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第3节 大气压强
第九章 压强
导入
既然液体内部朝各个方向都有压强，那么与液体同样具有流动性的气体是不是也存在朝各个方向的压强？
一、大气压强的存在
你能举出几个实例或者做几个简单的实验，来证实或否定大气压强的存在吗？
实验一：取一个长塑料管/塑料瓶装满水，用纸片盖上后悬空倒置，观察会有什么现象？
（覆杯实验）
水不流出来。
一、大气压强的存在
什么力使悬空塑料管里的水不会流出来？
大气压强；塑料管内气体压强小于外界大气压强，产生气压差。
若用针在塑料管上扎个孔，使塑料管上端跟大气相通，上、下大气压强相等，相互抵消，水就不能留在管中，由于重力作用而流出来。
一、大气压强的存在
实验二：用吸管吸杯子里的饮料，观察会有什么现象？
饮料会上升而进入嘴里。
一、大气压强的存在
什么力使饮料上升到嘴里？
大气压强；吸管内气体压强小于外界大气压强，产生气压差。
如果把杯口密封起来，使空气不能进入杯内，当杯内气体与吸管内气体无法产生气压差时，我们便无法不断地吸到饮料。
一、大气压强的存在
实验三：塑料吸盘能吸附在光滑墙面上。
什么力把塑料吸盘压在光滑的墙上？
大气压强；吸盘内气体压强小于外界大气压强，产生气压差。
如果把塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔进入吸盘和光滑的的墙面之间，内外压强相等，不能产生气压差，吸盘便不能贴在光滑的墙面上。
一、大气压强的存在
实验四：瓶“吞”鸡蛋实验。
观察会有什么现象？产生这种现象的原因是？
鸡蛋被吞进瓶子里；冷却一段时间后，瓶内气体压强变小，外界大气压强比瓶内气体压强大，产生气压差，鸡蛋被挤压进瓶子里。
一、大气压强的存在
以上实验证明，大气压强确实存在的。
大气压强简称大气压或气压。
大气压强产生的原因：空气受重力作用；又因为空气具有流动性，空气内部向各个方向都有压强。
一、大气压强的存在
生活中，有哪些实例利用了大气压强？
一、大气压强的存在
（1）活塞式抽水机（水泵）
A、B是只能向上开启的阀门。
一、大气压强的存在
甲：使用时，若提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压；于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
一、大气压强的存在
乙：当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
一、大气压强的存在
丙：再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出；与此同时，井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
一、大气压强的存在
（2）用注射针筒抽取药液。
一、大气压强的存在
（3）钢笔吸墨水。
一、大气压强的存在
（4）人体呼吸运动
一、大气压强的存在
马德堡半球实验
该实验证明了什么？
（1）证明了大气压的存在；（2）大气压强很大。
小试牛刀：
1.如图所示，黄晓明同学用塑料吸管可以把盒中的牛奶吸到嘴里，这是由于（ ）
A.晓明同学对牛奶产生吸引力的作用
B.吸管本身有吸牛奶的作用
C.大气压作用在牛奶液面上的结果
D.牛奶液体压强的作用
一、大气压强的存在
C
一、大气压强的存在
2.如图，下列实验不能证明大气压存在的是（ ）
D
一、大气压强的存在
3.小吕在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下（如图所示）。对整个探究活动的分析正确的是（ ）
A.探究的问题：大气压强有多大
B.探究的假设：大气对各个方向都有压强
C.探究的目的：研究水的重力与大气压力的关系
D.探究的结论：大气向各个方向的压强相等
B
二、大气压的测量
在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水；在大气压作用下，铁桶被压扁，试试解释其中的原因？
烧开水后，水沸腾汽化为水蒸气充满桶内部后，把桶口堵住，浇上冷水后，内部水蒸气液化为液态水，桶内部气压变低，比外界大气压低，形成内外压强差，所以受到大气压的作用将铁桶压扁。
二、大气压的测量
大气压究竟有多大？如何测量大气压？
大气压可以把纸片上的液柱托住，所以根据大气压所能托起液柱的最大高度，我们就能精确地测出大气压的数值。
二、大气压的测量
大气压的测量：托里拆利实验
实验步骤：
（1）在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中；
（2）放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测量出管内外水银面高度差约760mm。（精确地测出大气压数值）
二、大气压的测量
原理分析：
玻璃管内水银面上方是真空，而管外水银面上方是空气，是大气压强支持管内这段水银柱不会落下，大气压的数值等于这段水银柱产生的液体压强。（转换法）
二、大气压的测量
测得管内外水银面的高度差为760mm；
p0=p水银=ρ水银gh=1.36×104kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa；
通常把这样大小的大气压叫做标准大气压p0；
粗略计算中，p0=1×105Pa。
二、大气压的测量
把玻璃管倾斜，竖直高度差是否会发生变化？
不发生变化。
水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管内水银柱的长度；
玻璃管倾斜后，水银柱高度不变，而水银柱的长度变长。
二、大气压的测量
若外界大气压变大，玻璃管内水银柱的高度会如何变化？
水银柱的高度变高。
玻璃管内水银柱的高度由测量的外界大气压决定，外界大气压越大，玻璃管内水银柱的高度越高，与管的粗细、管的长度、管的形状、倾斜角度的大小以及管的上提和下压等均无关。
二、大气压的测量
若玻璃管上端戳一个小孔，水银柱会怎样？
管内与外界大气连通，导致管内外气压相等，形成不了气压差，则水银柱因受重力作用，管内水银面自然下降至与管外水银面同一高度为止。
二、大气压的测量
在标准大气压下，若玻璃管内上端混入空气，水银柱的高度会有怎样的变化？
混入空气后，管内气压变大，管内外气压差变小，管内外水银面高度差变小，比760mm低，测量的大气压值就会偏小。
活塞式抽水机提升水的最大高度是多少？
大约10米。
二、大气压的测量
小试牛刀：
1.在大气压为1.013×105Pa环境下的实验室中做托里拆利实验，发现管内水银柱高度仅为740mm，其原因可能是（ ）
A.玻璃管太长了
B.玻璃管倾斜了
C.玻璃管上端进入少量空气
D.玻璃管太粗了
C
二、大气压的测量
2.如图所示，利用托里拆利实验装置测量大气压强时，当玻璃管内的水银柱高度稳定后，在玻璃管的顶部戳一个小孔，那么管内的水银面将（ ）
A.高度保持不变
B.逐渐下降，最终与管外液面相平
C.逐渐上升，最终从小孔中流出
D.稍微下降一些
B
二、大气压的测量
3.（1）托里拆利测量大气压强值的实验装置如图所示，此时的大气压强等于 mm高度的水银柱所产生的压强。
（2）某地大气压强为一个标准大气压，管内外水银面高度差为 mm，作用在0.02m2面积上的大气压力为 N。（粗略计算）
750
760
2×103
二、大气压的测量
4.如图1所示，在一个标准大气压下，把一端封闭的玻璃管装满水银后倒插在水银槽中，如果在管顶开一个小孔，则水银 （填“会”、“不会”）喷出，原因是:
不会
开孔处的大气压与水银槽水银面处的大气压相等，管内水银柱在重力作用下，自然下降至与玻璃管外水银面相平。
二、大气压的测量
5.（吸盘重力法）一位同学拿来一个带挂钩的吸盘，将吸盘紧紧压在厚玻璃板的下面，用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下，如图所示，向袋里逐渐加入细沙直至吸盘被拉下来，测出带挂钩吸盘、细沙和袋子的总质量为m，
吸盘面积为S，则大气压的表达式为p=______________；（用字母表示）
二、大气压的测量
测量大气压的仪器叫做气压计。
①水银气压计：比较准确，携带不便。
②金属盒气压计，又叫无液气压计：比较常用，如氧气瓶和灭火器上的气压计。
二、大气压的测量
金属盒气压计原理：它主要部分是波纹状真空金属盒，气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针偏转，指示出气压的大小。
二、大气压的测量
自制气压计：一瓶子装入带色的水，保证瓶子气密性，使一根标有刻度的两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中，吹入瓶内少量气体，使瓶内气压大于外界大气压，使水沿玻璃管上升到瓶口以上。
二、大气压的测量
若外界大气压变小，则水柱高度会如何变化？
外界大气压越大，水柱越低；外界大气压越小，水柱越高。
拿着自制气压计从楼下到楼上（或从山下到山上），观察玻璃管内水柱高度的变化情况。
玻璃管内水柱高度会逐渐升高。
二、大气压的测量
大气压随高度的变化情况：海拔高度越高，大气压越低；海拔高度越低，大气压越高。
在海拔3000米以内,大约每升高10米,大气压减小100Pa。
二、大气压的测量
珠穆朗玛峰上大气压约是海平面的30%左右，空气稀薄、少氧，燃烧困难；2008年为实现奥运火炬在高海拔地区的点火传递，设计的火种灯、引火器和火炬经受住了低温、低压和强风等恶劣条件的考验。
二、大气压的测量
大气压与液体沸点的关系：大气压越低，沸点越低；大气压越高，沸点越高。
生活例子：
（1）青藏高原地区面条煮不熟。
二、大气压的测量
（2）压力锅容易煮熟食物。
二、大气压的测量
小试牛刀：
1.（多选）如图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，管内的水银柱长度将不变
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.使用更粗一些的等长玻璃管，管内外水银面高度差将不变
E.将玻璃管稍微倾斜，管内外的水银面高度差将变大
F.将实验装置由山底转移至山顶，管内外的水银面高度差将变小
DF
二、大气压的测量
2.蜡笔小新的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂,以下关于气球升到高空破裂的原因,分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
C
二、大气压的测量
3.如图所示，小吕同学将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中，气压计的水柱和外界气压的变化分别是（ ）
A.上升，降低
B.下降，升高
C.上升，升高
D.下降，降低
A
二、大气压的测量
4.高山上煮饭不易煮熟，如要煮熟饭，下列措施中合适的是（ ）
A.加大火力烧
B.锅上加一个不漏气的盖子
C.降低气压，可使水沸点升高
D.以上操作都可以
B
二、大气压的测量
5.在标准大气压环境中，将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰，水会停止沸腾迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水（如图），你会观察到烧瓶内的水又沸腾起来，产生这一现象的原因是（ ）
A.瓶内气体温度升高，压强增大，水的沸点降低
B.瓶内气体温度降低，压强减小，水的沸点降低
C.瓶内气体温度降低，压强减小，水的沸点升高
D.瓶内气体温度升高，压强增大，水的沸点升高
B
二、大气压的测量
6.用空易拉罐、水、橡皮泥、酒精灯按照图片的装置分别在山顶和山脚进行实验，体验大气压的存在，下列说法中不正确的是（ ）
A.罐口不用橡皮泥堵住也能观察到易拉罐被压瘪
B.易拉罐被压瘪也可以说明力能使物体发生形变
C.用酒精代替水注入罐中也能完成实验
D.易拉罐被压瘪说明大气压的存在，其他条件相同时，在山脚易拉罐被压瘪更明显
A
二、大气压的测量
7.如图是吕同学用圆形吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来
测量大气压强的实验装置图（吸盘拉力法），具体实验步骤是：
①用刻度尺测出吸盘的直径，计算出吸盘的平面面积为10cm2；
②将吸盘沾水湿润后，压在厚玻璃板上，排尽吸盘内空气；
③用弹簧测力计水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧测力计示数为98.5N；
④整理记录的数据，算出大气压的数值。
请结合你所学的知识分析：
（1）请你帮助吕同学计算出大气压的数值 Pa；
（2）吕同学又把玻璃板分别斜放、竖放，使弹簧测力计向不同方向拉动吸盘，也都能测出大气压的数值，这说明 ；
（3）如果用相同的方法在青藏高原进行测量大气压值，弹簧测力计的读数 98.5N。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）
9.85×104
空气内部向各个方向都有大气压强
小于
二、大气压的测量
8.某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下（注射器拉力法）：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是 。
（2）如图，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为30N。
排尽注射器内的空气
二、大气压的测量
（3）如图，用刻度尺测出注射器刻度部分的总长度为 cm。
（4）计算得到大气压强的数值为 Pa。
（5）小组中有同学测量值偏大，有同学测量值偏小，分析实验过程中导致误差的因素：
①小浩的实验数据比真实值小原因可能是 ；
②小翔的实验数据比真实值大原因可能是 。
6.0
0.9×105
注射器内的空气没有排尽或者漏气
注射器筒壁与活塞之间产生摩擦力
总结

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