物理八年级全册第三节 空气的“力量”说课课件ppt
展开大气压强的产生大气压强的存在大气压强的测量大气压强的变化
地球周围包围着厚厚的大气层(空气),由于空气受重力的作用,同时空气和液体一样具有流动性,因此空气内部各个方向也都存在压强(大气压强)。
1. 探究大气压强的存在及其方向
结论:空气内部各个方向都存在压强。2. 大气压强:空气内部各个方向都存在压强,这种压强称为大气压强,简称大气压或气压。3. 马德堡半球实验:德国马德堡市市长奥托·格里克做了该实验,证明了大气压不仅存在而且很大
知识迁移1 . 通过类比法认识大气压强:空气像液体一样,受到重力且具有流动性,据此推出空气会像液体一样,向各个方向都产生压强。2 .借助“力的存在离不开施力物体”,认识到大气压的存在:
下列现象不能说明大气压强存在的是( )A. 橡皮膜向左凸出 B. 水“悬空”在塑料管中C. 用吸管喝饮料 D. 吸盘被压在光滑墙壁上
解析:橡皮膜左、右两侧液体的密度相同,右侧液体深,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关;纸片不脱落,说明空气对纸片有向上的压强;从吸管中吸出空气后,吸管内气压变小,饮料上方气压不变,饮料在上方大气压作用下进入口中;吸盘内部气压小,在外部大气压作用下吸盘被压在光滑墙壁上,综上所述选A。
深度理解如图1,物体在大气中,一般情况下,它的内、外部(上、下、左、右各处)都受到大气压的作用,这些作用效果抵消,所以很难体现出大气压的存在。如图2 甲、乙,为了证明大气压的存在,一般改变物体某一侧的气体压强,从而观察到物体发生形变等,从而体现出大气压的存在。
1. 大气压的测量(1)从“喝饮料”到“测量大气压”① 图3 甲:喝饮料时,吸出吸管内空气→吸管内气压减小→外部大气压大于吸管内气压→饮料在气压差作用下上升。
② 图乙:换成细长玻璃管后,逐渐抽气→玻璃管内气压逐渐减小→大气压和玻璃管内气压差逐渐增大→玻璃管内液柱逐渐升高。
③ 图丙:将玻璃管内抽成真空后,玻璃管内气压为0 →大气压和玻璃管内气压差达到最大→玻璃管内液柱达到最高。大气压托起了玻璃管内的液柱。
思想方法利用转换法和二力平衡法测量大气压:(1)大气是无形的,直接测量大气压比较困难;(2)我们借助二力平衡法,把不易测量的大气压转换为液柱产生的压强来表示即p大气= p液柱;(3)然后通过液体压强公式计算得 到 大气压p 大气=ρ 液gh。
知识迁移逆向思维得到真空环境:(1) 顺向思维:利用抽气机,把玻璃管内的空气抽出,得到真空环境。(2) 逆向思维:把玻璃管内装满汞,从而把空气全部挤出。
(2)测量大气压的原理:如图丙,在玻璃管内液柱与容器中液面相平处,取一“薄液片”,薄液片处于静止状态→p 向上=p 向下→ p 大气=p 液柱=ρ液gh → p 大气=ρ液gh。
(3)测量过程:物理学家托里拆利及其同伴,用下面的方法测量了大气压。
思想方法转换法:在托里拆利实验中,大气压强的大小通过玻璃管内外液面高度差来反映,这利用了转换法。
(4)测量分析:●步骤①、②保证了玻璃管内是真空。●步骤③说明外界大气压托起了760 mm 高汞柱,所以p大气 =ρ汞gh=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×760×10-3 m ≈1.013×105 Pa。
●步骤④中,把玻璃管倾斜后,玻璃管内外汞柱面的高度差不变,原因是大气压没变,所以托起的汞柱产生的压强不变,托起的汞柱的高度不变。(5)1 个标准大气压:通常把760 mm 高汞柱产生的压强叫1个标准大气压。
知识扩展托里拆利实验中用汞而不用水的原因:大气压托起的液柱产生的压强等于大气压,若选择水,则有p大气=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg ×h 水=1.013×105 Pa。解得h ≈ 1 0.34 m。这么高的水柱,实验时是很难操作的。
2. 气压计(1)作用:测量大气压的仪器。(2)三种气压计(如图5)
①汞气压计:根据托里拆利实验原理制成的一种气压计,比较精密,主要用于实验室中。②无液气压计:用它可直接读出大气压强的值。灭火器上的气压计就是一种无液气压计。③管式弹簧压强计:常用于生产、生活中。
知识扩展无液气压计的原理:它的内部有一个抽成真空的密闭金属盒,气压变化时,金属盒的厚度会发生变化,传动装置将这种变化转变为指针的偏转,指示出气压的大小。
如图6,若在做托里拆利实验时 (当地气压为标准大气压),玻璃管的顶端混入了部分空气,则实验时测得玻璃管内汞柱的高度 _______ (填“大于”“等于”或“小于” ) 760 mm;若将玻璃管顶端开一个孔,则玻璃管内汞柱会_________________________。
下降直至玻璃管内外液面相平
解析:玻璃管的顶端混入了部分空气,这些空气会对玻璃管内汞柱有个向下的压强,会导致玻璃管内汞柱高度减小;当在玻璃管顶开一个小孔时,玻璃管内的汞与外界的大气相通,此时玻璃管和汞槽实际上构成了一个连通器,最终玻璃管内外液面会相平。
归纳总结影响大气压测量结果的两个因素:(1) 玻璃管中混有少量空气:会导致玻璃管内外液面的高度差变小,这样测得的大气压值比实际值偏小。(2) 玻璃管顶部有开口:玻璃管与汞槽构成连通器,最终玻璃管内汞液面与汞液槽液面相平,无法测量大气压。
1. 大气压与海拔高度的关系:(1)自制气压计(如图7):①取一个瓶子,瓶子中装有适量带颜色的水,塞上一个带孔的橡皮塞,再取一根两端开口的细玻璃管;②使细玻璃管穿过橡皮塞插入水中;③从玻璃管上端向瓶内吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。
(2)自制气压计的原理:大气压通过自制气压计上端的开口向下压玻璃管中的液柱,所以大气压越高,液柱越低,大气压越低,液柱越高。(3)探究大气压与高度的关系:拿着自制气压计乘电梯从1 楼到20 楼,观察到玻璃管中的液柱上升,说明瓶子内、外气压差变大,外界大气压变小。结论:大气压随海拔的升高而降低。
2. 气压与沸点的关系:气压越高,沸点越高。
知识扩展天气、季节的变化也会影响大气压的大小:一般,晴天比阴天的气压高,冬天比夏天的气压高。
[中考·株洲] (1)小明为了观察大气压随高度的变化,带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶,在高山上拧紧瓶盖,使瓶里空气密封,然后坐车从高山上到海拔很低的山脚,发现瓶子变瘪了。可知:海拔越低,大气压越______(填“高”或“低”)。
解析:空矿泉水瓶变瘪了是因为外界气压值变大,而瓶内气压值是不变的,在大气压的作用下,瓶子变瘪了,可知:海拔越低,大气压越高。
(2)较冷的冬天,仍取一个这样的瓶子,在里面装上小半瓶温度较高的热水,立即拧紧瓶盖,使瓶里空气密封,待瓶里热水冷却后,发现瓶子变瘪了。可知:其他条件不变时,温度越低,瓶内气压越______ (填“高”或“低”)。
解析:一定质量的气体,体积一定时,温度越低,气体的压强越低。
归纳总结1.大气压随海拔高度的增加而变小。2. 对于密闭容器内气体压强,若容器容积不变,则容器内气体质量越大,容器内气体压强越大,反之越小;若容器容积和容器内气体质量不变,则温度越高,容器内气体压强越大,反之越小;若容器内气体质量和温度不变,则容器容积越大,容器内气体压强越小,反之越大。
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