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第八章 压强与浮力
第四节 大气压强
北师大版 物理 八年级下册
1、大气压强
2、大气压强的测定
3、大气压的变化
4、大气压与人类生活的关系
学习目标
1. 大气压强
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压。
2. 大气压强产生的原因
大气受到重力的作用，且具有流动性。
探究新知
新知一 大气压强
3. 平时感觉不到大气压存在的原因
因为人身体内也有压强，身体各部分内外所受的压力是 平衡力，互相抵消。
4. 最早证明大气压强存在的实验
马德堡半球实验。
1654年，德国马德堡市市长格里克做了著名的马德堡半球实验，证明大气压强不仅存在，而且很大。
5. 生活中证明大气压强存在的实验和现象(图1)
6. 大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强；
(2)大气内部某一点向各个方向的压强相等。
深度理解
由于地球对空气有吸引作用，使空气压在地面上，地面或地面上的物体单位面积上受到的大气压力，在数值上等于大气压强。
[中考·东营]如图2 所示下列现象不能说明大气压强
存在的是( )
例 1
A
误区警示
不要误认为用吸管能吸到饮料靠的是人的“吸力”。
解题秘方：根据现象产生的物理知识分析。
解析：橡皮膜向左凸出的原因是右侧液体产生的压强大于左侧液体产生的压强；纸片不下落、用吸管吸饮料、吸盘被压在光滑墙壁上，都是大气压强作用的结果。
1. 精确测量大气压强的实验——托里拆利实验
(1)实验过程：如图3 所示，在长约1 m 的一端封闭的玻璃管中灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵住管口的手指后，管内水银面下降一些就不再下降，这时管内外水银面高度差约760 mm，水银处于静止状态。把玻璃管倾斜，水银柱的竖直高度差不变。
新知二 大气压强的测定
(2)实验分析：玻璃管上方是真空，管外水银面上方是空气，玻璃管内的水银之所以能高于水银槽内的水银面而不下落，是因为大气压支撑着这段水银柱，数值上大气压等于这段水银柱产生的压强。
(3)实验结论
①通常把760 mm 水银柱产生的压强叫标准大气压。
②标准大气压p大气=p水银=ρ水银gh=
1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈ 1.01×105 Pa。
③粗略计算时，标准大气压可取1.0×105 Pa。
深度理解
托里拆利实验的认识：
1. 玻璃管中要充满水银，不能混有空气。若玻璃管内混入少量空气，由于这部分空气也有压强，管内外高度差会变小，导致测得的大气压强偏小。
2. 不选择粗管做实验的原因：耗用的水银多，且不易堵住管口。
3. 管内水银柱的高度会随外界大气压的变化而变化，而与管的粗细、长度、形状无关。
4. 玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍微上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。
5. 用管内外水银面的高度差表示大气压强的大小，运用了转换法。
6. 若在管的顶部开一小孔，根据连通器原理知管中水银不能喷出，反而要下降，最终管内外水银面相平。
7. 若用水做托里拆利实验，则水柱的高度
2. 测量大气压的仪器——气压计
(1)水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一刻度尺，读出水银柱的高度就可知道当时的大气压，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计读数准确，但携带不便，常用于气象站和实验室。
(2)金属盒气压计：它的内部有一个抽成真空的金属盒，靠弹簧片的支撑而不被压扁，大气压强的变化会引起盒的形变程度发生改变，从而使弹簧片的弯曲程度发生改变，弹簧片再带动连杆运动，连杆带动指针偏转，在刻度盘上指示出大气压强的值，
如图4 所示。
[中考·锦州]关于托里拆利实验，下面说法中正确的是( )
A. 玻璃管内径越大，管内和管外水银面高度差越小
B. 往水银槽内多倒些水银，管内和管外水银面高度差增大
C. 玻璃管倾斜，管内和管外水银面高度差不变
D. 玻璃管内水银柱上方进入一些空气，管内和管外水银面高度差不变
例2
C
规律总结
托里拆利实验中，影响管内外水银面高度差的因素只有以下两个：
1.外界大气压发生变化；2. 管内混入空气。
解题秘方：利用托里拆利实验的原理“p大气=p水银”进行分析。
解析：大气压强p 大气不变，则p 水银不变，由公式p 水银=ρ水银gh 知水银柱的压强跟水银柱的粗细(玻璃管内径)、水银柱是否倾斜(玻璃管是否倾斜)、水银的多少没有关系。若玻璃管内水银柱上方进入一些空气，由于这部分空气也会产生压强，
则p大气>p水银，故管内外水银面高度差会变小。
1. 大气压随高度的升高而减小
(1)在海拔2 000 m 以内，大约每升高12 m，大气压减小133 Pa。
(2)海平面附近，大气压约等于标准大气压。
2. 一般晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高。
新知三 大气压的变化
3. 沸点与气压的关系
一切液体的沸点都随气压减小而降低，随气压增大而升高。
4. 气体压强与体积的关系
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。
巧记口诀
高度增加气压小，
沸点跟着气压跑；
冬天气压变得高，
阴天气压又变小。
[中考·郴州]如图5 所示是一个自制气压计，下列说
法正确的是( )
A. 带着它登山的过程中，玻璃管中液柱
会逐渐上升
B. 玻璃管中液柱静止时，瓶内气压等于大气压
C. 玻璃管中液柱静止时，瓶内气压小于大气压
D. 为提高气压计测量精度，可选用更粗的玻璃管
例 3
A
解析：自制气压计瓶内气压等于外界大气压加水柱压强，带着它登山的过程中，海拔高度升高，大气压会随海拔高度的增加而减小，外界大气压变小，而瓶内气压不变，玻璃管中水柱会上升；玻璃管中水柱压强与玻璃管的粗细无关，选用更粗的玻璃管对提高气压计测量精度没有意义。
温馨提示
水气压计与水银气压计不同，水气压计的液柱越高，表明外界大气压越小，而水银气压计的液柱越高，表明外界大气压越大。
1. 大气压的应用
吸盘挂钩、用吸管吸饮料、钢笔吸墨水、活塞式抽水机、离心式水泵等。
新知四 大气压与人类生活的关系
2. 活塞式抽水机
活塞式抽水机是利用大气压工作的，它能抽水的最大高度不超过10 m。图6 所示为活塞式抽水机的工作过程。
3. 离心式水泵
离心式水泵是利用大气压工作的，使用前先向泵壳中灌满水的目的是排出泵壳内的空气，工作时使泵壳内压强小于外面的大气压，水在大气压的作用下进入泵壳。
延伸拓展
标准大气压下，大气压只能支持10.336 m高的水柱，活塞式抽水机密封性能不是很好，提水高度一般只能7 ～ 8 m；离心式水泵实际扬程=汲水扬程+压水扬程，其中汲水扬程受大气压的影响。
某制药厂在制药时，为了从药液中提取抗菌素粉剂，采用加热的方法使水沸腾除去水分，但要求药液的温度必须保持不超过80 ℃，下列方法可行的是( )
A. 用微火加热使其沸腾
B. 缩短加热时间
C. 降低容器内的气压，使药液的沸点低于80 ℃
D. 增大容器内的气压，使药液的沸点低于80 ℃
例4
C
解题秘方：根据沸点的影响因素分析判断。
解析：标准气压下水的沸点为100 ℃，求药液在不超过80 ℃的温度下沸腾，只有减小液面上的气压，使水的沸点降低。
误区警示
由于液体的沸点与液面上方的气压有关，因此，描述液体的沸点时，应指明是否是在标准大气压下。
四、大气压强
大气压强
重力
产生原因
证明
测量
应用
流动性
归纳新知
再 见

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