2023学年完整公开课版气体的压强

第十章压强和浮力三、气体的压强导学设计导学设计应用示例应用示例当堂检测当堂检测课堂小结课堂小结导学设计实验1：如图10－3－2甲所示，用纸片盖住盛满水的杯口，再用手按紧，将杯子倒转，使杯口向下，松手后，观察现象。实验2：如图乙所示，在广口瓶中放入一些沙子，将点燃的酒精棉球放入广口瓶中，待瓶内空气被加热后，立即用剥了皮的熟鸡蛋堵在瓶口。过一会儿，会出现什么现象？三、气体的压强学点1大气压的存在三、气体的压强分析与论证：(1)在图甲所示的“覆杯实验”中，纸片受到的重力方向竖直向下，纸片的上表面受到杯内水对纸片向下的压力，而纸片没有掉下来，说明纸片下表面受到了一个方向向上的压力，而纸片的下面只有空气，表明这个力只能是空气施加的。可见纸片下表面受大气向上的压力作用，使纸片不会掉下来。(2)在图乙所示的“瓶吞蛋”实验中，开始时，鸡蛋并没有下落，当瓶内的气体被燃烧掉一部分氧气而“收缩”后，鸡蛋落入瓶中，说明外界的空气对它施加了一个向下的力，即大气的压力将鸡蛋压入瓶中。问题1：大气与液体一样，对处在其中的物体有压强，这种压强叫做______________，简称大气压。大气压强三、气体的压强问题2：大气压是无法直接看到的，像实验中那样，把看不见的大气压通过易于观察的现象显示出来的研究问题的方法就是__________。问题3：大气压在我们的周围时刻存在着，但我们平时没有感觉到，这是因为人体内外都与大气相通，各部位内外所受的__大__________相同，内外_________。只有气压不平衡时才表现出一些特殊的现象，让我们体会到大气压的存在以及变化。转换法大气压力平衡三、气体的压强实验：利用托里拆利实验测量大气压的值。步骤1：取一根长约1m且一端封闭的细玻璃管。步骤2：在细玻璃管内灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。步骤3：放开手指，让管内水银流下，观察管内外水银面的高度差。步骤4：把管子倾斜一些，观察管内外水银面的高度差是否发生变化。学点2大气压的测量三、气体的压强分析与论证：管内水银面下降到一定高度就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm；把管子倾斜一些，高度差也不发生变化。由于玻璃管内水银面上方是真空，管外水银面上方是大气，因此，是大气压支持着管内这段水银柱使其不会落下，因此大气压的数值就等于这段水银柱产生的压强。根据液体压强公式，求出水银柱产生的压强就求出了大气压的值：p＝ρgh＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa。三、气体的压强问题1：在托里拆利实验中，玻璃管不能太____，如果玻璃管的长度小于______mm，则水银柱不会下降，测不出大气压的值。问题2：在实验中，玻璃管内不能残留______。如果管内残留少量______，则实验中玻璃管内液面上方就不是真空，液面上就要受到一个较小的压强，使测出的大气压的值偏_____。问题3：水银柱的高度只与__________的大小有关，与管的粗细、是否倾斜_____关，并且水银柱的_______并不一定等于管中水银柱的长度。短760空气空气小大气压无高度三、气体的压强观察1：如图10－3－4所示为气压测绘人员所绘制的气压与高度的关系图，通过观察，你能发现气压与高度有什么关系？学点3生活中的大气压三、气体的压强观察2：如图10－3－5所示，烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯，水停止沸腾；待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上，向外拉注射器活塞，看到了什么现象？这个实验说明了什么问题？

分析与论证：(1)通过观察图10－3－4可知，大气压是变化的，离地面越高的位置大气压越小，在海平面附近，大气压约等于1个标准大气压。三、气体的压强(2)在如图10－3－5所示的实验中，向外拉注射器活塞时，烧瓶内的气压减小，水的沸点降低，温度达到水的沸点，水又沸腾了，即液面上方的气压减小时，液体的沸点降低。问题1：大气压是由于大气层受______产生的，离地面越高的地方，大气越______，大气产生的压力______，故大气压也______。问题2：一切液体的沸点，都是在气压减小时______，气压增大时______。这里所说的气压是指________的气压，不一定是大气压，也就是说，如果液体与大气连通，就是指大气压，如果液体被密封在容器内，这里的气压就是指容器内_________的气压。高压锅就是利用液体的沸点随气压的增大而_______的原理制成的。重力稀薄越小越小降低升高液面上方液面上方升高三、气体的压强实验：

(1)如图10－3－6甲所示，用手使乒乓球抵住漏斗内的细管处，手移开，观察乒乓球的运动情况。(2)如图乙所示，用手使乒乓球抵住漏斗内的细管处，向漏斗内吹气，然后手移开，观察乒乓球的运动情况。学点4流体压强与流速的关系三、气体的压强分析与论证：(1)比较两次实验发现，第一次实验中，手移开后，乒乓球在重力作用下竖直下落，这是因为乒乓球上下表面的空气流速相同，没有压强差，只受重力，所以下落。(2)当向漏斗内吹气时，乒乓球上方的气体流速快，下方的气体流速慢，乒乓球的上下表面存在压强差，使乒乓球受到竖直向上的力，当这个力大于或等于重力时，乒乓球就不再下落。问题1：对于同一物体，其相对的两个表面受到的压强不同，两表面受到的压力就____相同，物体就会向受到的压强______的方向运动。不较小三、气体的压强问题2：飞机升力的产生原因：飞机机翼的上表面向上凸起，下表面平直，飞机在飞行时，会使机翼上方的空气流速____于下方。根据“流速大的地方压强小”可知，机翼上方空气的压强____于下方空气的压强，形成向____的压强差，从而形成向____的压力差，即升力。大小上上应用示例类型一液体压强的特点三、气体的压强例1

在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，其中的主要原因是()A．软木塞受潮膨胀B．瓶口因温度降低而收缩变小C．瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住D．瓶内气体压强减小，大气压把瓶塞压紧三、气体的压强[解析]D在冬季，装有半瓶热水的暖水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气，经过一段时间后，水蒸气液化，使瓶内的空气变少，造成了瓶内气压小于外界大气压，即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧地压在瓶口。[点评]知道经过一段时间后，瓶内水蒸气液化，造成了瓶内气压小于外界大气压是解决此题的关键。类型二大气压的估测三、气体的压强

例2如图10－3－7所示，小明利用小注射器(容积为1mL)、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是__________________。

(2)小明用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞被匀速拉动时，记下弹簧测力计的示数为1.2N，其他数据均记录在表中。依照他的数据算出大气压的值为____________________________________________________。排尽注射器的空气7.2×104Pa三、气体的压强(3)当检查这个实验时，小明发现由于疏忽，忘记用橡皮帽堵住注射器的小孔。那么此时测量的不是大气压给活塞的压力大小，而是活塞所受__________的大小。将这个缺点改进后，依旧沿水平方向向右慢慢拉动注射器，重新测得拉力为3N，那么大气压实际值是____________。体积长度活塞面积拉力大气压强1mL6cm1/6cm21.2N摩擦力1.08×105Pa三、气体的压强[解析](1)将活塞推至注射器筒的底部，这样做的目的是排尽注射器内的空气。(2)由表中数据可知：注射器的活塞面积为1/6cm2；活塞刚被匀速拉动时，F＝1.2N，则根据此数据算出的大气压强的数值为：p＝F/S＝＝7.2×104Pa。(3)在没有堵住注射器小孔的情况下测量的拉力不是克服大气压给活塞压力的大小，而是克服活塞所受摩擦力的大小。将这个缺点改进后，依旧沿水平方向向右慢慢拉动注射器，重新测得拉力为3N，那么大气压实际值为：p＝F/S＝＝1.08×105Pa。三、气体的压强[点评](1)压强计的工作原理是利用U形管两侧液面的高度差来显示压强，压强越大，U形管两侧液面高度差越大。(2)影响液体压强的因素有：液体的密度和浸入液体的深度，在探究与其中一个因素的关系时，就要控制另一个因素不变。类型三生活中的大气压三、气体的压强

例3关于大气压，下列说法中不正确的是(

)A．大气压的值总是1.01×105PaB．在同一个地方，晴天大气压比阴天高C．大气压的值随高度的增加而减小D．在不同的地方，大气压一般是不同的三、气体的压强[解析]A大气压值与高度、季节、天气变化等有关，不同状况下，大气压值不同，标准大气压值为1.01×105Pa，故A选项说法正确。在同一个地方，阴天比晴天空气的湿度大，水蒸气的密度小于空气的密度，使大气密度变小，大气压降低，故B选项说法正确。随着高度的增加，空气越稀薄，空气密度变小，大气压减小，故大气压的值随高度的增加而减小，C选项说法正确。在不同的地方，空气的密度一般是不同的，空气密度不同，大气压也不同，D选项说法正确。三、气体的压强变式题青藏铁路建成后，乘高原列车去西藏旅游的人越来越多。与普通列车相比，高原列车内还配备有供氧系统和医疗应急系统，这样做是因为高原上(

)A．大气压强小，空气中含氧量小B．大气压强大，空气中含氧量大C．大气压强小，空气中含氧量大D．大气压强大，空气中含氧量小[解析]A在高原地区，空气稀薄，因而大气压强小，氧气的含量也小。类型四流体压强与流速的关系三、气体的压强

例4如图10－3－8所示是一种水翼船，船体下安装了水翼。当船在高速航行时，水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是()[解析]B水翼上凸下平，相同时间内，水经过水翼上方的路程大于水翼下方的路程，水翼上方的水的流速大于下方的流速，水翼上方的压强小于水翼下方的压强，从而获得向上的升力，将船体整体抬高，故本题答案为B。[点评]本题的解题关键是了解水翼船的实质以及流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。课堂小结三、气体的压强当堂检测A三、气体的压强1．下列实验中，第一次测出了大气压强大小的是(

)A．托里拆利实验B．马德堡半球实验C．帕斯卡实验D．伽利略理想实验►知识点1液体压强的特点[答案]A三、气体的压强2.某班同学利用如图10－3－9所示装置设计实验体验大气压的存在。先在易拉罐中放入少量的水，再用酒精灯给易拉罐加热，待罐口出现白雾时，用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精灯，让易拉罐自然冷却，观察现象。同学们根据____________这一现象可体验到大气压的存在。[解析]用酒精灯给易拉罐加热后，再用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精灯，让易拉罐自然冷却，使罐内气体压强小于外界的大气压强，在外界大气压强的作用下，把易拉罐压瘪。易拉罐变瘪三、气体的压强3．如图10－3－10所示的实例中，属于利用大气压强的是(

)►知识点2生活中的大气压三、气体的压强4．小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。(1)实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是__________________。(2)如图10－3－11所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L，则大气压的值可表示为p＝_______。►知识点3大气压的测量排尽筒内的空气FL/V三、气体的压强(3)实验过程中注射器筒内残留有少量空气，则测得的大气压值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用________(选填“甲”或“乙”)注射器，理由是：____________________________________________。偏小甲拉动乙注射器筒所需的力超过弹簧测力计的量程三、气体的压强5.高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出一部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。如图10－3－12所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压阀顶部面积为S1(已知大气压强为p0)。►知识点4大气压的计算三、气体的压强(1)求使用高压锅时对锅内气体的最大压强。[答案]

p0＋m0g/S0

[答案][解析](1)当限压阀刚要被顶起时，其受力平衡，锅内气体最大压强p＝p0＋m0g/S0。(2)锅内气体压强对锅盖最大压力的增加量：ΔF＝Δp(S－S0)＝mgS0(S－S0)＝。因为S远大于S0，所以ΔF′＝ΔF＝。(2)为保证使用安全，不可随意增加限压阀质量。如果限压阀的质量增加m，请你计算锅体与锅盖处对锅盖的最大作用力增大多少？当堂检测B三、气体的压强1．在做托里拆利实验时，不小心玻璃管中留有少量残余空气，那么大气压强的测量值将______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。某容器内水面上方的气压为1.5个标准大气压，则容器内水的沸点_______(选填“高于”“低于”或“等于”)100℃。►知识点1液体压强的特点[解析]

在做托里拆利实验时，不小心玻璃管中留有少量残余空气，则此时管内空气的压强与水银柱的压强和等于管外大气压，所以通过水银柱的高度计算出的大气压值会偏小。液体的沸点与液体上方的压强有关，气压越高，沸点越高。小于高于三、气体的压强2.深圳地区经常会有台风(如图10－3－13所示)，市政府要求居民将简易房的屋顶加固，对于这一要求下列解释