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大气压强
辅导讲义
学员编号:
年级:
初三课时数:
3
学员姓名:
辅导科目:
物理学科教师:
授课类型
T大气压强
C大气压强智能训练
T综合练习
授课日期及时段
教学内容
在17世纪那个时候,德国有一个热爱科学的市长,名叫奥托·冯·格里克.他是个博学多才的军人,从小就喜欢听伽利略的故事;爱好读书,爱好科学;一直读到莱比锡大学.1621年又到耶拿大学攻读法律;1623年,再到莱顿大学钻研数学和力学.他读了三所大学,知识面很广,上知天文,下识地理;什么数理、法律、哲学工程等等,无所不知,无所不通.因此,他能在军旅中过活;又可在政界中立足;更能在科学界发言.他是1631年入伍,在军队中担任军械工程师,工作很出色.后来,投身政界,1646年当选为马德堡市市长.无论在军旅中,还是在市府内,都没停止科学探索.
大气压强的现象
a.气体与液体一样,也具有流动性,空气也受到重力,大气对浸在它里面的物体也会产生压强,这个压强叫大气压强;
b.马德堡半球实验是历史上证明大气压存在的著名实验,托里拆利实验是历史上第一次测定出大气压数值的实验.
1、概念:
大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有P0表示。
2、2、产生原因:
因为空气受重力并且具有流动性。
3、3、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
4、4、大气压的实验测定:
托里拆利实验。
(1)实验过程:
在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:
在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。
即向上的
大气压=水银柱产生的压强。
(3结论:
大气压P0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
【说明】
A***实验前玻璃管里水银灌满的目的是:
使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏。
B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为m。
将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差,将玻璃管倾斜,高度变,长度。
D5、大气压的特点:
(
(1)特点:
空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:
在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa
6.测量工具
(1)定义:
测定大气压的仪器叫气压计。
(2)分类:
水银气压计和无液气压计
说明:
若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.应用:
活塞式抽水机和离心水泵。
8.沸点与压强:
一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
应用:
高压锅、除糖汁中水分。
9.体积与压强:
质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:
解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
题型一知道大气压的存在,会用大气压解释生活中常见的现象
【例1】自来水笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按下后松开,墨水吸进橡皮管内,原因是()
A弹簧片弹力作用的结果 B.橡皮管有吸引力
C.手对橡皮管有压力 D.管外墨水面上大气压大于管内气压
答案:
D
知识点利用大气压知识解释日常生活中的现象
闯关点拨在利用大气压的知识解释物理现象时,一定要分析不同区域气体压强的情况,当不同区域的气体压强不相同时,就会发生这些现象,而不能简单地从现象本身作出判断.在这个现象中,当把自来水笔上的弹簧片按下再松开时,造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上气体压强不同,在管内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”了自来水笔的管内.解因为当把自来水笔上的弹簧片按下时排出了橡皮管内的一部分空气,使得松开弹簧片时橡皮管内的气体压强小于管外墨水面上的大气压强,在管内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”自来水笔的管内.选项D正确.
题型二了解测量大气压强的方法,知道托里拆利实验的原理
【例1】在托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化()
A.将管倾斜 B.将玻璃管变粗
C.向水银槽中加入少量水银 D.外界大气压发生变化知识点测量大气压的方法
闯关点拨?
解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小,只要外界大气压不变,这个高度差就不会改变;只有当外界大气压变化时,这个高度差才会发生变化.
解?
管内水银柱产生的压强和外界大气压相等.当外界大气压不变化时,由可知,管内外水银面的高度差h就不会发生变化,所以,当管倾斜时,管内水银虽然增多,但管内外水银面的高度差不会变化;向水银槽中加入少量水银后,槽中水银面和管内水银面同时升高,管内外水银面高度差仍然不变;只有当外界大气压发生变化时,管内外水银面的高度差才会发生变化,所以正确答案为D.
答案:
D
闯关点拨:
解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小,只要外界大气压不变,这个高度差就不会改变;只有当外界大气压变化时,这个高度差才会发生变化.
解:
管内水银柱产生的压强和外界大气压相等.当外界大气压不变化时,由可知,管内外水银面的高度差h就不会发生变化,所以,当管倾斜时,管内水银虽然增多,但管内外水银面的高度差不会变化;向水银槽中加入少量水银后,槽中水银面和管内水银面同时升高,管内外水银面高度差仍然不变;只有当外界大气压发生变化时,管内外水银面的高度差才会发生变化,所以正确答案为D.
【变形】将一只试管装满水银后倒插在水银槽中,管顶高出水银面20cm,在标准大气压下,管外水银面上受到的大气压强等于Pa,若在试管顶部开一小孔,将看到什么现象?
解本题虽然给出了试管内水银柱的高度为20cm,但并非相当于外界大气压,外界真正的气压为1标准大气压,即应相当于76cm汞柱产生的压强,应为.若在试管顶部开一个小孔,管内顶部的水银面和水银槽种的水银面都受到大气压强的作用,所以管内的水银面将下降,最终将看到的是管内外液面等高.
【例2】小明想用如下的方法测量大气压强:
将一个面积为1×10-3m2的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是5N的弹簧测力计测量大气压力,然后计算大气压强。
若大气压强为1.01×105Pa,则吸盘受到的大气压力是__________N。
小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是__________________________________。
知识点考查对大气压的计算能力
闯关点拨物理新教材要求同学们具有评估探究过程和探究结果的意识,能注意探究活动中未解决的矛盾,发现新的问题,从评估中吸取经验教训并尝试改进探究方案.
解
(1)由公式F=pS可估算出大气对吸盘的压力F=1.01×105Pa×1×10-3m2=101N.
(2)因为所需测量的力大于弹簧测力计的量程.
题型三这组题主要考查大气压的变化、液体的沸点与气压的关系,并能运用它们解决生活中的相关问题
【例1】下列情况中会使大气压变小的是()
A.从高山顶下山的过程中
B.从赤道向北极运动过程中
C.从室内到室外的过程中
D.从一楼上升到九楼的过程中
知识点大气压与高度的关系
闯关点拨不同高度的大气密度不同,造成大气压值不同.离地面越高,大气密度越小,气压值也越小.地球是一个椭球体,赤道直径比两极直径大,因此两极附近地球对空气吸引力较赤道附近对空气吸引力要大些,故两极附近的大气压也较大些.
答选D
【变形题】把自制的水气压计,把它由东宝山的山脚移至山顶,玻璃管中的水柱的高度变化情况是(瓶口密闭不漏气,移动过程中整个瓶子没有与外界发生热传递)()
A.降低 B.升高
C.先降低后升高D.先升高后降低
解由于大气压强随高度的升高而减小,当把自制的水气压计由山脚移至山顶时,外界大气压强减小,而瓶内水面上的压强不变,所以玻璃管中水面升高,故正确答案选B.
【例2】中医常用“拔火罐”治疗风湿等病症,其方法是将一酒精棉球点燃放入广口瓶中,过一会儿将广口瓶瓶门扣在痛处,广口瓶就会吸在皮肤上,这是为什么?
知识点气体压强与体积的关系
闯关点拨气体的压强随气体体积的增大而减小,随气体体积的减小而增大.
答广口瓶中的空气受热膨胀,有一部分空气跑到瓶外,使瓶内空气稀薄,气压减小,外界大气压大于瓶内气压,广口瓶就被吸在皮肤上.
【例3】压力锅直径为24cm,限压出气口直径为3.5mm,限压阀质量为100g,使用时压力锅内外最大压强差是多少?
合多少标准大气压?
锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力?
知识点高压锅的工作原理并会进行有关的计算
闯关点拨由于压力锅内气体被封闭,锅内外气体之间存在着压强差,因而锅盖上承受着很大的压力.压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时保证安全而设置的一个装置,当锅内压强超过一定数值时,限压阀被抬起,放出部分气体,降低锅内气体压强.求解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的是锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力与限压阀所受重力mg及大气压对限压阀的压力平衡时,锅内气压与外界大气压的差,而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力.
中考典题精析
考题1下列现象中没有利用大气压强的是()
A.把药液注射进肌肉里B.用吸管吸瓶中的饮料
C.茶壶上留有小孔D.利用离心水泵抽水
闯关点拨本题考查生活现象中应用大气压强工作的例子.关键是区分例子中是靠大气压强工作的还是靠外力来工作的.在使用注射器进行注射前,要把药液吸进针管,需要利用大气压强,注射时是利用活塞的推力,而不是大气压.
答选A
考题2张强同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样,他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2.问这个高压锅工作时,其内部水蒸气的最大压强为多大?
若锅盖面积为260cm2,则它所能承受的压力至少多大才能保证安全?
(设大气压P0=105pa)(广西桂林市2004年中考题)
闯关点拨本题考查压力锅的工作原理以及压力、压强的计算
基础知识训练
1.用嘴吸装矿泉水的空塑料瓶的瓶口,瓶会变塌.空塑料瓶变塌的原因是_______________________.(题型三)
2.为了用注射器抽吸密封在药瓶中的药液,医生先向药液中注入一些空气,这样做的目的是__________________.(题型一)
3.烧瓶中的水刚停止沸腾,现将注射器的活塞向外拉,观察到的现象是_________,这个现象说明_____________________.(题型三)
4.2003年5月22日,国内各大报纸报道了中国登山队再次登上高度为8848.13m的珠峰。
登山运动员从高山顶返回到山脚宿营地时,随身携带的气压计的数值将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.宋朝的著名文学家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游,发现在山上“煮米不成饭”,他认为是因为山上的泉水太寒冷,故有“万古冰雪之法汁”之说,其实这是由于高山上的气压导致水的的缘故。
6.把玻璃杯盛满水,用硬纸盖住,再倒过来,纸片能将杯中的水托住,之后,若将杯子慢慢转动,如图(b)(c),则()(题型一)
A.杯子刚一转动,纸片就不能将水托住
B.杯子转动到图b所示位置时,纸片才不能将水托住
C.杯子转动到图c所示位置时,纸片才不能将水托住
D.杯子转到任何位置,纸片都能将水托住
7.把装满水的量筒浸入水中,口朝下,抓住筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面的部分()(题型一)
A.是空的B.有水,但不满
C.充满水D.以上都有可能
8.下列现象中,不是利用大气压强的是:
()(题型三)
A.钢笔吸墨水 B.用吸管吸饮料
C.抽水机把水从低处抽往高处D.用高压锅煮食物
9.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因()(题型三)
A.山峰陡峭,人体能量消耗大B.高处气温太低
C.高山上空气稀薄,气压偏低D.该运动员体质太差
10.做托里拆利实验时,测量的大气压强值比真实值小,其原因可能是()
A.玻璃管放得不竖直B.玻璃管内混入少量空气
C.水银槽内的水银太多D.玻璃管粗细不均匀
11.下列现象不能说明大气压存在的是()(题型一)
A.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来
B.用塑料吸管能把饮料吸入口中
C.人潜水时感觉胸口很闷
D.两块玻璃板的表面用水浸湿,将两块合在一起,很难分开
综合提高训练
1.大气压强无处不在,人们在生活、生产实践中也经常利用大气压来工作,请你举出两个实例:
(1)________________________
(2)________________________。
(题型三)
2.甲、乙、丙三人分别做托里拆利实验,测出了管中水银柱长度分别为74.0㎝、75.6㎝、76.0㎝,已知其中一管中混有空气,另一玻璃管没有竖直放置,只有一人操作方法正确,那么当时的大气压值为___________.(题型二)
3.一次龙卷风发生时,屋外的气压急剧降到0.9×105Pa,当时门窗紧闭,可以认为室内是1标准大气压,约为1×105Pa,屋顶面积是100m2,这时屋顶受到的内外压力差可达________N,足以把屋顶掀飞.(题型三)
4.大气压与生产、生活、科研紧密相连,下面几个选项中,分析正确的是()(题型三)
A.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值大
B.人吸气时,肺的容积增大,肺内空气压强变小,大气压将外部空气压入肺内
C.用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大沸点越低
D.用吸盘能将玻璃板提起是分子引力的作用
5.在冬天,载有一定量水的热水瓶过了一段时间后,软木塞不易拨出,这主要是由于()(题型三)
A.瓶内气压大于大气压B.瓶内气压小于大气压
C.瓶塞遇冷收缩D.塞子与瓶口间的摩擦力增大
6.用力压气球,气球会爆破;打足气的自行车车胎在阳光曝晒也会爆破,生活中还有很多类似的现象,于是小红同学提出:
质量一定的气体压强大小与哪些因素有关呢?
请你根据上述例子、生活经验和所学知识提出猜想。
(至少写出两个)(题型一)
你的猜想:
⑴_____________________________________
⑵______________________________________
一、填空题
1、由于空气也受_____力的作用,而且能流动,因而空气内部向_______方向都有压强。
2、大气对浸在它里面的物体的压强叫___________,简称__________。
3、著名的____________实验有力的证明了大气压强的存在,这个实验是由________________主持实验的。
4、测定大气压值的著名实验是___________实验,大气压值约为__________帕。
5、在测定大气压值的实验中,所用玻璃管的粗细与测量结果__________,在实验中应竖直放置,如果玻璃管倾斜,则管内水银柱长度将__________,水银柱的竖直高度将___________。
6、假如用水来做托里拆利实验,管内上方为真空,大气压可支持约_________米高的水柱。
7、如图,在装修房屋时,工人师傅常将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙壁上不同的地方,并做出标记,这样做的目的是保证两点在________,用到的物理知识是____________________________。
8、如图是机翼横截面的示意图,当飞机水平飞行时,气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较________,因而速度较________,它对机翼向下的压强较________;下方气流通过的路程较________,因而速度较________,它对机翼向上的压强较________。
这样在机翼上下表面产生了压强差,使飞机获得向上的升力。
二、选择题
1、马德堡半球实验的设计者是()
A.奥托•格里克B.马德堡C.托里拆利D.伽利略
2、在广口瓶底铺层沙子,点燃浸过酒精的棉花投入瓶中,过一会把剥了皮的熟鸡蛋放在瓶口,则鸡蛋会()
A.弹起来B.原位不动
C.慢慢进入瓶内D.以上情况都可能
3、用自来水钢笔吸墨水时,只要把弹簧片按几下松开,墨水就吸到橡皮管里去了,这是因为()
A.橡皮管有吸力B.弹簧片有吸力
C.大气压的作用D.橡皮管里真空有吸力
4、下列现象中,不能说明大气压存在的是()
A.堵上茶壶盖上的小孔,壶里的水不容易倒出来
B.用吸管可是把杯中的果汁吸到口中
C.托里拆利实验
D.船闸
5、托里拆利实验中,玻璃管内液柱的高度取决于()
A.外界大气压强
B.外界大气压强和管的粗细
C.外界大气压强和液体密度
D.外界大气压强和玻璃管的倾斜程度
6、盛满水的玻璃杯,用硬纸片把杯口封严,小心地将杯口朝下,纸片不会掉下来,这是因为()
A.纸片太轻了
B.空气对纸片向上的压力大于水的重力
C.水把纸片粘住了
D.水由于惯性处于静止状态
7、在一个标准大气压下做托里拆利实验。
如在玻璃管的顶部开一个小洞,那么管内的水银柱将()
A.向上喷出
B.稍微下降一些
C.降低到和管外水银面相平
D.保持原来的高度不变
三、计算题
1、纯水桶中装有10L水,放在一质量为1kg饮水机上,饮水机放在一个塑料凳上(纯水桶和塑料凳的质量不计)(g=10N/kg)
(1)塑料凳对地面的压力是多大?
(2)如果塑料凳每只脚与地面的接触面积是5cm2,则塑料凳对地面的压强是多大?
(3)如果此时纯水桶中的水深20cm,则水对桶口的压强是多大?
2、如图容器装有500可水,深12cm,容器底面积为4cm2,
求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)容器对桌面的压强。
四、实验题
1、将玻璃杯装满水,用硬纸片盖往玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?
再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看到什么现象?
说明什么?
答案
一、填空题
1、重;各个
2、大气压强;大气压
3、马德堡半球;奥托·格里克
4、托里拆利;1.01×105
5、无关;变长;不变
6、10
7、在同一水平高度;连通器原理
8、长;大;小;短;小;大
二、选择题
1、A
2、B
3、C
4、D
5、A
6、B
7、C
三、计算题
1、解:
(1)F=G1+G2
=100N+10N
=110N
(2)P=F/S=110N/(20×10-4)m2=55000Pa
(3)P水=ρgh=103×10×0.20Pa=2000Pa
2、解:
(1)P=ρhg
=1×103kg/m3×10N/kg×12×10-2m2
=120Pa
(2)水平放置
F=G=mg=0.5Kg×10N/Kg=5N
四、实验题
1、纸片没有掉下来,水不流;
纸片仍没有掉下来,水不流出;
说明大气对纸片产生了向上的压强。
通过这节课的学习,你有什么感悟和收获呢?
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