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第八章 压强和浮力
8.4 大气压强
教学目标：
1.物理观念：
（1）知道大气压强的存在。
　 （2）了解大气压强产生的原因；
　 （3）知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
2.科学思维：
通过对托里拆利实验的学习，使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
3.科学探究：
学生进行实验探究，估测大气压的大小，体会科学探究的过程。
4.科学态度与责任：
运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象，使学生体会到物理知识与生活的密切关系，具有将物理知识用于解释日常生活现象的意识。
教学重点： 大气压强的存在。
教学难点： 大气压强的测量。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、注射器、塑料袋、纸杯、水、纸片、钩码、细线、托里拆利实验挂图、空气盒气压计、活塞式抽水机挂图、离心泵挂图。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
我们生活在地球周围的大气层中。
二、新课讲授，师生互动
（一） 大气压强
观察与思考
我们生活在地球周围的大气层中，气体也像液体一样具有流动性，同时也受到重力的作用。那么，大气是否也像液体那样在它的内部存在压强呢？如图所示的情景说明了什么？
甲：用大号注射器将塑料瓶中的空气抽出来，是谁把塑料瓶压瘪了
乙：水没有从杯中流出，是谁托住了纸片
丙：小试管不下落反而上升，这是谁的作用
丁：注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来
如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也存在着压强，这个压强叫作大气压强(atmosphere)，简称大气压。
想想看，生沽中还有哪些实例能说明大气压强的存在
（二）大气压强的测定
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
1643年，意大利科学家托里拆利(Torricelli，1608—1647)首先用实验的方法测出了大气压强的数值。
托里拆利首先用实验的方法测出了大气压强的数值，他所依据的就是“大气压与液体压强相平衡”的原理。如图所示为托里拆利实验的示意图。
托里拆利实验所依据的就是“大气压与液体压强相平衡”的原理。在一根长约1 m、一端封闭的玻璃管内灌满水银,然后堵住管口，把管倒置在水银槽中。松开管口，管内的水银面开始下降，当管内水银面降到某一高度(约为760 mm)时，就不再下降了。
当管中的水银柱静止时，作用在槽中水银面上的大气压强与玻璃管内760 mm高水银柱产生的压强相等。
所以大气压强的数值为
p=ρgh
=13.6×103 kg/m3×9.8N/kg×0.76 m
≈1.01×105 Pa。
大气压强的数值为
p=ρgh=13.6×103 kg/m3×9.8N/kg×0.76 m
≈1.01×105 Pa。
这个数值大约相当于10N的压力作用在1 cm2的面积上产生的压强。
科学窗
标准大气压与气压计
大气压强的数值不是固定不变的，通常将与760 mm高水银柱所产生的压强相等的大气压叫作标准大气压。水银柱顶端把托里拆利实验用的玻璃管和水银槽封刻度尺装在金属套管内，并使接近水银柱顶端处的h玻璃管露出来，在旁边装上刻度尺，就成了如图所示的水银气压计。
水银气压计比较准确，但携带不便，多用于气象站和实验室。常用的气压计是金属盒气压计，又叫无液气压计，它的任—象牙针水银面主要部分是一个波纹真空金属盒。为使金属水银槽盒不被大气压扁，用弹簧片向外拉着盒盖。气压发生变化时,金属盒的形变程度就会发生变化，从而使弹簧片的弯曲程度发生改变，弹簧片再带动连杆向下(或向上)运动，连杆带动指针偏转，在刻度盘上就指示出大气压强的值。
常用的气压计是金属盒气压计，又叫无液气压计。
气体压强与体积的关系
用脚踩踏气球，它的体积会变小，球内气体的压强增大，会将气球胀破；堵住打气筒的出气口,压下打气筒的活塞，筒内的气体体积减小，压强增大，所以活塞越向下压越费力。
这些实例和实验表明，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。
（三）大气压与人类生活的关系
观察与思考
对于如图所示的情景，你一定不会感到陌生，但你想过没有，这些液体为什么会从下向上流动？
在这些实例中，由于“管”中液面上方的空气体积增大，压强减小，“管”外的液体在大气压强的作用下，被压入“管”中，从而沿“管”上升。
人们根据这样的原理，制造了活塞式抽水机和离心式水泵。活塞式抽水机(也叫汲取式抽水机)的结构及其工作过程的示意图，它的主要结构包括缸筒、活塞、拉杆及单向阀门A、B。为了加强阀门的密封性，使用前要先向缸筒内灌些水。请你描述活塞式抽水机的工作过程，并把图下面的文字填写完整。
提起活塞时，阀门 关闭，大气压迫使水推开阀门 ，水进入缸筒。
压下活塞时，阀门 关闭，活塞下面的水推开阀门 ，涌到活塞上面。
再次提起活塞时，阀门 关闭，它上面的水从出水口流出，同时大气压迫使管中的水又推开阀门 ，进入 。
交流讨论
为什么这种活塞式抽水机，通常只用于从7 m~8 m深或更浅一些的井中抽水
因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，通常1标准大气压最多能支持水柱高h≈10.3m。由于活塞密封不能完全密闭，所以活塞式抽水机只用于从7 m~8 m深或更浅一些的井中抽水。
离心式水泵也是一种抽水机，它的主要部件是泵壳和壳里的叶轮，如图所示。
离心式水泵也是一种抽水机，它的主要部件是泵壳和壳里的叶轮,如图所示。使用前要先向泵壳中灌满水。水泵启动后，叶轮在电动机(或其他动力)的带动下高速旋转,泵壳里的水被甩入出水管，从而在叶轮转轴附近形成了一个压强很小的区域。进水管外面的水在大气压强的作用下，推开进水阀门通过进水管进入泵壳。叶轮不停地转动，水就不断地被送到高处。
你知道吗？
你知道吗实际中的离心式水泵有三个关于扬程的指标,在图中标出了离心式水泵实际工作时的这三个扬程。离心式水泵的哪个扬程跟水泵最大的抽水高度相对应？哪个扬程要受到大气压数值的制约？在拉萨和北京，汲水扬程是否相同
离心式水泵的实际扬程跟水泵最大的抽水高度相对应。
吸水扬程要受到大气压数值的制约，在拉萨和北京大气压强不同，大气压随高度的增加而减小，拉萨的海拔高，大气压小，汲水扬程减小。
三、总结反思，超越自我
1． 大气内部的各个位置存在着压强叫做大气压强，简称大气压。塑料吸盘、纸杯托水证明大气压存在。
2.大气压的测量，托里拆利实验能测量大气压的值。
1标准大气压=760mm水银柱≈1.01×105Pa，
测量大气压的仪器叫做气压计。
在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小，它的压强增大；体积增大，它的压强就减小。
3.大气压与人类生活的关系。大气压随高度的增加而减小。活塞式抽水机和离心式水泵利用大气压工作的。
四、板书设计，整合提升
1. 大气内部的各个位置存在着压强叫做大气压强，简称大气压。塑料吸盘、纸杯托水证明大气压存在。
2.大气压的测量，托里拆利实验能测量大气压的值。
1标准大气压=760mm水银柱≈1.01×105Pa，
测量大气压的仪器叫做气压计。
在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小，它的压强增大；体积增大，它的压强就减小。
3.大气压与人类生活的关系。大气压随高度的增加而减小。活塞式抽水机和离心式水泵利用大气压工作的。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 关于大气压强说法不正确的是（ ）
A.空气和液体一样，有重力能流动，在大气内部的各个位置也存在着压强
B.大气压强简称大气压
C.托里拆利实验能测出大气压的值
D.大气压的值可以用液体压强公式p=ρgh计算
2．用吸管吸饮料，正确的解释是（ ）
A.吸管中液面上方空气的压强大于大气压强
B.吸管中液面上方空气的压强小，吸管外的液体在大气压强的作用下，被压入吸管中
C.吸管内的气体压强大于大气压强
D.用吸管吸饮料与大气压强无关
3．在冬天,装有一定数量水的热水瓶过了一段时间后,软木塞不易拔出，这主要是由 ( )
A.瓶内气压小于大气压
B.瓶内气压大于大气压
C.瓶塞遇冷收缩
D.塞子与瓶口间的摩擦力增大
4．用水做托里拆利实验，支持水柱的高度约为（ ）
760mm
B. 76cm
C. 10.3m
D. 103m
5．兴趣小组用弹簧测力计、注射器、细线、刻度尺测量大气压的值，首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行如图所示的实验（实验中筒与活塞的摩擦不计），如果测力计示数为10N，4ml的管刻度为4cm，则此地的大气压约为（ ）
A. 105Pa
B. 104Pa
C. 103Pa
D. 102Pa
参考答案1.D；2.B ；3.A ；4.C；5.A。
六、作业：P73.T2
课外作业: P73.T1、T3、T4、T5。
P74 阅读材料 大气压的变化
教学反思：
教学反思：
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