大气压强 2024-2025学年人教版物理八年级下学期

9.3大气压强液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体能够流动。大气也能流动，大气对我们周围的物体也有压强吗?生活中有很多现象可以让我们感受到大气压强的存在，下面我们通过实验来研究这个问题。大气压强的存在如图9.3-1甲所示，挤压出空气的吸盘能吸附在光滑的墙面上并能承载重物，这是因为大气把吸盘压在墙面上。怎样证明这个想法呢?甲如果吸盘与墙面之间与大气连通，吸盘内外的大气压强相等，吸盘就不可能吸附在墙面上。我们可以在吸盘上扎一个小孔，这时就会发现，无论怎样用力压吸盘，松开手后它都不会吸附在墙面上。甲如图9.3-1乙所示，把一端封闭的塑料管装满水用硬纸片盖住管口，管口朝下水也不会流出来，这是大气向上压着纸片造成的。你能证明这个想法吗?乙大量实验证明，大气压强确实是存在的。大气压强简称大气压(atmosphericpressure)。大气压的测量在铁桶内放少量的水，用火加热。水沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水。在大气压的作用下，铁桶被压扁了(图9.3-2)。图9.3-2被压扁的铁桶大气压究竟有多大?在图9.3-1乙中大气压可以把纸片上的液柱托住。根据大气压所能托起液柱的最大高度，我们就能精确地测出大气压的数值。大气压的测量(录像)如图9.3-3所示，在长约为1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。图9.3-3托里拆利实验放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面高度差约为760mm。把玻璃管倾斜，高度差不发生变化。图9.3-3托里拆利实验实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是空气，因此，是大气压支持管内这段水银柱不会落下，大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，他测得管内外水银面的高度差为760mm，通常把这样大小的大气压叫作标准大气压，用p0

表示。图9.3-3托里拆利实验图9.3-3托里拆利实验p0＝ρgh＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa在粗略计算中，标准大气压可以取1×105Pa。用气压计可以测量大气压。在图9.3-3的实验中：如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度就知道当时的大气压了。这就是一个简易的水银气压计。水银气压计要竖直悬挂水银气压计比较准确，但携带不便，用得比较多的气压计是金属盒气压计，又叫作无液气压计(图9.3-4)，它的主要部分是一个波纹状真空金属盒。图9.3-4无液气压计大气压变化时，金属盒会发生形变，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出大气压的大小。在玻璃瓶内装入适量带颜色的水，用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气，使细塑料管内水面上升到瓶口以上。最后，在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的变化(图9.3-5)。图9.3-5自制气压计图9.3-5自制气压计将整个装置放在电梯中进行实验，观察水柱的高度与楼层的关系。在一次实验中电梯从2楼上升到12楼，水面升高了3cm。对此，你怎样解释?随着高度的增加，大气压会减小，因此从楼下到楼上，瓶外大气压减小，而瓶内气压不变所以瓶内气压高于外界大气压，瓶中的水会在瓶内气压的作用下进入玻璃管中，玻璃管中水柱会升高。实验结果表明，随着高度的增加，细塑料管中水柱的高度会逐渐升高，这表明瓶外的大气压在逐渐减小。在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100Pa。水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。在我国的青藏高原，大部分地区水的沸点低于90℃。有的哨所海拔五千多米，水的沸点不足85℃，这样的温度，连面条也煮不熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭(图9.3-6)。图9.3-6高原边防哨所战士用压力锅煮面条❶在使用胶头滴管吸取液体时，挤出胶头滴管胶帽内的空气，将玻璃管放入液体中，松手后液体就被“吸”入玻璃管内(图9.3-7)。某同学猜想液体不是被“吸”上来的，而是被大气“压”上去的。请你设计一个实验方案验证他的猜想。图9.3-7如图所示，在小瓶里装些带颜色的水，将胶头滴管的胶帽去掉，将两端开口的胶头滴管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，这样就会有一部分水进入玻璃管，用手托着这个装置从一楼乘坐电梯到十二楼，发现水柱是上升的，玻璃管内水柱的高度变大，原因是随着高度的增加，外界的压强变小，瓶内的压强不变，在这个压力差下，使水柱上升了，这和“吸”液体道理是一样的。❷在“大气压的测量”实验中，如果换用稍微粗一些的玻璃管，或玻璃管内不小心进入了少量空气，是否会影响实验结果?为什么?换用稍微粗一些的玻璃管做实验时，只要外界大气压不变，则管内水银柱的高度不变；如果管中进入了空气，少量的空气产生的压强加水银柱产生的压强等于外界大气压，玻璃管内的水银柱会变短，会影响实验结果。图9.3-8❸1654年，德国马德堡市市长做过一个著名的马德堡半球实验。他让人们把两个铜制空心半球合在一起，抽去里面的空气，然后让两支马队向相反的方向拉这两个半球。当两侧的马达到16匹时，才将半球拉开，并发出巨大的响声。图9.3-8为同学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开需要的力是多少?实际用力大小与计算的结果是否相同?请说出你的理由。图9.3-8图9.3-8

❹屋顶的面积是45m2，大气对屋顶的压力是多少?这么大的压力为什么没有把屋顶压塌呢?大气对屋顶的压力F＝S＝1.013×105Pa×45m2＝4.5585×106N。由于大气向各个方向都有压强，屋顶受到大气向下的压力，同样，屋内大气对屋顶有向上的压力，这两个力的大小相等、方向相反、彼此平衡，合力为0，因而不会把屋顶压塌，1.(2024·福建中考)如图所示的生产生活实例，利用大气压强的是()A2.(德州期末)如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是()A.玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强B.外界大气压强等于76cm高水银柱所产生的压强C.正确操作前提下，玻璃管竖直时，上端无水银的部分是真空D.玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出D3.(多选)将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，