為零，保證了房頂不會坍塌。
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是多大？具體感受起來是多大呢？
例
如圖所示，是托里拆利實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作過程，關(guān)于托里拆利實(shí)驗(yàn)，下面說法錯誤的是（　　）
A．是大氣壓支持玻璃管內(nèi)的水銀
柱不會下落
B．實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方
有少量空氣
C．大氣壓的數(shù)值等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)
D．換用更粗一些的等長玻璃管，管內(nèi)外水銀面高度差將不變
B
練一練
如圖所示托里拆利實(shí)驗(yàn)中，若將玻璃管豎直向上提起一些（未離開汞面）時（　　）
A．大氣壓的值變大
B．大氣壓的值變小
C．管內(nèi)液柱的高度不變
D．管內(nèi)液柱的高度變小
C
方案一
大氣壓的其他測量方法
如圖，記錄剛剛拉脫時彈簧測力計的讀數(shù)，這就是大氣對吸盤的壓力。再量出吸盤與桌面的接觸面積，算出大氣壓的大小。
只能估測大氣壓，不精確。
演示：大氣壓強(qiáng)的測量—“吸盤”測量法
方案二
將注射器針筒內(nèi)的空氣排空，然后用橡皮帽堵住，豎直固定在鐵架臺上，在針筒下面掛鉤碼，記錄當(dāng)活塞剛好開始下滑時鉤碼的總重力F，估測針筒的橫截面積S，利用p=F/S公式計算大氣壓強(qiáng)
上述方案哪些環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生誤差？
演示：大氣壓強(qiáng)的測量—
“注射器”測量法
氣壓計
水銀氣壓計
（能移動的托里拆利實(shí)驗(yàn)）
測量精確
不便攜帶
金屬盒氣壓計
方便攜帶
不精確
影響大氣壓的因素
1.氣體體積與壓強(qiáng)的關(guān)系
氣球被腳一踩，它的體積變小，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，會將球皮壓破。
打氣時，當(dāng)打氣筒的活塞下移一些后，筒內(nèi)的氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，所以活塞越向下壓越費(fèi)力。
在溫度不變的條件下，一定質(zhì)量的氣體，體積減小，它的壓強(qiáng)就增大；體積增大，它的壓強(qiáng)就減小。
2.大氣壓與海拔高度的關(guān)系
海拔越高，空氣越稀薄，大氣壓越小。
在海拔2000以內(nèi)，每升高12m，大氣壓強(qiáng)大約下降133Pa。
3.氣壓與沸點(diǎn)
一切液體的沸點(diǎn)，當(dāng)氣壓減小時降低；當(dāng)氣壓增大時升高。
高山上燒飯要用高壓鍋，鍋內(nèi)氣壓可以高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，使水沸點(diǎn)高于100℃，不但飯熟得快，還可以節(jié)省燃料。
思考
松手，鋼筆膠囊中的空氣體積增大，壓強(qiáng)減小，外部大氣壓大于內(nèi)部氣壓，墨水被壓入膠囊中。
在溫度不變的情況下，一定質(zhì)量的氣體，上拉注射器，注射器內(nèi)體積增大（膨脹），壓強(qiáng)減小；外部大氣壓大于內(nèi)部氣壓，藥水被壓入注射器中。
用嘴吸時，吸管上部的空氣被吸走，致使該處壓強(qiáng)降低，而水面上方是大氣壓，由于壓力差的存在，大氣壓會壓迫水進(jìn)入嘴中。
藥水、墨水和汽水是怎樣被吸上來的？
活塞式抽水機(jī)
大氣壓與人類生活的關(guān)系
提起活塞時，閥門 關(guān)閉，大氣壓迫使水推開閥門 ，水進(jìn)入缸筒。
壓下活塞時，閥門 關(guān)閉，活塞下面的水推開閥門 ，涌到活塞上面。
再次提起活塞時，閥門 關(guān)閉，它上面的水從出水口流出，同時大氣壓迫使水又推開閥門 ，水進(jìn)入缸筒。
A
B
B
A
A
B
　　離心式水泵起動前，為了排除內(nèi)部的空氣，先向泵里灌滿水。葉輪轉(zhuǎn)動后把水甩出，使葉輪附近的地方出現(xiàn)一塊氣體壓強(qiáng)很小的區(qū)域。低處的水面上有大氣壓強(qiáng)，大于泵內(nèi)的壓強(qiáng)，所以水在外界大氣壓強(qiáng)的作用下被壓入泵中。
離心式水泵
1.哪個揚(yáng)程對應(yīng)水泵最大的抽水高度？
2.哪個揚(yáng)程受大氣壓強(qiáng)影響？
3.哪個揚(yáng)程由水泵的性能決定？
4.在北京和拉薩汲水揚(yáng)程一樣嗎？
壓水揚(yáng)程
汲水揚(yáng)程
壓水揚(yáng)程
拉薩比北京氣壓小，所以拉薩比北京的汲水揚(yáng)程小
實(shí)際中的離心式水泵有三個關(guān)于揚(yáng)程的指標(biāo)。
區(qū)別：活塞式抽水機(jī)只能利用大氣壓將把水從低處壓到高處；離心式水泵除了利用大氣壓，還可以依靠葉輪轉(zhuǎn)動將水甩出。
大氣壓強(qiáng)
大氣壓的存在
大氣壓強(qiáng)的測定
大氣壓的變化
空氣內(nèi)部各個方向都有壓強(qiáng)
產(chǎn)生原因：重力、流動性
托里拆利實(shí)驗(yàn)
管內(nèi)外水銀面高度差約為760mm
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可取1.0×105Pa
海拔越高，氣壓越低，液體沸點(diǎn)也降低
大氣壓的應(yīng)用
活塞式抽水機(jī)、離心式水泵等
1.如圖所示，護(hù)士為病人打針前，先把針管里的活塞推到底端，然后把針頭插入藥液中，提起活塞，藥液在 的作用下進(jìn)入針管里。
大氣壓強(qiáng)
2.如圖為一種硅膠制成的免打孔門吸，將其套在門背后的把手上，并使吸盤緊壓在門后的光滑墻壁上，門就會被固定。下列事例的工作原理與此門吸原理相同的是（　　）
A．熱氣球升空
B．飛機(jī)升空
C．用吸管吸飲料
D．船閘
C
3．（多選）如圖所示是托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置圖，玻璃管內(nèi)的水銀柱穩(wěn)定后，兩水銀面的高度差是760mm（試管口始終沒離開水銀面），下列做法高度差不變的是（ 　　）
A．將實(shí)驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)移到高山上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
B．稍稍提高玻璃管
C．往水銀槽中添加水銀
D．使玻璃管傾斜
BCD

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