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第四节 大气压强
北师版·八年级物理
第八章 压强和浮力
液体具有流动性，
且受到重力作用，
液体产生压强
情境导入
大气也具有流动性和受到重力作用，大气会产生压强吗？
学生活动 体验大气压
1. 用大号注射器将密闭塑料瓶中的空气抽出来，塑料瓶被什么力压瘪了？
瓶内部气压小于外部大气压在大气压的作用下饮料瓶变瘪。
新课探究
知识点1 大气压强的存在
2. 装满水的杯子用纸片盖住，杯口倒置过来后，水没有从杯中流出，纸片被什么力拖住了？
由于大气的作用托住了纸片及上方的水。
3. 将两个塑料吸盘按压在一起，很难拉开，吸盘被什么力吸住了？
塑料吸盘内部气压小于外部大气压在大气压的作用下很难拉开。
上图所示的现象充分展示了大气压强的作用效果，这表明在大气内部的各个位置都存在着压强，这个压强叫作大气压强，简称大气压。
想想看，生活中还有哪些实例能说明大气压强的存在？
大气压产生的原因和特点
大气压产生的原因
大气受重力作用
大气有流动性
大气压的特点：
①在大气内部向各个方向都存在压强
②在同一高度大气向各个方向的压强
大小相等
最先证实大气压强存在的经典实验是马德堡半球实验。
马德堡半球实验
1654年，马德堡市的市长格里克做了一项科学实验——马德堡半球实验。
科学窗
【点击画面播放视频】
托里拆利实验
第一个测出大气压数值的实验。
知识点2 大气压强的测定
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既然大气中也存在压强，那么大气压强到底有多大呢？用什么方法可以测出它的数值呢？
托里拆利实验
灌满汞的玻璃管内部没有空气，随着汞柱的下降，管内汞液的上方形成真空。正是管外汞面上受到的大气压强支持着玻璃管内 760 mm 高的汞柱。 也就是说，此时的大气压强跟 760 mm 高的汞柱产生的压强相等。
760毫米
汞
汞柱
大气压
大气压
真 空
所以大气压强的数值为
p = ρgh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.01×105 Pa。
这个值大约相当于 10 N 的压力作用在 1 cm2 的面积上产生的压强（如图所示）。
通常把这样大小的大气压叫作标准大气压。
练一练：如果用水代替水银来做托里拆利实验，一标准大气压能支持多高的水柱？
解：
答：一标准大气压能支持 10.31 米高的水柱。
气 压 计
科学窗
水银气压计
气压计：测定大气压强的仪器
气压计 特点 用途
水银气压计 测量准确 携带不便 气象站
实验室
金属盒气压计 （无液气压计） 携带方便 准确度低 氧气瓶
灭火器
金属盒气压计
主要分为水银气压计和金属盒气压计
1.气体体积与压强的关系
气球被脚一踩，它的体积变小，球内气体的压强增大，会将球皮压破。
打气时，当打气筒的活塞下移一些后，筒内的气体体积减小，压强增大，所以活塞越向下压越费力。
知识点3 影响大气压的因素
1.气体体积与压强的关系
结论：
在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小，它的压强就增大；体积增大，它的压强就减小。
2.大气压与海拔高度的关系
结论：海拔越高，空气越稀薄，大气压越小。
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大气压强的变化：
（1）在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。
（2）大气压随高度的增加而减小，在海拔3km以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。
（3）大气压除了受高度的影响外，还受天气、季节的影响。
药水和饮料是怎样被吸上来的？
吸管吸饮料
知识点4 大气压与人类生活的关系
吸管内气体减
少，气压减小
饮料被大气压压入口
上拉注射器
注射器内体积增大，气压减小
药水被大气压压入注射器
人们根据这样的原理，制造了活塞式抽水机和离心式水泵。
图中是活塞式抽水机和离心式水泵的工作示意图，你能对照这两幅图说出它们的工作过程吗？
活塞式抽水机
提起活塞，阀门 A 关闭，低处的水受到大气压的作用推开阀门 B 进入圆筒。
① 吸水：
压下活塞，阀门 B 关闭，活塞下面的水冲开阀门 A 进入圆筒上部。
② 取水：
再次提起活塞时，阀门 A 关闭，水从侧管流出，与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B 而进入圆筒。
③ 出水：
离心式抽水机
工作原理
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交流讨论
活塞式抽水机最高能将水抽取到多高的拉置？离心式水泵的哪个扬程跟活塞式抽水机的抽取高度相对应？哪个扬程与离心式水泵最大的抽水高度相对应？哪个扬程受到大气压的制约？在拉萨和北京，汲水扬程相同吗？
离心式水泵的扬程
活塞式抽水机最高能将水抽取到 10.3 m。
汲水扬程：利用大气压将水汲上来的高度为汲水扬程，汲水扬程受大气压制约，考虑实际情况，将低于 10.3 m。
压水扬程：利用高速旋转装置将水甩上去的高度叫压水扬程，压水扬程因机器规格不同而不同，不受大气压制约，可以大于 10.3 m。
实际扬程=实际汲水扬程+实际压水扬程，与水泵最大的抽水高度相对应，可以超过 10.3 m。
海拔越高，大气压越低，大气压能支持的水柱高度越小，水泵的汲水扬程越小，因此拉萨地区的汲水扬程小于北京地区的汲水扬程。
1. 做托里拆利实验时，用水替换水银，玻璃管至少需要多长？通过计算说明，为什么用水银而不用水做托里拆利实验？
解：根据公式 p=ρgh，大气压为标准大气压 p0 时，能支持的水柱高度为
显然，若用水来做托里拆利实验，玻璃管的长度要超过 10 m，很不方便，而用水银只需 0.8 m即可。
随堂练习
【选自教材P84 自我检测 第1题】
2. 某房屋房顶的面积是 45 m2，若大气压为1.01×105 Pa，则大气作用在房顶上表面的压力有多大？这么大的压力为什么没有把房子压塌？
解：由 得，大气作用在房顶上表面的压力
F=pS=1.01×105 Pa×45 m2=4.545×106 N
大气对房顶向下的压力虽然很大，但房子内部的空气对房顶产生同样大的压力，内外压力相平衡，因此房子不会被压塌。
【选自教材P84 自我检测 第2题】
3. 如图所示的玻璃瓶中装有水，如果瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密，人能将瓶中的水吸入嘴中吗？如果向管中用力吹气，停止吹气后会发生什么现象？为什么？
【选自教材P84 自我检测 第3题】
解：如果瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密，人不能将瓶中的水吸入嘴里。因为人“吸”水，会使口腔内的气压减小，水会向吸管内移动一小段距离，由于瓶内水面降低，水面上方的气压减小，当瓶内气压等于人口腔内的气压时，水就不会再上升了，所以瓶中的水不能被吸入嘴里，如果向管中用力吹气，停止吹气后，管中的水会上升，这是因为瓶中水面上方的气压增大，大于口腔内的压强，将管中的水压上来。
4. 按如图所示的方法，用较粗的吸管，把一只杯子中的水取出一些，滴到另一只杯子中。请试试看，你的手先后有哪些动作？为什么？
【选自教材P84 自我检测 第4题】
解：先将两端开口的塑料管插入有水的杯中，使部分水进入塑料管，然后用手指堵住塑料管的上端管口，将塑料管移入另一杯中，最后松开手指，水就会流入杯中。当手指堵住塑料管口从水杯中移出塑料管时，管内水柱由于重力下落，使得塑料管上部被堵住的气体体积增大，压强减小，直至这部分气体的压强与管中水柱的压强之和与大气压相等，水便不会流出。松开手指后，管内的水所受向上、向下的大气压相等，水在重力作用下流出。
5. 物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用所学的物理知识测量山的高度。若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小△p，且山下的大气压强为p0。他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。到达山顶后，他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行了如图所示的实验(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)。
（1）为了测量山顶的大气压强，你认为实验中应测出的物理量有_________________________________________
_________________________________；(指出物理量的名称并用相应的符号表示)
活塞刚开始滑动时弹簧测力计的拉力F
注射器带刻度部分的长度L；
（2）山顶的大气压强p=___________；(用所测量的物理量及已知量表示)
（3）山的高度h=________________。(用所测量的物理量及已知量表示)
大气压强
大气压强的存在：马德堡半球实验
测量大气压：托里拆利实验（大气压等于760mm
高的汞柱产生的压强大小）、气压计
影响因素：气体体积、海拔、季节和天气
应用：活塞式抽水机、离心式水泵等
课堂小结

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