人教版八年级下册9.3 大气压强优质课件ppt

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第3节 大气压强
通过观察、实验，检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
能说出液体沸点跟气压的关系。 了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
我们知道，液体产生压强是因为受到重力作用，并且具有流动性。
地球表面由大气层包裹，大气层是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地，大气层的厚度大约在1000千米以上。
大气层里的空气受到重力的作用，且具有流动性。那么，空气（大气）是否也会产生压强呢？
将纸杯装满水，用硬纸片把杯口盖严。用手按住硬纸片，将纸杯倒过来，松开手后，发现硬纸片和杯子里的水都不落下来；将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。
通过覆杯实验你有何感想？
硬纸片受重力作用，还受到水向下的压力，但并没有下落，说明它一定受到向上的力的作用，这个力的施力物体只能是大气，说明大气存在压强。
将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个方向都有压强。
视频演示——《覆杯实验 》
将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。
当瓶中空气温度降低时，内部气压变小，当瓶内气压小于外部大气压时，外界的大气压会把鸡蛋压进去。
将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内，然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口，观察现象。
视频演示——《瓶吞鸡蛋》
德国马德堡市的市长奥拓•格里克，是一位业余科学家。 1654年5月，他做了一个令人惊讶的实验，才是人们确信大气压强的存在。他做了两个直径36cm的空心铜半球，密合后抽出里面的空气，然后每个半球上栓8匹马，总共16匹马才把两个半球拉开。
课堂影院——《模拟马德堡半球实验》
球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。
马德堡半球实验，证明大气存在压强并且很大。
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。
因为空气具有流动性，所以大气也和液体一样，向各个方向都有压强。
【例题1】将一个塑料杯装满水，用纸片盖严，手按住纸片把杯子倒过来，松手后，纸片不掉且水不外流(如图甲所示)，这表明____________________________，若将杯子由图甲位置转到图中乙、丙所示的位置，纸片_______ (选填“掉下”或“不掉下”)，这说明了________________________________。
大气对纸片有向上的压强
大气内部向各个方向都有压强
在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，我们就能测出大气压的数值。
人们发现用水做实验时，水柱太高，达到10米多高，不方便，能否用密度大的水银代替？
意大利科学家托里拆利解决了这个问题，用水银测出了大气压的大小，叫做托里拆利实验。
③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。
②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
P大气压=ρ水银gh =13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m =1.013×105 Pa
粗略计算时可取标准大气压为1×105 Pa
为什么大气压强等于水银柱的压强？
③ 托里拆利实验原理
在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760mm高水银柱产生的压强叫做1标准大气压。
1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱
帕（pa）、 毫米水银柱高（mmHg柱）
课堂影院——《大气压的测量》
托里拆利的首要发明是水银气压计，为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。托里拆利还发现了托里拆利定律，这是一个有关流体从开口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液体射出的速度等于重力加速度与液体高度乘积的两倍的平方根。
意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛罗伦萨。托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手，1642年继承伽利略任佛罗伦萨学院数学教授。
①如果把水银换成水，那么大气压托起的水柱有多高？
根据 P大=ρ水银gh
知道实验室不用水做托里拆利实验了吧。用这么长的玻璃管太不方便了吧！
把 ρ水银换成 ρ水，则托起的水柱高度 :
相当于大约3层楼的高度。
2. 托里拆利实验详解
②如果玻璃管倾斜，会影响结果吗？为什么?
根据P= ρ水银gh，因为液体（水银）的压强只与密度和深度有关。如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm，所测量的大气压值不会变化，所以不会影响结果。
③改用粗一些或细一些的玻璃管，会影响结果吗？为什么?
根据P= ρ水银gh，因为液体（水银）的压强只与密度和深度有关，与液体的横截面积无关，所以改用粗一些或细一些的玻璃管不会影响结果。
④如果玻璃管内漏进去一些空气，会影结果吗？为什么?
实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变小。
视频讲解——《托里拆利实验延伸》
①则管中水银柱高度为________mm。②将玻璃管倾斜放置，水银柱的高度将 ，长度 。③将玻璃管向上提升一点，水银柱的高度将 。④如果用水来代替水银做实验，水 （选填“会”或“不会”）充满玻璃管。
【例题2】如图所示，在一个标准大气压下，用1m长玻璃管做托里拆利实验，操作正确，假定移动玻璃管的过程均不漏气，请描述如下情况中玻璃管内水银柱的变化情况：
在托里拆利实验中，管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，玻璃管水银上方是真空，所以玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。
②当把玻璃管倾斜时，大气压不变，水银柱产生的压强不变，故水银柱的高度不变，但是长度变长。③向上提起一段距离，管口未离开水银面，因为水银柱的压强始终等于大气压，所以管内封闭水银柱长度不变， 仍为760mm。④若用水代替水银做实验，则水的高度可达10.3m，所以会充满玻璃管。
①760mm高水银柱产生的压强叫做1标准大气压，则管中水银柱高度为760mm。
①气压计：测定大气压的仪器。
在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。
分为水银气压计和无液气压计。
③金属盒气压计（又称无液气压计）
它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，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化为指针的偏转，指示出气压的大小。
取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。
即：P内上=p0 + ρ水gh水
在玻璃管内的底部取一液片“AB”，因为液片静止，所以 p内=p大气压+p水
因为瓶内气压基本不变，即水对液片向上的压强 p内基本不变，所以当外界大气压强 p0 降低时，h水变大。
该气压计会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P内变大，h水变大。
拿着自制气压计从一楼到五楼，记录并观察玻璃管内水柱的高度（即管内与瓶内水面的高度差）。
4. 大气压与海拔高度的关系
现象：拿着自制气压计从一楼到五楼，会发现管内水面的高度差变大。
大气压随高度增加而减小
注意： 使用自制气压计时，瓶口必须密闭，不能漏气。不要用手直接拿瓶子，以免瓶子受热，影响瓶内气体的压强。
视频观看——《用自制气压计探究大气压与高度的关系》
大气压变化的规律：在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。
①大气压随高度增加而减小
大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。
②大气压随海拔高度的升高而减小的原因
当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。
珠穆朗玛峰的高度接近海拔9km，则其峰顶的大气压约为多少？相当于海平面上大气压的百分之几？
珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为31kPa，相当于海平面上大气压的30%
大气压与海拔高度的关系
因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。
如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。
①水的沸点与大气压的关系
水的沸点在标准大气压下是100 ℃ 。
大气压增大时水的沸点升高，气压减小时水的沸点降低。
5. 水的沸点与大气压的关系
大气压强越大，水的沸点越高
水的沸点与大气压值的对照表
在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是：70℃（69~75℃之间均可）
可以得出水的沸点与大气压之间的关系是：
因为海拔越高，大气压越低；气压越低，水的沸点越低；所以海拔高度越高，水的沸点越低。
②水的沸点与海拔高度的关系
在我国的青藏高原，大部分地区水的沸点仅为84~87℃。有的哨所海拔五千多米，水的沸点在70℃左右 ，这样的温度，连面条也煮不熟。
高压锅把水紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，水的沸点升高，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了，并且相当酥烂。
一切吸液体的过程都是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程
①在生活中用到大气压的一些实例
在生活中用到大气压的一些实例
生活中应用大气压的实例——“拔火罐”
理疗拔火罐能治病主要是由于罐内燃火消耗氧气，致使罐内空气稀薄，渐成真空，使机体局部形成负压，产生的吸力很强，皮肤与肌肉组织都被吸进。因罐内的大力吸引而引起血管扩张，血流加快，新陈代谢旺盛，组织营养得到改善，提高机体的抗病能力，所以现代人把它叫做“瘀血疗法”。
活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。
①提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面，空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒。
②当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
③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。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
这样，活塞不停的上下移动，水就从管口连续不断的流出。
动画演示——《活塞式抽水机的工作原理》
当外界大气压减小时，瓶内压强大于大气压，因此细管内液柱高度会上升；由于物体的质量不随气压的改变而改变，因此瓶子对桌面的压力不变。所以选A。
【例题3】如图所示，是小强同学自制的气压计，把它放在水平桌面上，当外界大气压减小时，下列说法正确的是（ ）
A. 细管内液柱高度上升 B. 细管内液柱高度不变C. 细管内液柱高度下降 D. 瓶子对桌面的压力减小
【例题4】在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80 ℃的温度下提取，应采取的方法是（ ）A. 增大容器内的气压，使水的沸点低于80 ℃B. 降低容器内的气压，使水的沸点降低C. 缩短加热沸腾的时间D. 用微火加热使其沸腾
A. 增加容器内气压，水的沸点会升高，高于80℃，该方法错误；B. 降低容器内气压，水的沸点也会降低，可以低于80℃，此方法可行；C. 如果不降低气压，即使缩短加热沸腾时间，水的温度仍为100℃，方法不可行；D. 若不降低气压，即使用微火加热，水的沸腾温度仍为100℃，方法不可行．
【例题5】某小组同学在学完“大气压强”后，通过上网查阅资料知道：在海拨2km以内，每上升10m大气压强约减小100pa。还查阅到科学家在研究水的沸点和海拔高度之间关系时的相关数据，如表所示：根据对资料中信息的分析，回答以下问题：
① 在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，水的沸点大约是 ℃。水的沸点和大气压之间的关系 ；② 若某校操场处的大气压强为 p0 帕，该校实验楼的高度为H米，则该实验楼楼顶的大气压强为 帕。
大气压强越小，水的沸点越低
影响大气压的主要因素：海拔高度越高，气压越低。
大气压的应用：吸管，真空吸盘，活塞式抽水机等。
产生原因：空气受重力，且具有流动性
大气压影响水的沸点：水表面的气压越低，沸点越低。
大气对浸入其中的物体产生的压强叫做大气压强（大气压）。
水银气压计（最精确）
标准大气压：通常把760mm水银柱产生的压强叫做 标准大气压 p0。 p0=1.013×105Pa
首次测量出大气压的大小。
1. 人的血压的正常值（收缩压和舒张压）大约是多少帕？自己查找资料进行估算。
人的正常血压值有一个范围: 舒张压60～90mmHg，收缩压为90～140mmHg。 若人的舒张压为80mmHg，则： p水银=ρ水银gh水银=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.08m=1.1×104Pa。 若人的收缩压为110mmHg，则： p水银=ρ水银gh水银=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.5×104Pa.
2．1654年，在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制空心半球合在一起，抽去里面的空气，用两支马队向相反的方向拉两个半球，当每一侧的马匹达到16匹时，才将半球拉开，并发出巨大的响声。图为同学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开需要多大力?实际用力大小与计算的结果是否相同?请说出你的理由。
F=pS=pπr2 =1×105pa×3.14×0.132m2=5.3×103N
实际用力大小与计算结果有很大差别，主要原因是压力锅内不能被抽成真空。
3．小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中就会有水流出，使盘中的水位升高，瓶口又被浸没，瓶中的水不再流出。这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度。 请问：是什么原因使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中?
是大气压的作用使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中。
大气屋顶的压力F=pS = 1×105pa× 45m2=4.5×106N
因为屋顶的外部和内部都受到大气压力。这两个压力大小大致相等，方向相反，所以不可能把屋顶压塌。
4. 屋顶的面积是45m2，大气屋顶的压力有多大? 这么大的压力为什么没有把屋顶压塌呢?
从表中数据可知，高度越高，管内与瓶内水面的高度差越大，大气压越小。
5. 小强利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示。根据表中的数据，可以大致得到怎样的结论?
1. 下列现象不是利用大气压的是（　　）
A．抽水机工作时，内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机内，进而实现把水从低处压到高处的目的，故A不合题意； B．盆景自动给水装置上端不开口，是利用大气压来工作的，故B不合题意； C．茶壶壶盖上有小孔，壶嘴上端有口，底部相连通，是连通器，故C符合题意； D．用吸管吸饮料时，吸出管中的部分空气，使吸管内的气压减小，瓶中饮料在大气压的作用下上升进入口中，利用了大气压，故D不合题意。
2. 下列事例中没有利用大气压强的是（ ）A. 用活塞式抽水机将水抽到高处 B. 护士用注射器给病人注射药液 C. 用吸管吸饮料盒中的牛奶D. 吸盘可以吸在光滑的墙上
注射时，护士用力推动活塞，使针筒内药液的压强增大，从而将药液推入病人肌肉中，该过程和大气压无关。其它选项都利用了大气压强。 所以选B.
3．大气压随海拔高度的升高而______（选填“增大”、“减小”或“不变”），小娟同学拿着自制气压计从峨眉山脚的报国寺爬到山上的金顶时，发现玻璃管内水柱的高度h______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
高度越大，上方大气层的厚度越小，空气越稀薄。所以高度越大，大气压越小。 瓶内的气体是封闭的。向上运动时，外界的气压减小，在里面气体压强的作用下，玻璃管内水柱会上升。
4.如图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。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760mmB. 若将玻璃管向上提2cm，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780mm
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
C．若玻璃管内混入少量空气，空气也会产生压强，所以大气压支持的水银柱高度会降低，测出的大气压值偏小，故C错误；D．由于大气压随高度的增加而降低，所以将该装置从山脚移到山顶，玻璃管中水银柱的液面将下降，即玻璃管内外水银面高度差变小，故D错误。
托里拆利实验中，管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，玻璃管水银上方是真空，故玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。A．当把玻璃管倾斜时，大气压不变，水银柱产生的压强不变，故水银柱的高度不变，即管内外水银面的高度差不变，仍为760mm，故A正确；B．向上提起一段距离，管口未离开水银面，因为水银柱的压强始终等于大气压，所以管内水银柱长度不变， 仍为760mm，故B错误；
使用前，由于大气压的作用，使消毒液不会流出；使用时，打开瓶盖，与外界大气相通，消毒液在重力作用下，向下流入药棉。
5．如图所示是一种便携式“碘伏棉签”，塑料管内装有碘伏消毒液，它的上端封闭，这样消毒液就不会从下端流出。使用时将封盖掰开，消毒液会自动向下流入药棉中，请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管，而使用时才会流出？
6. 如图所示，小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中大气压变大时，玻璃管内的液面会上升B．乙图中大气压变小时，玻璃管内的液面会下降C．把乙装置从高山脚下拿到高山顶上，玻璃管内外液面高度差一定变小D．乙装置更能准确地测量出大气压的值
A．甲图中水银柱的压强就是大气压强，大气压变大时，管内液面会上升，故A正确； B．乙图中大气压变小时，由于瓶内气压大于外界大气压，玻璃管内的液面会上升，故B错误；
C．由于气压随高度的升高而减小，把乙装置从高山脚下拿到高山顶上，玻璃管内外液面高度差一定大，故C错误；D．因为玻璃瓶内外气压不等，乙装置更能大概显示气压随高度变化的情况，不能准确地测量出大气压的值，故D错误。 故选A。
③当海拔高度在20000米到30000米之间时，气温随海拔高度增加而 ，气压随海拔高度增加而 。
7. 右表记录了在不同海拔高度时的气温和气压值，请依据表中的信息回答：
①当海拔高度为8800米时，气压为 百帕；②根据相关信息，猜想在海拔为16000米的高度时，气温为 ℃；
8. 小宁同学利用小注射器（容积为V）、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：
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，目的是______________。
①将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。
③小明的测量值比标准大气压偏小，造成这一结果的原因可能是_____________。
②小明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刚开始运动时，记下弹簧测力计的示数F，并用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为L，请用以上已测量或已知量的字母，推导出待测大气压强的表达式为：　 　。其他数据均记录在下表中。依照他的数据算出大气压的值为　 　Pa。
注射器可容纳的药水容积为10mL=10cm3，这10cm3的注射器筒的长度为5cm， 故活塞的横截面积为S= 10cm3/5cm=2cm2=2×10-4m2
③从实验结果看，测量结果小于1标准大气压，造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等。
9. 小杨同学用下列方法粗测大气压的大小：将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力F。
他又测量了吸盘的直径为D，计算出吸盘与桌面的接触面积，算出大气压的大小。请你推导出大气压大小的表示式。