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第3节大气压强体验1空气的存在活动:通过生活场景认识空气的存在。活动1:将注射器的活塞拉出,之后将针孔用手堵住,向内推活塞。活动2:用一个塑料袋张开口来回舞动几次,然后扎住袋口,观察现象。(1)将针孔堵住,向内推注射器的活塞会感到有,说明了。(2)用一个塑料袋张开口来回舞动几次,发现塑料袋,说明。提示:(1)压力空气的存在(2)胀起来有空气存在体验2大气压强的存在活动:通过生活场景认识大气压的存在。活动1:观察吸盘挂钩。活动2:观察用吸管喝饮料。(1)吸盘挂钩在使用前,需要向墙壁用力,以便挤出其中的。(2)用吸管喝饮料时,需要用力,以便吸出吸管内的。提示:(1)挤压一下空气(2)吸气空气1.列举几例能证明大气压强存在的事例。2.标准大气压是多少?测量大气压的仪器叫什么?3.大气压与高度的关系是怎样的?4.液体沸点与气压之间存在什么关系?探究1大气压的存在结合“体验”,思考以下问题:1.通过“体验”可知大气压强是(选填“存在”或“不存在”)的。参考答案:存在2.与液体存在压强的原因对比,大气存在压强的原因是大气受到作用和具有。参考答案:重力流动性3.结合以下三个实验,分析问题:(1)甲图中,你怎样做才能把塑料挂钩挂在墙上?吸盘为什么能被压在墙上?提示:要把塑料吸盘挂在墙上,挤出吸盘中的空气;吸盘周围只有空气,因此把吸盘压在墙上的力只能由空气产生,空气产生了压力,压力的作用效果即为压强,所以说是大气压强把吸盘压在墙上。参考答案:挤出吸盘中的空气外界大气压将吸盘压在墙上(2)乙图中纸片为什么能托住塑料管中的水使其不会流出?提示:纸片上表面受到满杯水的竖直向下的压力和纸片本身向下的重力,其压力大小等于杯中的水重;纸片的下表面在大气压强的作用下受到空气向上的压力。由于纸片重力和水的压力之和小于空气对它下表面的压力,因而能使纸片托住满杯的水。参考答案:大气压强的作用(3)丙图中,我们怎样做才能把饮料“吸入”嘴中?为什么饮料会上升到嘴中?提示:我们吸出吸管中的空气,饮料就会进入我们的嘴中;因为吸出吸管中的空气后,吸管中的气体压强会变小,外界的大气压会把饮料“压入”嘴中。参考答案:吸出吸管中的空气吸出吸管中的空气后,吸管中的气体压强会变小,外界的大气压会把饮料“压入”嘴中探究2大气压的测量1.实验设计:(1)将玻璃管中灌满水银的目的是_________________________________________________________________________。(2)使玻璃管倒立放入水银槽后,其上方形成________________________________________________________________。提示:将玻璃管中灌满水银,可以排出玻璃管中的空气,这样可以使玻璃管倒立放入水银槽后,其上方形成真空。参考答案:(1)排出其中的空气(2)真空2.实验现象及数据分析:(1)如图丙,当管内的水银面下降到一定高度时,水银面高度差保持不变。参考答案:760mm(2)根据水银面高度差,推导大气压的值。参考答案:水银面上方是真空,不能对管内水银面产生压强,而管外水银面受到大气压强,正是大气压强支持着玻璃管内760mm高的水银柱。也就是大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等。故p0=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa3.交流与评估:(1)如图丁,若玻璃管倾斜,水银柱的长度变化吗?竖直高度变化吗?为什么?参考答案:水银柱的长度变长水银柱的竖直高度不变因为管内水银柱产生的压强和外界大气压相等,只要外界大气压不变化,管内水银柱的竖直高度就不会改变。(2)本实验中能不能用水做实验?为什么?参考答案:本实验若把水银改为水,水柱的高度约为10.3m,则所用玻璃管的长度应在10.3m以上,非常不方便。(3)大气压与海拔高度之间有什么关系?提示:地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小。大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小。在海拔3000m之内,每上升10m大气压强约减小100Pa。参考答案:大气压随海拔高度的增加而减小。一、大气压的存在1.产生原因:大气受_____作用且具有_______。2.特点:大气向_____方向都有压强。3.现象:用吸管吸饮料、覆杯实验、塑料吸盘挂钩等。重力流动性各个二、大气压的测量1.最早测定实验:_________实验。2.影响管内水银柱高度的因素:管内水银柱的高度只随____________的变化而变化,与管的_____、_________、_________及将玻璃管提起还是压下等因素无关。3.标准大气压:_______水银柱产生的压强,大小等于____________。托里拆利外界大气压粗细倾斜角度管的长度760mm1.013×105Pa三、大气压的变化1.主要影响因素:海拔高度。海拔越高,气压_____。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。2.液体沸点随气压的变化:随着大气压的减小,液体的沸点也会_____。越小降低【拓展延伸】托里拆利托里拆利最大的贡献是用实验证明了大气压强的存在。他继承了伽利略空气受重力的思想,摆脱了伽利略所受的“自然厌恶真空”的影响,着手研究水压机提升液体的原理。他认为提升液体的高度跟液体的比重有关,比重大的液体被提升的高度低。他提出了用水银代替水做实验的设想,预料水银柱的高度应是水柱高度的1/14,这一实验于1643年由他的学生维维尼安完成,证明了大气压强的存在。现在我们所采用的用水银测定大气压强的方法是经过改进的。为了纪念这位伟大的实验家,后人把这个实验叫托里拆利实验。托里拆利对光学仪器也很有研究,他制造了大型透镜,用它来做望远镜的物镜。他还是一位数学家,曾深入地从事过摆线数学的研究,以及测定抛物线弓形的面积和抛物线内的体积等的研究。考点托里拆利实验【典例】(2013·自贡中考)甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差()A.往水银槽内加少量水银B.用粗一些的玻璃管做实验C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面D.把实验移到高山上去做【思路导引】解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差只与外界大气压大小有关。【精讲精析】选D。本题考查大气压强。往水银槽加水银、使玻璃管粗一些、把玻璃管往上提,这三个方法既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化。把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度变小。【方法归纳】关于托里拆利实验的几个问题(1)水银柱高度:指管内外水银面的竖直高度差h,不是指倾斜时水银柱的长度L,实验中玻璃管倾斜后,管内水银柱长度虽然增加,但水银柱高度不变。(2)实验中玻璃管的粗细、水银槽内水银的多少、玻璃管是否竖直及水银面与管顶的距离等都不会影响大气压的测量值,因为液体的压强只与液体密度、深度有关,与液体的重力、体积等均无关。(3)实验中,玻璃管中插入水银槽里的深度对测量值没有影响,管口向上提,管内水银面上方真空部分体积增大,水银柱高度不变;管口向下按,管内水银面上方真空部分体积减小,水银柱高度不变。1.下列事例中,利用大气压作用的是()A.小王将新鲜空气吸入肺里B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中C.小李用图钉把地图钉在墙上D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服【解析】选A。本题考查大气压的应用知识。A项是利用大气压将新鲜空气压入肺里。B项是在针筒内活塞压力的作用下把药水推入病人肌肉中的;C项在压力的作用下把图钉按在墙上;D项是因为液体压强随深度的增加而增大。2.如图所示,管中液体处于静止状态,则可以反映当时大气压值的是()【解析】选C。本题考查学生对托里拆利实验的了解。实验中试管内外水银面的高度差反映了当时的大气压强值,这个高度指的是从水银槽液面到试管内的水银面之间的距离。故选C。3.(多选)(2012·沈阳中考)如图所示为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是()A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小D.换用一根粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变【解析】选A、D。本题考查学生对托里拆利实验的理解。在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差与管的倾斜度、位置的深浅、水银槽内水银的多少以及管的粗细均无关。因此将玻璃管稍微倾斜,将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,向槽中继续注入少量水银,换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差都将不变。故选A、D。4.(2013·菏泽中考)如图所示,治病输液时,药水瓶口处常插着两根塑料管A和B,其中A插管是输液管,B插管的作用是利用使液体流入人体血管内。【解析】本题考查大气压强的应用。进气管B的管口在药水瓶口处,随瓶内药液高度的下降,药液产生的压强与瓶内气体产生的压强之和小于外界大气压强时,外界气体在大气压作用下就进入瓶内,使瓶口处液体内压强总是保持基本与大气压强相等,这样药液可以匀速下滴输入体内。答案:大气压5.如图所示,下面挂着5N重物的吸盘吸附在天花板上,吸盘和细钩的总重力是0.5N。吸盘没有掉下来,说明它还受到一个竖直向上的作用力。这个力的大小是N,其施力物体是。【解析】本题考查对大气压力的认识。吸盘是在大气压的作用下被吸附在天花板上,所以它受到的这个竖直向上的作用力是大气压力,其施力物体是大气(空气),大小是5N+0.5N=5.5N。答案:5.5大气(空气)6.(2012·安徽中考)地球的表面积约为5.1×1014m2。地球表面的大气压约为1.0×105Pa,则大气对地球表面的压力约为_____N。【解析】本题考查压强公式。已知大气压强为1.0×105Pa,地球表面积为5.1×1014m2,所以地球表面受到的压力F=pS=1.0×105Pa×5.1×1014m2=5.1×1019N。答案:5.1×10197.①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;②如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。则大气压的大小为。【解析】本题考查简单测量大气压强的实验。当注射器中的活塞刚开始移动时,测力计对注射器活塞的拉力与活塞受到的大气压力平衡,大小相等;注射筒的横截面积是则大气压强答案:FFLpSV。FLVVS,L找找你容易错在哪里？用塑料吸管吸饮料,小刚说:“饮料是被人吸入口中的。”你认为小刚的观点是否正确?若不正确,请说出如何吸入嘴中?【学生自答】小刚的观点是正确的。饮料是在口的吸力作用下被人吸入口中的。【教师点评】①许多人都认为饮料是被人吸入口中的,这是在生活中形成的一种误解。②其实这是大气压的作用,是人吸走管内的空气,使外界大气压大于管内气压把饮料压入人的嘴里。【正确答案】不正确。人吸走管内的空气,使外界大气压大于管内气压把饮料压入人的嘴里。