初中物理9.3 大气压强导学案

这是一份初中物理9.3 大气压强导学案，共9页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，精讲点拨，归纳整理，当堂练习等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
1．通过观察、实验，证实大气压的存在。能通过实例说出大气压在生产生活中的应用。
2．能简单描述托里拆利实验，能根据公式计算大气压的大小。
3．知道大气压随高度变化的规律。能说出液体沸点跟气压的关系。
4．了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
【学习重点】
1.认识大气压强的存在。 2.知道测量大气压强的方法。
【学习难点】
1.了解生活中利用大气压强的现象。 2.了解抽水机的工作原理
【自主预习】
1.大气压:因为空气有重力，对浸在其中的物体有压力，所以对浸没在它里面的物体有压强。因为空气具有流动性，所以空气像液体一样，向各个方向都有压强。把大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。
2. 最早证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验，最早测出大气压强值的实验是托里拆利实验。
标准大气压等于_1.013×105Pa，在粗略计算时，标准大气压取值_1.0×105_Pa。
3.大气压随高度的增加而减小.大气压强的大小除了与高度有关外，还与温度、空气湿度有关。人们生活中可以通过观察大气压强的变化来预报天气。
【合作探究】
探究一：大气压强的存在
问题：地球被大气层笼罩着，我们就生活在大气海洋的底部，大气是否对我们也产生压强？
演示实验：“覆杯实验”
(1)将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，看到什么现象？
现象：硬纸片落下（“落下”或“不落下”）。
(2)将塑料杯装满水,仍用硬纸片盖住杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象？
现象：硬纸片没有落下来 （“落下”或“不落下”）
分析：硬纸片受重力作用，且受水向下的压力作用，没有下落，必须受向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气，证明大气存在压强。
(3)再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看什么现象？
现象：硬纸片不会(选填“会”或“不会”)落下.
说明:空气和液体一样，空气内部各个方向都有压强。

1．定义：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强。简称为大气压或气压。
2．特点：空气内部向各个方向都有压强。
3．产生原因：空气受重力作用且具有流动性。
4．存在：最著名的证明大气压存在实验是马德堡半球实验。
5．应用：易拉罐变瘪、吸管吸饮料、滴管吸水、注射器吸取药液等。

大气压把塑料吸盘 大气压力使 大气压使注射器 吸盘利用大气压力来
压在光滑的墙上 饮料上升到嘴 吸入药液 把地板吸起
问题：大气压在我们周围时刻存在着，我们为什么感受不到？
平时感觉不到大气压存在的原因：大气压在我们周围时时存在，我们却没感觉到，是因为人身体内外空气相通，身体部位内外所受大气压强相同，身体部位内外所受大气压力相互平衡。
探究二：大气压强的测量
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。
1.托里拆利实验
(1)实验器材:长约1m一端封闭的玻璃管、 水银、水银槽 、刻度尺
(2)实验步骤：

(1)玻璃管灌满水银, ⑵将管倒插到水 ⑶观察竖立(倾斜)管内水银面下降,
用手指将管口堵住. 银槽里,松开手指. 测量管内与槽内水银面高度差.
(3)实验现象：管内水银面下降到一定高度停止下降;改变管子倾斜度,其高度不变。
(4)实验分析：作用在水银槽液面上的大气压强,能大小不变地在水银内向各个方向传递．则该截面下方受到向上的压强作用，大小等于大气压强。另一方面．该截面上方是76 cm高的水银柱．水银柱上方又是真空的。因为该截面此时静止不动．所以它受到上、下方向的压力相平衡，而截面上、下面的面积相等，故此大气压强在数值上恰好等于76 cm高的水银柱所产生的压强．由二力平衡可知大气压强等于水银柱液体压强，运用等效替代法。
(5) 实验结论:
大气压支持760mm高的水银柱,即大气压等于760mm水银柱产生的压强:
p大气 = p水银=ρ水银gh= =13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m=1.013×105 Pa
通常把这样大小的大气压叫做标准大气压:1标准大气压 p0= 1.013×105 Pa=760mmHg
讨论交流
(1)将玻璃管中灌满水银,目的排出玻璃管内的空气。
(2)将玻璃管倒插在水银槽中,放开手指后,玻璃管中的水银会下降,其上方形成_真空_。
(3) 当大气压不变，玻璃管倾斜、上提下压、粗细不同等时，水银柱竖直高度不变。
(4) 测量高度时,要测水银槽内水银液面到玻璃管中水银柱液面的竖直高度。
(5) 玻璃管内装水银，而不用水。原因是水的密度太小，水柱太高，使用不方便。（标准大气压下,水柱约10.34m） (6)若玻璃管内混有少量空气，水银柱的高度会偏小，则测量的结果比实际大气压小。
2．气压计
大气压强可用气压计来测量。常用的气压计有两种：
(1)水银气压计：根据托里拆利实验制成的水银气压计，这是一种精密的气压计，常用在实验室中；
(2)无液气压计:用它可直接读出大气压强的值，它的内部有一个抽成真空的薄金属盒，靠弹簧支撑而不至于被压扁，大气压强的变化会引起盒厚度的微小形变，然后通过杠杆放大后显示出来(图)。

水银气压计 无液气压计 自制气压计
想想做做 用自制气压计，观察大气压随高度的变化
（1）. 取一个瓶子，装入适量带颜色的水
（2）. 取一根玻璃管，画上刻度，通过橡皮塞插入水中。
（3）. 向管中吹入少量气体，使水沿玻璃管上升到瓶口以上。
此时，瓶内气体压强大于大气压。
拿着自制气压计和水银气压计从楼下走到楼上，观察玻璃管内液柱高度的变化。
实验现象：随着高度的增加，自制气压计管内液面上升。
实验表明：大气压随高度增加而减小。
探究三：大气压的变化
1.大气压与高度的关系：大气压随海拔高度增加而减小，但两者不成正比。海拔3000 m内，每上升10m，大气压约降低100Pa。
不同高度处的大气压强值
2.其它因素有天气、温度、体积等。
（1）天气：通常晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高。
（2）温度：当质量和体积不变时，气体温度越高，气压越大。
（3）体积：当质量和温度一定时，体积越小，气压越大。
3.气压影响沸点：
液体的沸点在气压减小时降低 ，在气压增大时升高 。
高压锅的原理：高压锅密封，提高锅内气压，从而升高水的沸点，使食物易熟。
4.大气压的应用：
大气压强在我们生活中被广泛应用。活塞式抽水机是利用大气压工作的，吸水扬程最高不超过10.34m（g取9.8N/kg）。
活塞式抽水机的工作原理：

甲：提起活塞时，A阀门关闭， 乙：压下活塞时，B阀门关闭， 丙：再次重复之后，水位上
大气压将阀门B压开，水进入机内。 A阀门打开，水从A上至活塞上。 升至出水管，水从出水管流出
【精讲点拨】1．除去托里拆利实验外，还可以利用p=粗略测量大气压.利用弹簧测力计、吸盘、玻璃板、刻度尺，将吸盘紧贴玻璃板，挤压吸盘，用弹簧测力计拉住吸盘，缓慢向上拉，至吸盘脱离板面时，记录弹簧测力计的示数F；测量冰计算出吸盘与玻璃板的接触面积S；算出大气压强p=
2 .随高度的变化而变化，大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，上面的大气层越薄，空气的密度也越小，那里的大气压强越小。
3．切液体的沸点都是气压增大时升高，气压减小时降低。 通常说的沸点，都是指在1标准大气压下。说水的沸点是100 摄氏度，必须强调是在1 标准大气压下。
【归纳整理】
【当堂练习】
1.（2020成都A）图所示的现象中，没有利用大气压的是（ ）
图1
A．“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上
B．用注射器将药液注入肌肉
C．用吸管将饮料“吸"入口中
D．用硬纸片“托住”杯中的水
【答案】B
【解析】A．吸盘挂钩是靠空气压力固定的，把吸盘里的空气压出来，靠大气压力固定，故A不符合题意；
B．用注射器将药液注入肌肉，是靠手的推力而不是大气压，故B符合题意；
C．用吸管吸饮料时，吸管内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下饮料被压入吸管，故C不符合题意；
D．因为大气压对纸压力大于杯中水对纸的压力，所以水流不出来，故D不符合题意。故选B。
2.（2020上海）下列实例中利用大气压强工作的是（ ）
A．用钓鱼竿钓鱼B．用吸管吸饮料
C．用硬棒撬石块D．用温度计测温
【答案】B
【解析】AC．钓鱼竿钓鱼，硬棒撬石块是杠杆原理，AC不符合题意；
B．用吸管吸饮料时，是利用大气压强工作，B符合题意；
D．温度计是利用水银的热胀冷缩工作的，D不符合题意。故选B。
3.（2020湘潭）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．用注射器抽取密封易拉罐中空气，易拉罐变瘪
【答案】D
【解析】A、用手捏易拉罐，易拉罐变瘪，是手给易拉罐一个力，改变了易拉罐的形状，故A错误。
B、用重物压易拉罐，易拉罐变瘪，是重物给易拉罐一个力，改变了易拉罐的形状，故B错误。
C、让易拉罐从高处下落撞击地面，易拉罐变瘪，是地面给易拉罐一个力，改变了易拉罐的形状，故C错误。
D、用注射器抽取密封易拉罐中空气，易拉罐内的气压减小，易拉罐外面大气压大于易拉罐内部压强，所以易拉罐受到向内的压力大于向外的压力，这两个力的合力把易拉罐压瘪，可以证明大气压的存在，故D正确。故选：D。
4.（2020苏州）在烧瓶中注入刚刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，可以看到水又重新沸腾起来。该实验现象说明了（ ）
A．沸腾过程需要吸热
B．沸腾过程需要放热
C．水的沸点与环境温度有关
D．水的沸点与水面上方气压有关
【答案】D
【解析】在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇时，烧瓶中的水蒸气液化，瓶内气压降低，水的沸点降低，所以会看到水重新沸腾，故D正确、ABC错误。故选：D。
5.(2020衡阳）下列现象不是利用大气压的是（ ）
A．活塞式抽水机 B．盆景自动供水装置 C．茶壶 D．吸饮料
【答案】C
【解析】A、活塞式抽水机工作时，是使其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，利用了大气压。故A不合题意；
B、盆景的自动给水装置上端不开口，底部虽然相互连通，它是利用大气压来工作的。故B不合题意；
C、茶壶的壶盖上有小孔，壶嘴上端有口，壶身和壶嘴底部相连通，是连通器，故C符合题意；
D、用吸管吸饮料时，吸出吸管中的部分空气，使吸管内的气压减小，瓶中饮料在大气压的作用下，上升通过吸管进入口中，利用了大气压。故D不合题意。故选：C。
6.（2020威海）如图所示，装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气，细玻璃管插入瓶中，玻璃管与瓶塞接触部分不漏气，下列关于细管中水柱桂液面升降情况，描述错误的是（ ）
A．用力挤压玻璃瓶，液面上升
B．将玻璃瓶放入热水中，液面上升
C．在细管管口水平吹气，液面下降
D．提着玻璃瓶从十楼走到一楼，液面下降
【答案】C
【解析】A．用力挤压玻璃瓶，瓶变扁容积变小，细管中水面高度上升，故A正确，不符合题意；
B．将玻璃瓶放入热水中，瓶内气体受热体积增大，压强增大，外界压强不变，在瓶内液面上升，气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的液面上升，故B正确，不符合题意；
C．在细管管口水平吹气，管上方空气的流速增大，压强减小，管中液体受到向上的压强大于向下的压强，液面上升，故C错误，符合题意；
D． 提着玻璃瓶从十楼走到一楼，瓶内空气的压强不变，而外界大气压随高度的减小而增大，在外界气压的作用下，液面下降，故D正确，不符合题意。故选C。
7.（2020南充）关于气体压强，下列说法错误的是（ ）
A．做托里拆利实验时，若将玻璃管由竖直变倾斜，管中水银柱的长度不变
B．能用吸管将杯中饮料吸进嘴里，是利用了大气压强
C．一标准大气压可托起约10.3m高的水柱
D．高空飞行的大型客机，机翼上方空气流速大、压强小
【答案】A
【解析】A．托里拆利实验中，玻璃管倾斜后，长度会随着变大，管内水银增多，但水银柱的高度不变，故A错误，符合题意；
B．用吸管将杯中的饮料吸入口中，是吸走了管中的空气，使气压减小，在外界大气压的作用下将饮料压入口中；故B正确，不符合题意；
C．1标准大气压的值是1.01×105Pa，由p=ρgh可得1标准大气压支持的水柱高为
h=≈10.3m
故C正确，不符合题意；
D．由流体压强和流速的关系可知，飞机飞行过程中，机翼上方空气流速大，向下的压强小，故D正确，不符合题意。故选A。
8.（2020乐山）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”）。
【答案】 (1). 减小 (2). 增大
【解析】[1]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。
[2]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。
9.（2020 阜新）如图，茶壶的壶身和壶嘴构成了一个________，当壶中水深12cm时，A点受到水的压强是________Pa；若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，则壶中的水________（选填“能”或“不能”）倒出来。
【答案】 (1). 连通器 (2) . 1200; (3). 不能
【解析】[1]茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴和壶身内的水面保持相平。
[2]A点受到水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
[3]若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，由于外部的大气压大于壶内压强，壶中的水不能倒出。
10.（2020毕节）如图甲所示，将一个塑料吸盘压在平板玻璃上，挤出里面的空气，在吸盘下的挂钩上挂上重物，吸盘不会掉下来，请你解释原因。如果把这套装置移入玻璃钟罩内，用抽气机抽出里面的空气，如图乙所示，请你预测发生的现象。
【答案】见解析
【解析】首先用力将塑料吸盘压在平板玻璃上，将塑料吸盘中的空气排出，松手后，由于吸盘内的空气减少，内部气压小于外界大气压，外界大气压将吸盘紧压在玻璃上，在吸盘下的挂钩上挂上重物，吸盘不会掉下来。把这套装置移入玻璃钟罩内，用抽气机抽出里面的空气，随着气体的减小，气体压强逐渐减小，在重力大于大气压力时，挂钩会掉下。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。