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第八章　压强
第三节
空气的“力量”
2
会解释与大气压强有关的现象。
1
通过实验，认识大气压强的存在。
3
知道大气压强的测量方法及标准大气压的数值，了解大气压强的变化规律。
牛奶为什么会“吸”进嘴里？
吸盘为什么会“吸”在墙上？
回忆生活中常见的现象
我们知道，液体产生压强是因为受到重力作用，并且具有流动性。
地球表面由大气层包裹，大气层是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地，大气层的厚度大约在1000千米以上。
如果有，你认为大气的压强有什么特点呢？今天我们一起学习。
大气层里的空气受到重力的作用，且具有流动性。那么，空气（大气）是否也会产生压强呢？
一、大气压强
(2)将塑料杯装满水，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？
覆杯实验
(1)将硬纸片平放在平口塑料杯口，用手按住，倒置过来，放手后看到什么现象？
答案　硬纸片落下
答案　硬纸片没有掉下来
(3)再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看到什么现象？
答案　硬纸片没有掉下
1.通过上述“覆杯实验”，你能得到什么结论？硬纸片受重力作用，受水向下的压力作用，没有下落，必然受向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气。可见，和液体一样，空气内部各个方向都有 ，简称大气压。
大气压强
活动　感受“空气”的力量
取两个挂物品的小吸盘，按如图所示对接，挤出吸盘内部的空气，然后双手向两侧拉吸盘，你有什么感觉？
若让外部空气进入吸盘内部，你又有什么感受？
你能解释这种现象吗？
答案　若要拉开对接排出空气后的吸盘，则需较大的力；若让外部空气进入吸盘内部，则能轻松分开吸盘。这是因为吸盘内部空气排出后，吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起，所以需要较大外力才能将其拉开。如果空气能进入吸盘内部，吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小，那么就能分开吸盘。
2.大气压强
(1)产生原因：空气受到 且具有 。
(2)定义：空气内部 都存在的压强，简称大气压或者气压。
(3)证明大气压存在的著名实验： 实验。
重力
流动性
各个方向
马德堡半球
为了说明大气压的存在，1654年，德国马德堡市市长格里克把两个直径约55.9cm的空心铜半球扣在一起，抽出球内空气，然后在两个半球上拴了16匹马向两边拉，结果还是很难拉开。但如果不抽出空气，两个半球轻轻一拉就开了。
马德堡半球实验
马德堡半球实验，证明大气压的存在，而且表明大气压是很大的。
马德堡半球实验
思考：大气压在我们周围时刻存在着，我们为什么感受不到？
答案　这是因为人身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡，长期以来人们已经习惯这样的环境了。
什么力使饮料上升到嘴
什么力把铁桶压扁了
茶壶盖上为什么有个小孔
利用吸盘把地板吸起来
注射器如何吸入药物的
什么力把塑料吸盘压在光滑的墙上
生活中的大气压现象
学以致用
(2024·长沙改编)在一端封闭的塑料管中灌满水，用纸片盖住管口后倒过来，如图所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来，是因为(　　)
A.水受到的重力
B.塑料管对纸片的吸引力
C.塑料管对纸片的弹力
D.大气压力
D
解析　在一端封闭的塑料管中灌满水，用纸片盖住管口后倒过来，水不会掉下来是因为受到大气压力的作用。
二、大气压强的测量
1644年，意大利科学家托里拆利用如图所示装置，精确地测出了大气压强的值。
托里拆利
长约1m一端封闭的玻璃管、 水银、水银槽 、刻度尺
实验器材:
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。
托里拆利实验
(3)观察竖立(倾斜)管内水银面下降，测量管内与槽内水银面高度差
(1)玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住
(2)将管倒插到水银槽里，松开手指
实验步骤：
实验现象：玻璃管内的汞柱下降一段就不再下降；改变管子倾斜度，其高度不变。
实验结论：
管内外汞柱面的高度差保持大约 mm，原因是管内的汞柱受到了管外 的支持，管内汞柱产生的压强 大气压。
760
大气压强
等于
根据管内外汞柱面的高度差，推导大气压的值。
p＝ ＝1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈ Pa。
1标准大气压＝ Pa＝ mmHg。
1.013×105
1.013×105
ρgh
760
思考：
1.能不能用水代替汞液做托里拆利实验？为什么？
答案　不能，因为水的密度太小，导致水的高度太大，实验操作难度太大。
2.改变玻璃管的粗细、将玻璃管稍微上提或下压，管内外汞柱面的高度差会不会变化？为什么？
答案　高度差不会改变，因为大气压强不变，这些因素不会影响汞柱的压强。
3.若实验中玻璃管内混入少量空气，对测量结果有什么影响？为什么？
答案　会使测量结果偏小，因为混入空气后，汞柱上方便不再是真空，也会有一部分压强，与汞柱压强共同与大气压强平衡。
4.实验中，若在管顶开一小孔，管内汞柱将怎样变化？
答案　汞柱将会下降，流出来，最终管内外的液面相平。
气压计：测定大气压的仪器
(1)水银气压计
构造原理：托里拆利实验装置。
特点：测量结果准确，但携带不方便。
(2)金属盒气压计(无液气压计)
气压计表盘
真空金属盒
传动装置
气压变化时，金属盒厚度发生变化，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出气压的大小。
自制气压计
取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。
根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。
水
玻璃管
瓶塞
学以致用
如图是小明同学做托里拆利实验时的情景，当时的大气压值等于 mm高水银柱所产生的压强，当小明慢慢把玻璃管向上提升5 mm，则管内真空的长度　　 (选填“变长”“变短”或“不变”)，如果把玻璃管倾斜，所测结果将　　 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
750
变长
不变
解析　如题图所示，大气压能够支撑起750 mm高的水
银柱的高度。当小明慢慢把玻璃管向上提升5 mm，水
银柱的高度不变，则管内真空的长度变长。如果把玻
璃管倾斜，大气压不变，水银柱的高度不变，所测结
果将不变。
三、大气压强与人类生活
薯片包装袋到了高原地区涨袋了，这是因为什么？
初到高原地区的人会有“高原反应”，你知道这是怎么回事吗？
8.844km
6km
4km
2km
海平面
1013hPa
800hPa
620hPa
470hPa
320hPa
珠穆朗玛峰
分析：离地面越高的地方，空气越稀薄，那里的大气压强越小。
大气压与海拔高度的关系是： 。利用它们的关系，我们可以根据测量的某地的 估计当地高度。
海拔越高，大气压强越小
大气压强
高原上气压低，导致沸点降低，经常有煮不熟饭的情况，该怎么办呢？
高压锅
气压越低，沸点越低
思考：你还知道生活中哪些利用大气压强的例子？
答案　钢笔吸墨水、吸盘挂钩、输液等。
学以致用
在某高海拔地区学校的科技活动中，物理老师在给同学们演示托里拆利实验时，发现管内外水银柱的高度差只有60 cm高，这是因为当地的大气压比一个标准大气压 　 ，计算其值大约为　　　 　 Pa
(ρ水银＝13.6×103 kg/m3，g取10 N/kg)。
低
8.16×104
解析　一个标准大气压支撑起的水银柱高度约为76 cm，此时管内外水银柱的高度差只有60 cm高，说明当地的大气压比一个标准大气压低。当地的大气压等于60 cm水银柱产生的压强，则大气压约为：p＝ρ水银gh＝13.6×103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m＝8.16×104 Pa
1.如图所示的实例中，属于利用大气压的是(　　)
B
A.用回水管的“水封”阻隔臭气
B.用注射器吸取药液
C.用几杯水就能撑裂木桶
D.向下突出的橡皮膜
解析　反水弯上端开口、下端连通，是一个连通器，与大气压无关；使用注射器时向外拉活塞，注射器内气压减小，小于外界大气压，外界大气压将药液压入注射器，与大气压有关；同种液体深度越深压强越大，所以只用几杯水就能将木桶撑裂，利用了液体压强的特点，与大气压无关；玻璃管底端橡皮膜向外凸，表明液体对容器底部有压强，这是由于液体受到重力的作用，与大气压无关，故选B。
2.下列所示的现象中，与大气压无关的是(　　)
A.马德堡半球实验
B.吸盘“吸”在瓷砖墙上
C.用吸管吸杯中的牛奶
D.医生用注射器给病人注射药液
D
解析　马德堡半球实验证明了大气压强的存在，与大气压有关；吸盘“吸”在瓷砖墙上，是因为吸盘内的气压小于外界气压，因此能够吸在瓷砖上；用吸管吸杯中的牛奶是将吸管内的气体吸走，气压降低，在大气压的作用下将牛奶压进吸管内；用注射器注射药液是由于受到推力作用的缘故，未利用大气压。
3.(2023·日照东港区期中)如图所示是托里拆利的实验装置，玻璃管长约1米，槽内装有水银。下列说法正确的是(　　)
A.若将玻璃管向上提2 cm，但玻璃管口仍在槽内水银面
　以下，则玻璃管内外水银面高度差变为780 mm
B
B.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜，玻璃管内外水银面的高度差仍
　为760 mm
C.在实验中，若玻璃管内混入少量空气，所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶，管内外水银面高度差变大
解析　向上提起一段距离，管口未离开水银面，水银柱的高度差不变，产生压强始终等于大气压，管内封闭水银柱长度不变，仍为760 mm；当把玻璃管倾斜时，大气压不变，水银柱产生的压强与大气压强相等，故水银柱的高度不变，所以管内外水银面的高度差不发生变化，仍为760 mm；若玻璃管内混入少量空气，空气也会产生压强，
所以大气压支持的水银柱高度会降低，测出的
大气压值偏小；由于大气压随高度的增加而降
低，所以将该装置从山脚移到山顶，玻璃管中
水银柱的液面将下降，即玻璃管内外水银面高
度差变小，故选B。
4.(2024·上海普陀区月考)如果把地球表面的大气看作“空气的海洋”，我们就生活在这层海洋的　　 (选填“表面”或“底部”)。由于大气受到重力的作用，会对处于其中的物体产生压强，这个压强叫做　 　　 。实验表明大气压强的大小随海拔高度的增大而　　 (选填“增大”或“减小”)。
底部
大气压强
减小
5.(2024·济源期末)中医博大精深，如图，火罐下端开口，使用时先对火罐中的气体加热，然后将火罐开口迅速按到人体皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在人体皮肤上，这说明了　　 　的存在；拔罐的物理知识是利用罐内外的　　　 (选填“温度差”或“气压差”)使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病。喝饮料的原理与拔火罐　　 (选填“相同”或“不相同”)。
大气压
气压差
相同
解析　使用时先对火罐中的气体加热，然后将火罐开口迅速按到人体皮肤上，自然降温后，罐内的气压小于外界大气压，大气压将火罐紧紧压在人体皮肤上，这说明了大气压的存在。拔罐是利用罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，罐内气压小于外界大气压。喝饮料的原理与拔火罐相同，都是利用大气压工作的。

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