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文档简介

人教版八年级第九章压强

第3节《大气压》导学案

【学习目标】

1.通过观察、实验,证实大气压的存在。能通过实例说出大气压在生产生活中的应用。

2.能简单描述托里拆利实验,能根据公式计算大气压的大小。

3.知道大气压随高度变化的规律。能说出液体沸点跟气压的关系,

4.了解活塞式抽水机的工作过程和原理。

【学习重点】

1.认识大气压强的存在。2.知道测量大气压强的方法。

【学习难点】

1.了解生活中利用大气压强的现象。2.了解抽水机的工作原理

【自主预习】

1.大气压:因为空气有重力,对浸在其中的物体有压力,所以对浸没在它里面的物体有压强。因为空气具有遮动

性,所以空气像液体一样,向各个方向都有压强。把大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大

气压或气压。

2.最早证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验,最早测出大气压强值的实验是托里拆利实验。

标准大气压等于L013x|()5pa,在粗略计算时,标准大气压取值10x10,Pa。

3.大气压随高度的增加而减小.大气压强的大小除了与高度有关外,还与温度、空气湿度有关。人们生活中可以

通过观察大气压强的变化来预报天气。

【合作探究】

探究一;大气压强的存在

问题:地球被大气层笼罩着,我们就生活在大气海洋的底部,大气是否对我们也产生压强?

演示实验:“覆杯实验”

⑴将硬纸片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,看到什么现象?

现象:硬纸片落下(“落下”或“不落下

(2)将塑料杯装满水,仍用硬纸片盖住杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?

现象:硬纸片没有落下来(“落下”或“不落下”)

分析:硬纸片受事力作用,且受水同下的压力作用,没有下落,必须受回上的力的作用。这个力的施力物体只能

是大气,证明大气存在压强。

⑶再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看什么现象?

现象:硬纸片不会(选填“会”或“不会”)落下.

说明:空气和液体一样,空气内部各个方向都有压强。

1.定义:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强。简称为大气压或气压。

2.特点:空气内部向各个方向都有压强。

3.产生原因:空气受重力作用且具有流动性。

4.存在:最著名的证明大气压存在实验是联堡生理实验。

5.应用:易拉罐变瘪、吸管吸饮料、滴管吸水、注射器吸取药液等。

吸盘利用大气压力来

压在光滑的墙上饮料上升到嘴吸入药液把地板吸起

问题:大气压在我们周围时刻存在着,我们为什么感受不到?

平时感觉不到大气压存在的原因:大气压在我们周围时时存在,我们却没感觉到,是因为人身体内外空气相通,

身体部位内外所受大气压强蛔,身体部位内外所受大气压力相互士衡。

探究二:大气压强的测量

最早测定大气压的是意大利科学家也里提到。

1.托里拆利实验

(1)实验器材:长约1m一端封闭的玻璃管、水银、水银槽、刻度尺

⑵实验步骤:

(1)玻璃管灌满水银,⑵将管倒插到水⑶观察竖立(倾斜)管内水银面卜降,

用手指将管口堵住.银槽里,松开手指.测量管内与槽内水银面高度差.

(3)实验现象:管内水银面下降到一定高度也t下降;改变管子倾斜度,其高度不变。

(4)实验分析:作用在水银槽液面上的大气压强,能大小不变地在水银内向各个方向传递.则该截而下方受到向上

的压强作用,大小等于大气压强。另一方面.该截面上方是76cm高的水蛆.水银柱上方又是直至的。因为该

截面此时静止不动.所以它受到上、下方向的压力相平衡,而截面上、下面的面积相等,故此大气压强在数值上

恰好等于76cm高的水银柱所产生的压强.由二力平衡可知大气压强等于雌在液体压强,运用等效替代法。

(5)实验结论:

大气压支持760mm高的水银柱,即大气压等于760mm水银柱产生的乐强:

p大气=p水嵌=。水微gh==13.6x103kg/m3x9.8N/kgx().76m=1.013xIO5Pa

通常把这样大小的大气压叫做标准大气压:1标准大气压/?()=1.013xl05Pa=760mmHg

讨论交流

(1)将玻璃管中灌满水银,目的排出坂璃管内的空气。

(2)将玻璃管倒插在水银槽中,放开手指后,玻璃管中的水银会下降,其上方形成真空。

(3)当大气压不变,玻璃管倾斜、上提下压、粗细不同等时,水银柱竖直高度丕变。

(4)测量高度时,要测水银槽内水银液面到玻璃管中水银柱液面的竖直高度。

(5)玻璃管内装水银,而不用水。原因是水的密度太小,水柱太高,使用不方便。(标准大气压下,水柱约1().34m)

(6)若玻璃管内混有少量空气,水银柱的高度会偏小,则测量的结果比实际大气压小。

2.气压计

大气压强可用气压计来测量。常用的气压计有两种:

(1)水银气压计:根据托里拆利实验制成的水银气压计,这是一种精密的气压计,常用在实验室中;

(2)无液气压计:用它可直接读出大气压强的值,它的内部有•个抽成真空的薄金属盒,靠弹簧支撑而不至于被压

扁,大气压强的变化会引起盒厚度的微小形变,然后通过杠杆放大后显示出来(图)。

水银气压计无液气压计自制气压计

想想做做用自制气压计,观察大气压随高度的变化

(1).取一个瓶子,装入适量带颜色的水

(2).取一根玻璃管,画上刻度,通过橡皮塞插入水中。

<3).向管中吹入少量气体,使水沿玻璃管上升到瓶口以上。

此时,瓶内气体压强大工大气压。

拿着自制气压计和水银气压计从楼下走到楼上,观察玻璃管内液柱高度的变化。

实验现象:随着高度的增加,自制气压计管内液面上左。

实验表明:大气压随高度增加而比1”

探究三:大气压的变化

1.大气压与高度的关系:每上升10m,大气

压约降低IQOPao

不同高度处的大气压强值

2.其它因素有天气、温度、体积等。

(1)天气:通常晴天比阴天气压施,冬天比夏天气压高。

(2)温度:当质量和体积不变时,气体温度越高,气压越大。

(3)体积:当质量和温度一定时,体积越小,气压越大。

3.气压影响沸点:

液体的沸点在气压减小时降低,在气压增大时升直。

高压锅的原理:高压锅密封,提高锅内气压,从而升高水的沸点,使食物易熟。

4.大气压的应用:

大气压强在我们生活中被广泛应用。活塞式抽水机是利用比压工作的,吸水扬程最高不超过10.34m(g取

9.8N/kg)o

活塞式抽水机的工作原理:

甲:提起活塞时,A阀门关闭,丙:再次重复之后,水位上

大气压将阀门B压开,水进入机内。A阀门打开,水从A上至活塞.匕升至出水管,水从出水管流出

F

【精讲点拨】1.除去托里拆利实验外,还可以利用p=W粗略测量大气压.利用弹簧测力计、吸盘、玻璃板、

刻度尺,将吸盘紧贴玻璃板,挤压吸盘,用弹簧测力计拉住吸盘,缓慢向上拉,至吸盘脱离板面时,记录

F

弹簧测力计的示数F;测量冰计算出吸盘与玻璃板的接触面积S:算出大气压强p=S

2.随高度的变化而变化,大气压是由于大气层受到重力作用而产生的,离地面越高的地方,上面的大气层

越薄,空气的密度也越小,那里的大气压强越小。

3.切液体的沸点都是气压增大时升高,气压减小时降低。通常说的沸点,都是指在1标准大气压下。说

水的沸点是100摄氏度,必须强调是在1标准大气压下。

【归纳整理】

1.产生幽因:(1)空气修电力作用;(2)气体■司;同]住.

大气压的存在2.大气压:大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压逞,筒称大气压或气压.

2.蛉证实叁:马德保半球实够.瓶吞炭实验、演杯实宿等.

(1)实蛉器材:长约lm一端封闭的玻璃售、水银、水锚槽、刻度尺.

①掌一根大约Im长的一端封闭的琥球苜,灌满水蜂②用食指堵住开口的一端,

(2)实验步舞:把首5g直倒立在水银棺里,放开食指,管内水银面下B史③管内水银面不再下降.

\用刻度尺测出水银柱的竖直高度,这个水银拄产生的压强就等于大气压.

①如果管修斜.水锚拄的长度变长,回度直高度不克;

1・托里/利实验'(②改文管的超细,管内水根柱和!高度不交;

大气压强大气压的测量

(3)实IS注意事项y③管内混入了空气,水慑柱竖直高度减小

④选用水银而不透水的原因:,如果用水来做这个实甄.则须大约10米高的水拄才畿

V产生如此大的压强•

(4)标准大气压:1标准大NB=1Q13X,O5Pa-760mmllK,粗暗讨算时,可取Pe=,05Pa.

2.气压计(1)测定大气压的仪器叫,压计;(2)分类:水银气压计和无液气压计

1.大气压与高度的关系:海拔高,大,压翅小.在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa.

大气压的变化«2.大气压值与地点、天气.季节.的变化有关.一般来说晴天大♦压比阴天高,冬天比夏天高.

3.液体的沸点和气压的关系:液体的沸点网气压的减小而降低,酹气压的增大而升忘.

【当堂练习】

1.(2020成都A)图所示的现象中,没有利用大气压的是()

A.“吸盘”持钩贴B.川注射器将药C.用吸管将饮D.用硬纸片“托

在竖直墙面上液注入肌肉料“吸”入口中住''杯中的水

【答案】B

【解析】A.吸盘挂钩是靠空气压力固定的,把吸盘里的空气压出来,靠大气压力固定,故A不符合题意:

B.用注射器将药液注入肌肉,是靠手的推力而不是大气压,故B符合题意;

C.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故C不符合

题意;

D.因为大气压对纸压力大于杯中水对纸的压力,所以水流不出来,故D不符合题意"故选及

2.(2020上海)下列实例中利用大气压强工作的是()

A.用钓鱼竿钓鱼B.用吸管吸饮料

C.用硬棒撬石块I).用温度计测温

【答案】B

【解析】AC.钓鱼竿钓鱼,硬棒撬石块是杠杆原理,AC不符合题意:

B.用吸管吸饮料时,是利用大气压强工作,B符合题意;

D.温度计是利用水银的热胀冷缩工作的,D不符合题意。故选

3.(2020湘潭)用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是()

A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪

B,用重物压易拉罐,易拉罐变瘪

C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪

D.用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐变瘪

【答案】I)

【解析】A、用手捏易拉罐,易拉罐变瘪,是手给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故A错误“

B、用重物压易拉罐,易拉罐变瘪,是重物给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故B错误。

C、让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪,是地面给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故C错误。

I)、用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐内的气压减小,易过罐外面大气压大于易拉罐内部压强,所以

易拉罐受到向内的压力大于向外的压力,这两个力的合力把易拉罐压瘪,可以证明大气压的存在,故D正

确。故选:Do

4.(2020苏州)在烧瓶中注入刚刚沸腾的水,塞紧瓶塞,将烧瓶倒置,再用冷水浇烧瓶的底部,可以看到

水又重新沸腾起来。该实验现象说明了()

A.沸腾过程需要吸热

B.沸腾过程需要放热

C.水的沸点与环境温度有关

D.水的沸点与水面上方气压有关

【答案】D

【解析】在烧瓶中注入刚沸腾的水,塞紧瓶塞,将烧瓶倒置.,再用冷水浇时,烧瓶中的水蒸气液化,瓶内

气压降低,水的沸点降低,所以会看到水重新沸腾,故D正确、ABC错误。故选:

5.(2020衡阳)下列现象不是利用大气压的是()

【答案】C

【解析】A、活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水

机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,利用了大气压。故A不合题意;

B、盆景的自动给水装置上端不开口,底部虽然相互连通,它是利用大气压来工作的。故B不合题意;

C、茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,故C符合题意;

D、用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通

过吸管进入口中,利用了大气压。故D不合题意。故选:Co

6.(2020威海)如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气,细玻璃管插入瓶中,玻璃管与瓶塞接触

部分不漏气,下列关于细管中水柱桂液面升降情况,描述错误的是()

A.用力挤压玻璃瓶,液面上升

B.将玻璃瓶放入热水中,液面上升

C.在细管管口水平吹气,液面下降

D.提着玻璃瓶从十楼走到一楼,液面下降

【答案】C

【解析】A.用力挤压玻璃瓶,瓶变扁容积变小,细管中水面高度上升,故A正确,不符合题意;

B.将玻璃瓶放入热水中,瓶内气体受热体积增大,压强增大,外界压强不变,在瓶内液面上升,气压的作

用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的液面上升,故B正确,不符合题意;

C.在细管管口水平吹气,管上方空气的流速增大,压强减小,管中液体受到向上的压强大于向下的压强,

液面上升,故C错误,符合题意;

0.提着玻璃瓶从十楼走到一楼,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的减小而增大,在外界气压

的作用下,液面下降,故D正确,不符合题意。故选C。

7.(2020南充)关于气体压强,下列说法错误的是()

A.做托里拆利实验时,若将玻璃管由竖直变倾斜,管中水银柱的长度不变

B.能用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强

C.一标准大气压可托起约10.3m高的水柱

D.高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强小

【答案】A

【解析】A.托里拆利实验中,玻陶管倾斜后,长度会随着变大,管内水银增多,但水银柱的高度不变,故

A错误,符合题意;

B.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入

口中;故B正确,不符合题意;

C.1标准大气压的值是LOlXlOPa,由尸夕劭可得1标准大气压支持的水柱高为

5

4=l.OlxlOPa

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