资源简介

(共69张PPT)
8.3 大气压与人类生活
第八章 神奇的压强
知识点
怎样知道大气有压强
知1－讲
1
1. 覆杯实验
实 验 操 作 将装满水的玻璃杯盖上纸片，然后把杯子倒置，松开压住纸片的手，观察纸片是否会掉下
转动玻璃杯，改变杯口的朝向，观察纸片是否会掉下
知1－讲
续表
现象 分析 倒置后纸片掉不下来，说明纸片受到了力，纸片下方只有空气，所以这个力是空气施加的 杯口朝向不同，纸片都不掉下，说明空气向各个方向都有力
结论 大气压强确实存在 大气向各个方向都有压强
知1－讲
深度理解
由于空气受到重力的作用，且具有流动性，故地球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。
1654 年，德国马德堡市市长做了著名的马德堡半球实验，证明大气压不仅存在，而且很大。
知1－讲
2. 其他证明大气压存在的实验
实 验 现 象 准备大小两支试管，大试管里装满水，把小试管开口向上放到大试管里，一起倒过来，会发现小试管沿大试管自动上升 用易拉罐装适量的水在酒精灯上加热至沸腾。然后，用橡皮泥堵住罐口，用冷水浇后发现易拉罐被压瘪 将点燃的棉球扔入口向上装有细砂的广口瓶中，迅速将剥壳的熟鸡蛋塞住瓶口，火熄灭后，观察到鸡蛋慢慢被吸入瓶内
知1－讲
续表
现 象 解 释 大试管里面空气被水排走， 小试管在大气压的作用下被压了上去 易拉罐内的空气被加热后膨胀排出， 温度降低后罐内气压减小， 外界气压将罐压扁 火熄灭后， 瓶内温度降低，气压减小，而瓶外气压不变，瓶外大气压将鸡蛋压入瓶中
结论 大气对浸在其中的物体有压强
知1－讲
拓展提高
利用抽气机和真空罩证明空气有压强
将塑料吸盘贴在玻璃真空罩里，用真空泵抽气，一段时间后，塑料吸盘掉下。这是因为吸盘外侧没有了空气产生的压强，吸盘便不能贴在物体的表面。
知1－讲
3. 大气压产生的原因
水有重力，对浸在里面的物体有压强，如图1 所示，生
活在水中的鱼受到水的压强。空气也有
重力，对浸在里面的物体也有压强。如
果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海
洋，我们就生活在大气海洋的底部，大
气对我们产生很大的压强。
知1－讲
总结归纳：
(1)大气压强：由大气产生的压强，简称大气压。大气压很大。
(2)大气压产生原因：空气受到重力的作用，而且能够流动，因而空气内部向各个方向都有压强。
(3)证明大气压存在的实验：马德堡半球实验等。
知1－讲
关联思考怎样使大气压强“原形毕露”？
大气压虽然普遍存在，但在日常生活中如果不善于观察，却并不能感到它的存在，这是因为研究对象两侧同时受到大气压的作用，其作用效果相互抵消，不能表现出来，要想使大气压“原形毕露”，必须要削弱某一侧的气压，使物体的两侧产生压力差，其作用效果就会明显显现出来。生活中人们常常采用排空气法和加热法来产生压力差。
知1－练
例 1
[模拟·东莞]下列图中的事例发生，不是由大气压引起
的是( )
知1－练
解题秘方：大气压强的存在可以用实验来证明，我们学过的实验中有：马德堡半球实验、瓶吞鸡蛋实验、覆杯实验等。
知1－练
解析：点燃瓶内酒精棉，并迅速将鸡蛋放在瓶口，瓶内气
压减小，在外界大气压作用下，鸡蛋被压入瓶中，故A 不符合题意；纸托水杯，纸因为受到大气压对其向上的“支持”力不会掉下来，水不会流出，故B 不符合题意；橡皮膜凸出，因为液体对容器底部有压强，不是由大气压引起的，故C 符合题意；吸盘能吸在墙上是由于受到大气的压力，是由大气压引起的，故D 不符合题意。
答案：C
知1－练
1. 用空易拉罐来体验大气压强的存在， 下列操作能达到目的的是( )
A. 用手捏易拉罐，易拉罐变瘪
B. 用重物压易拉罐，易拉罐变瘪
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面， 易拉罐变瘪
D. 用注射器抽取密封空易拉罐中
D
知2－讲
知识点
怎样测量大气压
2
1. 利用注射器测量大气压
实验点拨
注射器拉力法测大气压原理
活塞将开始被拉动时，其受到的力为平衡力，所受的拉力F等于大气压力F=F大气，F=pS=，故p=。
知2－讲
实 验 步 骤 先把注射器的活塞推至顶端, 把管内空气排出。
用橡皮帽把注射器的小孔堵住。
然后在活塞下端悬挂钩码,并逐渐增加钩码数量, 直到活塞将开始被拉动为止。
知2－讲
续表
实验 步骤 用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L, 得出活塞的横截面积S=
计算 论证 由p==计算此时大气压强的值
知2－讲
关联思考为什么不能用p=ρgh 计算大气压值？
关联结果
大气分布不均匀，越到高空，空气越稀薄，密度越小，同时大气层的顶端没有严格界限，因而地表附近某点大气深度也无法知道，故不能用p=ρgh计算大气压。
知2－讲
(1)实验过程
实 验 步 骤 长约1 m 的玻璃管内装满汞液，封住口后倒置插入汞液槽中；再将玻璃管倾斜，观察管内外液面高度差
2. 托里拆利实验测量大气压
知2－讲
续表
现象 汞柱下降直至某一高度处停止，与管外汞液面形成高度差，高度差约为760 mm
结论 大气压跟760 mm 高的汞柱产生的压强相等
知2－讲
(2)理论分析
如图2 所示，设大气压为p0，设想在管内与管外汞相平处取一液片AB，由于液片AB 静止不动，作用在液片AB向下和向上的压力相等，即F下=F上，向下的压力是在液片AB 上方的汞的重力产生的，即F下=G=ρ汞ghS，式中S 为液片的面积。
知2－讲
向上的压力是由于大气压产生的，即F上= p 大气S，又因为F 下=F 上，则p 向上=p 向下,p 大气=p 汞=ρ汞gh=
1 3.6×103 kg/m3×9 .8 N/kg×0.76 m ≈ 1.01×105 Pa。
知2－讲
深度思考 实验中为什么不使用水，而用汞液做这个实验？
深度理解
p大气=p水= ρ水gh水，h水= = ≈ 10.3 m，如果使用水来做实验，水柱会高达10.3 m，实验比较难操作。
知2－讲
(3)探究汞柱的高度差是否会变化
实验 操作 玻璃管倾斜 玻璃管加粗 玻璃管中混有空气
实验 结果 管内外液面高度差不变 管内外液面高度差不变 管内外液面高度差会减小
结论 管内外液面高度差只与大气压的大小、玻璃管上方是否有空气有关，而与玻璃管是否倾斜、粗细无关
知2－讲
思想方法
理想模型法
在推导大气压等于管中汞柱产生的压强时，在玻璃管和汞液槽中交界面处，假设有一个液体构成的薄片，它的厚度为0，称为液片AB，由它静止时受力平衡可以推出大气压等于液片上方汞柱产生的压强。液片AB即为理想化的模型。
知2－讲
思想方法
转换法测量大气压
利用液片静止时，大气压等于汞柱对液片的压强，将大气压转换成汞柱的压强进行测量。
知2－讲
关注细节
(1)水银柱高度是指管内外水银面的竖直高度差；
(2)汞会挥发汞蒸气，汞有毒，注意安全。
知2－讲
3. 气压计 测定大气压的仪器。
无液气压计 水银气压计
优点：使用方便；缺点：不精确 优点：精确；缺点：不方便携带
知2－讲
总结归纳：
(1)大气压的值：1 个标准大气压(atm)=760 mm 高水银柱产生的压强=1.01×105 Pa。
(2)常见的气压计：无液气压计、汞气压表。
知2－练
[中考·枣庄]如图3 是测量大气压强的实验装置，玻璃管长约1 米，槽内装有水银。
例 2
知2－练
下列说法正确的是( )
A. 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
B. 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
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
知2－练
解题秘方：在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面的高度差是由外界大气压的大小决定的，只要外界大气压不变，在玻璃管顶端真空的情况下，管内外水银面的高度差不会改变。
知2－练
解析：在测量过程中，由于外界的大气压不变，则支持的水银柱的高度不变，如果玻璃管倾斜，管内水银的长度会变长，但内外水银面的高度差不变，故A 正确；玻璃管内外水银面的高度差是由外界大气压的大小决定的，若将玻璃管向上提2 cm，但玻璃管口仍在槽内水银面以下，不会影响玻璃管内外水银面的最终高度差，则玻璃管内外水银面高度差仍为7 6 0 mm，故B 错误；
知2－练
若玻璃管内混入少量空气，空气会对水银柱产生向下的压强，抵消了大气压的部分作用效果，玻璃管内外水银面高度差将变小，则所测的大气压值偏小，故C 错误；因为大气压随高度的升高而降低，故将此装置从山脚移到山顶，管内被托起的水银将下降，即管内外水银面高度差减小，故D 错误。
答案：A
知2－练
2. [模拟·淮安] 物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值。
知2－练
(1)若选用图乙中注射器B，当弹簧测力计被拉到最大值时，活塞仍没有滑动，则应该换用注射器_____来进行实验。
C
知2－练
(2) 操作步骤如下：
a. 将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器小孔，读出注射器容积V；
b. 将弹簧测力计在竖直方向上校零，拉环固定在墙壁上，钩子与注射器活塞相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；
知2－练
c. 用刻度尺测出_________________的长度为L；
小庆指出步骤中的错误是：________________________，这样测得的大气压______(填“大于”“小于”或“等于”)实际大气压。
注射器有刻度部分
弹簧测力计在竖直方向上校零
小于
知3－讲
知识点
大气压与人类生活
3
1. 大气压值与高度的关系(图4)
知3－讲
总结归纳：大气压值随高度增加而减小。海拔越高，大气压减小得越慢。
知3－讲
2. 高压锅
(1)水的沸点与气压的关系
实 验 操 作 烧瓶中的水正在沸腾，用注射器通过橡皮管向其上方打气，观察水的沸腾情况
烧瓶中的水正在沸腾，将烧瓶下方的酒精灯撤去，用注射器向外抽气，观察水的沸腾情况
知3－讲
续表
现象 烧瓶中的水停止沸腾 撤去酒精灯，水停止沸腾，向外抽气，烧瓶中的水又重新沸腾了
结论 液体表面的气压越大，沸点越高；液体表面的气压越小，沸点越低
知3－讲
(2)高压锅原理
制造 原因 在世界之巅的珠穆朗玛峰上烧水，只要烧到73.5 ℃，水就被烧“开”了。这样的“开水”，不能把饭菜煮熟，也不能杀死某些细菌
解决 方法 图中是我国目前常见的高压锅。它的气压可达1.3 atm，沸点可达120 ℃，便于煮熟一些不易熟烂的食物
制造 原理 液体表面的气压越大，沸点越高
知3－讲
3. 大气压应用
应 用 吸盘挂钩为什么能吸在墙上？ 钢笔为什么能吸墨水？ 饮料是否是吸上来的？ “拔火罐”为什么会吸在皮肤上？
知3－讲
续表
解释 吸盘内空气被压出时，外部空气对吸盘的压力将吸盘压在了光滑墙壁上 用手捏住橡皮管松开后，管内气体体积减小，压强减小，下方墨水在大气压作用下被压进橡皮管 吸气时，吸管内的气体减少从而使气压减小，杯中的饮料在大气压作用下沿吸管上升 火罐内空气受热膨胀排出部分，当气体温度降低后罐内压强减小，外界大气把罐子压在人的皮肤上
知3－讲
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。
知3－讲
拓展延伸
如图5所示的离心式水泵是利用大气压把水从低处“抽”向高处的。
如图6所示的高压氧舱是一种临床治疗设备。
知3－讲
拓展延伸
一定质量的封闭气体，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大。
知3－练
[跨学科 学科综合]某制药厂在制药时，为了从药液中提取抗生素粉剂，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 ℃
液体的沸点与液面上方的气压有关。
例 3
知3－练
解题秘方：根据沸点的影响因素分析判断。
答案：C
解析：1 个标准大气压下水的沸点为100 ℃，要求药液在不超过80 ℃的温度下沸腾，只有减小液面上方的气压，才能使水的沸点降低。
知3－练
3. [立德树人传统文化模拟·苏州]如图①和②是战国时期的青铜汲酒器取酒要经历的过程，要完成这两个过程，手指的操作分别是( )
A. ①摁住方孔，②摁住方孔
B. ① 摁住方孔， ② 松开方孔
C. ① 松开方孔， ② 摁住方孔
D. ①松开方孔，②松开方孔
B
知4－讲
1. 活动内容 研究航天服，了解我国航天服的结构、功能、性能以及发展历程。
2. 活动小组成员 同班同学。
3. 活动前的准备工作 了解近期我国的航天大事记。
知识点
跨学科实践 研究航天服
4
知4－讲
4. 需要展开的研究活动
(1)上网查阅我国研制的航天服相关参数文献资料，将“飞天”新一代舱外航天服作为一个典型案例，分工合作梳理出以下几点：航天服的功能和性能是什么？它的结构是怎样的？它有哪些分类？它的发展历程是怎样的？与历代航天服相比，它进行了哪些方面的改进等？
知4－讲
(2)再次分工合作，将航天服相关的汇总资料按照物理、生物、化学、材料等方向进行分类。
(3)了解一些新材料的特点及其应用对人类生活和社会发展的影响，了解我国航天技术的新成就。
知4－讲
3. [立德树人传统文化模拟·苏州]如图①和②是战国时期的青铜汲酒器取酒要经历的过程，要完成这两个过程，手指的操作分别是( )
A. ①摁住方孔，②摁住方孔
B. ① 摁住方孔， ② 松开方孔
C. ① 松开方孔， ② 摁住方孔
D. ①松开方孔，②松开方孔
知4－讲
5. 研究活动后续
在课堂进行成果展示与交流：将航天服相关的汇总资料采用文字、图片、图表、视频等多种形式呈现成果，制作演示文稿在班上进行展示交流，对自己在活动中的表现及收获进行自我评价，与其他同学进行互评。
知4－讲
知识链接
本次跨学科实践活动的目的与意义：通过对航天服的研究学习，学会用综合性、跨学科思维分析问题，培养科学思维与创新能力，形成正确的科学观念。了解一些新材料的特点及其应用对人类生活和社会发展的影响，了解我国航天技术的新成就，发扬勇攀科技高峰的精神，增强强国的责任感和使命感。
本次活动用到的研究方法有文献研究法、案例分析法、调查法、比较研究法、定量分析法、定性分析法、经验总结法等。
知4－练
[教材改编题]2024 年12 月17 日21 时57 分，神舟十九号
航天员乘组身穿我国自主研制的“飞天”舱外航天服圆满完成首次出舱活动。他们这次出舱活动的时间达到了9 个小时，不仅再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录，也打破了美国保持的世界纪录。
例 4
知4－练
舱外航天服具有保湿、保温、供氧、维持压力、防止各类射线的伤害、维持人体水盐平衡、遥测通信等功能，并配有背包式生命保障系统，以保障航天员的舱外作业。小宇对航天服开展了一项物理研究，以下是部分内容，请用所学知识帮他补充完整：
知4－练
(1)航天服应该用密度______、隔热性______的气凝胶等材质来制作。
解题秘方：根据航天服的特性作答。
小
解析：密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来制作航天服。
好
知4－练
(2)航天服的手套上面布满橡胶颗粒，使航天员在执行任务时更容易抓取工具，这是利用增大_______________的方法来______摩擦的。
解题秘方：压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
接触面粗糙程度
解析：手套上面布满橡胶颗粒，使航天员在执行任务时更容易抓取工具，这是利用增大接触面粗糙程度的方法来增大摩擦的。
增大
知4－练
(3)航天员的舱外航天服作用之一是保持体表有一定______，保障生命安全；为保证航天员的正常工作，舱外航天服内部的气压约为1 个标准大气压的，则航天服内的气压约为______Pa，这个压强可以支撑______m 高的水柱。(g取10 N/kg)
压强
3×104
3
知4－练
解题秘方：1 个标准大气压约为105 Pa，据此作答；再利用p=ρgh 计算相应的水柱高度。
解析：太空中没有气压，舱外航天服能产生适当的压强，保障航天员生命安全；已知1 个标准大气压值约为105 Pa，舱外航天服内部的气压约为1 个标准大气压的，即p=3×104 Pa；由公式p=ρgh 得，h===3 m。
知4－练
(4)如图7 甲所示，航天员通过面窗观察胸前设备时，会有视野盲区，所以设计人员在航天服手臂上配有一块反光镜，通过反光镜看到胸前设备上的文字如图乙所示，航天员看到的“近”
字，在设备上应是
图丙中的______
(填“①”“②”或“③”)。
②
知4－练
解题秘方：根据平面镜成像特点解答。
解析：航天服手臂上配有一块反光镜，反光镜相当于平面镜，通过反光镜看到胸前设备上的文字如图乙所示，航天员看到的“近”字，和设备上的字上下一致，左右相反，故选②。
知4－练
4. 航天服内有许多物理知识，对此，小丽做了一个简单梳理：
(1)航天员在上飞船前，要先换上舱内压力航天服。若返回舱密封性被破坏，舱内气压骤降，航天员体内的液体会剧烈汽化，出现“体液沸腾”的危险现象，这是因为__________________________。而穿上舱内压力航天服可以避免这种危险现象的出现。
舱内气压降低，体液沸点降低
知4－练
(2)航天员特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋，像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的______(填“大小”“方向”或“作用点”)，使肌肉得到张紧，避免肌肉萎缩。
大小
知4－练
(3)如图是我国研发的舱外航天服，航天员穿着
航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区，工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜，使航天员可以通过镜子看到按钮，解决视线受阻的问题，造成“视野盲区”的原因及安装两个小面镜所应用的物理知识分别是(　　)
A. 光的直线传播，光的反射
B. 光的折射，光的反射
C. 光的直线传播， 光的折射
D. 光的反射，光的折射
A
大气压与人类生活
大气
压强
存在
测量
变化
重力
流动性
产生
原因

展开更多......

收起↑