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专题十五 大气压强 流体压强与流速的关系
课程要求
课程要求
知道大气压强及其与人类生活的关系。
了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
基础知识梳理
基础知识梳理
一、大气压强
1.定义：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，一般用p0表示。
2.产生原因：①大气受重力作用②气体具有流动性。
3.测量工具：气压计——水银气压计、金属盒（无液）气压计和自制气压计。
4.证明实验：马德堡半球实验。
二、大气压强的测量
1.托里拆利实验意大利科学家托里拆利精确测出了大气压强值。
（1）测量步骤如图所示，在长1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，缓慢放开堵管口的手指，待管内水银静止不流动时，管内外水银面的高度差约为760mm。把玻璃管倾斜，高度差不发生变化。
（2）实验分析
实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是空气，玻璃管内水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压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压强。
（3）实验结论
托里拆利测得管内外水银面的高度差为760mm,P水银=ρ水银gh=13.6×103kg/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）。在粗略计算中，p0可以取1×105Pa
2.气压计：
（1）水银气压计
①原理：大气压变化引起管内外水银面的高度差变化
②优点：测量精准
③缺点：携带不方便
（2）金属和气压计
①原理：大气压变化引金属盒厚度变化
②优点：携带方便
③缺点：测量不精准
3.大气压变化
（1）随海拔变化：海拔越高，气压越小。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。
说明：大气压是大气层受到重力作用而产生的，因此离地面越高，空气越稀薄，气压越小。
（2）随天气、季节变化：气压一般是晴天比阴天高，冬季比夏季高。
说明：由于水蒸气的密度小于室气的密度，所以空气中水蒸气含量越大，气压越小。
三、大气压的应用
1.大气压变化对沸点的影响
水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。
高山上的大气压低于标准大气压，水的沸点就低于100℃，所以在高山上做饭不易熟，为了能在高山上让水的沸点升高，我们可利用高压锅做饭。
2.活塞式抽水机
活塞式抽水机上有两个单向开的阀门，当提起活塞时，阀门A关闭，大气压使水推开阀门B进入圆筒；压下活塞时，阀门B关闭，活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面；当向上提活塞时，阀门A关闭，水被活塞提升到出水管。活塞不断地被提起、压下，水被不断地抽上来。
四、流体压强与流速的关系
1.流体
（1）定义：具有流动性的液体和气体统称为流体。
（2）特点：具有流动性，没有一定的形状。
（3）流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
2.飞机的升力
飞机之所以受到升力，是由飞机机翼的形状所决定的。如图9-4-2所示，正在飞行的飞机，迎面吹来的风被机翼分为上、下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程长，流速大，压强小，下方气流通过的路程短，流速小，相对上方的压强就大，上、下表面就存在压强差，因而有压力差，就产生了升力。
3.应用
站台安全线、喷雾器、“香蕉球”等
方法技巧点拨
方法技巧点拨

一、解答流体压强类问题的一般策略
首先要确定物体上、下（或左、右）表面流体的流速大小，以流动的气体为例，有气体流动的一侧比不流动的一侧流速大，流过曲面的速度比流过平面的速度大；对于液体管子细的地方比粗的地方流速大。然后根据流体压强与流速的关系，判断物体运动方向，即从压强大的地方向压强小的地方运动。
经典例题解读
经典例题解读
1.在如图所示的实例中，工作原理跟气体压强有关的是( )
A. B.
C. D.

答案：ABC
解析：A.两心壶上两个腔上部都有小孔，使内外气压平衡，当小口打开时，液体可以流出，因此，从两心壶的壶嘴能分别倒出两种不同的液体，这一功能的实现利用了大气压，故A正确；
B.吸药液时，向后拉活塞，注射器内气压减小，外界大气压压着药液从针头进入注射器内。故B正确；
C.用吸管喝果汁时，是先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，果汁被压进吸管里，利用了大气压，故C正确；
D.灯罩内的气体被加热，体积膨胀、密度减小，小于灯罩外空气的密度，使灯笼受到空气的浮力大于灯笼自重，灯笼上升。利用的是浮力原理。故D错误。
故选ABC。


2.你站在地球表面，大气对你正面的压力大约是( )
A.60 N B.600 N C.6 000 N D.60 000 N

答案：D
解析：地球表面标准大气压约为，人体的正面面积约为，则大气对人体正面的压力约为，故选D。

3.将少量热水倒入一空矿泉水瓶中（矿泉水瓶未变形），轻轻摇晃后将热水倒出，立即拧紧瓶盖，然后浇上冷水，可以看到矿泉水瓶变瘪．产生这一现象的主要原因是( )
A.在所浇冷水的压力作用下，矿泉水瓶被压瘪
B.矿泉水瓶热胀冷缩的结果
C.矿泉水瓶内热气将它吸进去了
D.在大气压的作用下，矿泉水瓶被压瘪
答案：D
解析：因为瓶子注入热水并摇晃后，瓶中气体受热膨胀跑出了一些，倒出热水的矿泉水瓶密封后，再浇上冷水，瓶内气体温度降低，气压减小，内部压强小于外界大气压强，在大气压强的作用下，矿泉水瓶被压瘪了，故D正确。
4.一辆轿车在水平平直公路上高速行驶，如图所示( )
A.轿车上表面空气流速小压强大 B.轿车上表面空气流速大压强小
C.轿车对地面的压力等于重力 D.轿车行驶过快，可能飞离地面
答案：B
解析：AB．轿车的形状上凸下平，在在水平平直公路上高速行驶时，轿车上表面空气流速大、压强小，故A不符合题意，B符合题意；
C．轿车在水平平直公路上高速行驶时，轿车上表面空气流速大、压强小，轿车下表面空气流速小、压强大，向上的压强差，使车受到向上的升力，所以轿车对地面的压力小于重力，故C不符合题意；
D．轿车行驶过快，升力增大，但升力仍然会小于重力，所以轿车不可能飞离地面，故D不符合题意。
故选B。

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