初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.1 压强优质导学案

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知识清单
1
压力
2
影响压力作用效果的因素
3
压强
4
怎样减小或增大压强
一、压力
1. 压力的概念
（1）垂直作用在物体表面上的力叫做压力，常用F表示。如图所示：

杯子对桌面的压力 图钉尖对墙壁的压力 木块对斜面的压力
（2）压力的作用点：在受压的物体表面。
（3）压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。
由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。
（4）压力的大小
压力的大小并不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
（5）产生条件：两个物体必须相互接触，而且有相互挤压的作用。
（6）压力的作用效果：压力作用在接触面上，使物体发生形变。
2. 压力与重力的区别与联系
（1）区别
（2）压力与重力的联系
只有当物体处于水平面，且在竖直方向上只受重力和支持力时，物体对水平面压力的大小、方向才与重力的大小方向相同，尽管如此，压力仍不是重力。
二、实验：探究影响压力作用效果的因素
【猜想与假设】小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破，重重的骆驼却不会陷入沙中。由此猜想：压力作用的效果除了与压力的大小有关，还跟受力面积有关。

【设计实验】
（1）实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子等）、压力小桌、砝码。
（2）实验方法
①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。
②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。
（3）改变压力和受力面积的方法
①保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个砝码，改变压力，比较海绵两次形变的程度，如图甲、乙所示，记入表中。
②控制压力不变，改变小桌与海绵的接触面积（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比较海绵两次形变的程度，如图乙、丙所示，记入表中。
【进行实验与收集证据】
操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
操作2：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；
操作3：将小桌子倒置，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。
实验现象与记录：
【分析论证】（1）由甲、乙可得出，受力面积大小相同时，压力作用效果与压力大小有关，压力越大，压力作用效果越明显。（2）由乙、丙可得出，压力大小相同时，压力作用效果与受力面积大小有关，受力面积越小，压力作用效果越明显。
【实验结论】压力的作用效果与压力大小和受力面积有关；在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【交流讨论】实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变，实验现象明显，而木板不易发生形变，实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
三、压强
1.压强
（1）物理意义：表示压力的作用效果。
（2）定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
（3）公式： 压强= eq \f(压力,受力面积) p= eq \f(F,S)
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。
适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，包括气体、固体、液体。
（4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是pa。
1pa=1N/m2，1pa表示1m2面积上所受的压力是1N。
实际应用中常用千帕（kpa）、兆帕（Mpa）作单位，气象学中常用百帕（hpa）作单位。
换算关系：1Mpa =103kpa 1kpa=103pa 1hpa=100 pa
（5）理解压强公式p= eq \f(F,S)
①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。
②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时S的单位用国际单位。
2. 压强与压力的辨析
3. 柱体的压强
（1）公式推导：如图所示，有一质量分布均匀的柱状固体，密度为?，底面积为S，高度为h。求该柱体对水平面的压强。

这个柱体的体积V=sh； 这个柱体的质量m=ρV=ρSh；
对水平面压力F=G=mg=ρVg = ρgSh
对水平面压强：p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh,S) =ρgh
即柱体产生的压强 p=ρgh
（2）公式p=ρgh中各物理量的意义与单位
ρ表示密度，单位为千克/米3（kg/m3）；h表示高度，单位为米（m）；g=9.8N/kg
p表示压强，单位为帕（Pa）
各物理量的单位全部采用国际单位制。
（3）理解公式 p=ρgh
①公式 p=ρgh只适用于柱形的物体（例如长方体、正方体、圆柱体等）对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强；
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。（均选填“有关”或“无关”）
四、怎样减小或增大压强
1．减小压强的方法
（1）减小方法
①当受力面积一定时，减小压力；②当压力一定时，增大受力面积（均选填“减小”或“增大”）。
（2）减小压强的事例

轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的；汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小压强的。
2．增大压强的方法
（1）增大方法
①当受力面积一定时，增大压力；②当压力一定时，减小受力面积（均选填“减小”或“增大”）。
（2）增大压强的事例

第2节 液体的压强
知识清单
1
液体压强的特点
2
液体压强的大小
3
连通器
4
液体产生的压力
一、液体压强的特点
1. 实验：探究液体内向各个方向都有压强
（1）实验探究
①如图1所示，表明水对容器的底部有向下的压强；如图2所示，说明水对侧壁有压强。
②如图3所示，选取一柱状容器，让水面高出容器口一段高度，会发现：水从底部流出，说明液体内部有向下的压强；水从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对侧面有压强；容器上表面有水向上喷出，说明水内部也有向上的压强。
③如图4所示，将底部和侧壁套有橡皮膜的空塑料瓶竖直压入水中，发现底部和侧壁的橡皮膜向瓶内凹，表明水内部向各个方向都有压强。
（2）实验结论：液体内向各个方向都有压强。
（3）液体产生压强的原因：液体受到重力，液体具有流动性。
2. 压强计
（1）作用：测量液体内部压强。
（2）构造：压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分组成。
（3）原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。
（4）压强计的使用
①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。
②当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若出现高度差，需要将橡皮管取下，再重新安装。
3. 实验探究：液体内部压强的大小有什么特点
【猜想与假设】
猜想1：潜水越深，需要的装备越坚固，液体压强的大小可能与深度有关；
猜想2：水越多，重力越大，液体压强的大小可能与液体的质量有关；
猜想3：液体的压强是由液体产生的，压强的大小可能与液体的种类有关；
猜想4：液体压强的大小可能与液体内部的方向有关。………
【设计实验】
（1）实验器材：压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。
（2）探究方法——控制变量法
①保压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差。
②控制液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变，逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。
③把压强计的探头放入盐水中，控制探头的深度不变、在盐水中的方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。
【进行实验与收集证据】
操作1：保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。
操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3。
操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对某一方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：Δh水＞Δh酒精。
【分析论证】
①由操作1可得出：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等。
②由操作2可得出：同种液体，液体内部的压强随深度的增加而增大。
③由操作3可得出：液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时，密度越大，液体内部的压强越大。
【实验结论】 液体压强的特点：
在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；深度越深，压强越大；液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同处，液体的密度越大，压强越大。
【交流讨论】
（1）探究中用到的方法
①转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
②控制变量法：探究液体内部的压强与方向的关系；探究液体内部压强与深度的关系；探究液体内部压强与液体密度的关系。
（2）U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。
（3）探究液体的压强与液体质量的关系
实验：取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量无关，而与液体深度有关，深度越大，压强越大。
4. 与液体压强有关的现象
①在医院输液时，要把药液提高到一定的高度；②修建水坝时上窄下宽；③“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米；④潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。
二、液体压强的大小
1. 研究方法——“理论推导法”
要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。计算这段液柱对“平面”产生的压强，就能得到液面下深度为h处的压强。
2. 推导液体压强的大小
如图所示，设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
这个液柱体的体积 V=Sh，这个液柱的质量 m=ρV=ρSh
这个液柱对平面的压力 F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强 p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh ,S)=ρgh
因此，液面下深度为h处液体的压强为 p=ρgh
3. 进一步理解 p=ρgh
（1）压强公式中的物理量及其单位
ρ表示液体的密度，单位为千克/米3（kg/m3）
h表示液体的深度，单位为米 (m）；g为常数，大小为9.8N/kg
p表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa）。
公式中的物理量单位全部使用国际单位。
（2）深度h：指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为27cm，A点的深度为13cm，B点的深度为22cm。

（3）影响液体压强大小的因素
根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
（4）帕斯卡破桶实验
帕斯卡在1648年曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了。
分析：由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的深度h，从而对水桶产生很大的压强，这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。
“帕斯卡裂桶实验”说明：同种液体产生的压强取决于液体的深度，与液体的质量、重力等因素无关。
三、连通器
1. 连通器
（1）连通器的概念：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
注意连通器的特征：底部互相连通；容器上端都开口；与形状无关。

连通器 连通器液面相平的原理
（2）连通器的特点
①连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的。
②利用液体压强知识解释连通器的特点
如上图所示，在连通器中，设想在容器底部连通的部分有一“液片”AB。因为液体不流动时，液片AB处于平衡状态，所以液片两侧受到压力相等：F1=F2
根据压强公式p=F/S可知：F1=P1S F2=P2S，所以液片两侧受到压强相等：p1=p2
又因p1=ρgh1 p2=ρgh2 即 ρgh1 =ρgh2
所以h1=h2， 即两管液面相平。
2. 连通器的应用
（1）茶壶：茶壶的壶身与壶嘴构成连通器，如果壶嘴太高，则倒不出水；如果壶嘴太低，则装不满水，如图所示。

（2）锅炉水位计：能通过观察水位计的玻璃管中的水位了解锅炉内的水位，如图所示。
（3）洗手间下水管：U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下水管进入洗手间内，如图所示。

（4）乳牛自动喂水器：储水槽与饮水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，如图所示。
3．三峡船闸
（1）船闸的基本构造：船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成（见甲图）。
（2）船闸的工作过程
①分析一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
甲 关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了连通器.
乙 闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门C，船驶入闸室.
下游闸门 闸室 上游闸门
丙 关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一个连通器.
丁 闸室水面下降到跟下游水面相平后，打开下游闸门D，船驶向下游.

②轮船由下游通过船闸驶往上游的情况可参照上述①分析。
四、液体产生的压力
因为液体具有流动性，所以容器中的液体对容器底部的压力大小与容器的形状有关。
1. 液体对容器底部的压力与容器形状的关系
（1）三种常见不同形状的容器
甲是柱形，乙是口大底小形，丙是口小底大形。
甲 乙 丙
（2）柱形容器
设柱形容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS，而hS的含义是以容器底为底、以液柱深度为高的柱体的体积，即V柱=hS，
所以F=pS=ρghS= ρgV柱=m柱g=G柱（G柱的含义是以V柱为体积的那部分液体的重力）。
结论：在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体自身的重力。
（3）口大底小形容器
设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS（hS相当于右图中红色部分液柱的体积）
因为hS＜V液，所以F＜ρgV液=m液g=G液，液体对容器底部的压力 F＜G液

结论：在口大底小形容器中，液体对容器底的压力小于液体自身的重力。
（4）口小底大形容器

设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
液体对容器底部的压力F=pS=ρg hS（hS相当于右图中红色部分液柱的体积）
因为hS＞V液，所以F＞ρgV液=m液g=G液，液体对容器底部的压力为 F＞G液
结论：在口小底大形容器中，液体对容器底的压力大于液体自身的重力。
（5）总结：液体对容器底的压力与容器形状的关系
2. 分析计算液体对容器底部压力大小的方法
（1）在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体重力（选填“等于”或“不等于”）。在计算或讨论直柱形容器底所受压力时，一般根据F=G液体或F=pS进行计算（根据题目提供的条件选择）。
（2）在非柱形容器中，液体对容器底的压力大小不等于液体重力（选填“等于”或“不等于”）。在计算或讨论非柱形容器底所受压力时，一般要先计算压强p=ρgh，然后再根据F=pS计算压力。
第3节 大气压强
知识清单
1
大气压强的存在
2
大气压的测量
3
大气压的应用
一、大气压强的存在
1. 实验探究：大气压的存在
（1）覆杯实验
①实验一：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住并倒置过来，放手后，发现硬纸片没有掉下来。原因分析：杯中装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片向下的压强小于大气对硬纸片向上的压强，由于大气压的作用，硬纸片没有掉下来。
实验一 实验二 实验三
②实验二：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，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。
③实验三：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因分析：用针在塑料杯杯底扎孔后，水上方有大气压，下面也有大气压，所以水在重力的作用下流出来。
（2）瓶吞鸡蛋
将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。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，发现熟鸡蛋被“吞入”瓶中。
原因分析：棉花燃烧，瓶内空气受热膨胀被排出一部分，堵上鸡蛋，瓶内气体冷却后，瓶内气压低于外界大气压，在大气压的作用下，鸡蛋被压入瓶中。
（3）马德堡半球实验
德国马德堡市的市长奥拓•格里克，1654年5月，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。
马德堡半球实验的解释：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。
（4）探究归纳：大气与液体一样，向各个方向都有压强。
2. 大气压
（1）概念：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）大气压产生的原因
地球周围的空气层因地球的吸引而受到重力作用，同时空气又具有流动性，因此大气对浸在空气中的物体表面就产生了压强。
（3）大气压的特点
在大气层内部向各个方向都有压强；在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。
（4）大气压存在的现象
生活中吸饮料、吸药液、吸墨水等例子都表明大气压的存在，实际上，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。
二、大气压的测量
1. 托里拆利实验
（1）托里拆利实验过程
①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。
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。
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。
④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。
（2）实验分析
玻璃管内水银面的上方是真空，没有大气压，管外水银面的上方是空气，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压支撑着管内这段水银柱使它不会落下。
（3）实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即p大气压=p水银
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，故被称为托里拆利实验。
2. 理解托里拆利实验
（1）水银柱的高度
水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管倾斜时水银柱的长度，实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果（选填“影响”或“不影响”）。
管内水银柱的高度只与外界的大气压有关，与管的粗细、长度、形状、插入水银中的深度都无关，改用粗一些或细一些的玻璃管不影响结果（选填“影响”或“不影响”）。
（2）玻璃管口在水银中的深度
玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。
（3）玻璃管内漏进空气
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（选填“大”或“小”）。
（4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约10.3m，太不方便。计算过程：
h水=p0ρ水g=1.0×105帕1.0×103千克/米3×9.8牛/千克 = 10.3米
3. 标准大气压
（1）标准大气压
托里拆利当时测得管内外水银面的高度差为760mm，通常把这样大小的大气压叫做标准大气压，用字母p0表示。
根据液体压强的公式，760mm高的水银柱产生的压强
p0=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1.0×105 Pa。
（2）大气压的一些单位
帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高（mmHg柱）或厘米水银柱高（cmHg柱）等。
1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱=76厘米水银柱
4. 气压计
气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。
（1）水银气压计：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。
（2）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。
（3）自制气压计
①制作与使用
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。根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小，如下图所示。

②自制气压计的测量原理
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 即 P内上=p0 + ρ水gh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；反之，外界大气压强 p0 增大时，h水变小。
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。
6. 大气压与高度的关系
（1）实验探究：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）。
实验现象：拿着自制气压计从一楼到五楼，发现管内水面的高度差变大。
实验结论：大气压随高度增加而减小。
（2）大气压与高度的关系
【看图分析】
①结论：大气压随高度增加而减小，在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。
②大气压随海拔高度的升高而减小的原因
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。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。
（3）高度计：如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。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。
7. 水的沸点与大气压的关系
（1）实验探究
①进行实验：如图所示，将水加热至沸腾后停止加热，沸腾停止，若将烧瓶内部的空气抽出，停止沸腾的水又重新沸腾起来。
②现象分析：抽出空气，瓶内的气压降低，停止沸腾的水还能重新沸腾起来，说明瓶内水的沸点降低了。
③实验结论
液体的沸点与液体表面上方的气压有关，气压降低，沸点降低；气压升高，沸点升高。
（2）水的沸点与气压值对照表
观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系：
气压值
（×103pa）
1
2
3
5
10
20
30
50
70
101
沸点
（℃）
4
16
23
32
46
60
69
81
90
100
①气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。
②在1标准大气压下，水的沸点为100℃。
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℃间）。（3）高压锅的原理
高压锅使锅内部的气压高于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。
三、大气压的应用
1. 生活中应用实例
在生活中，吸尘器、吸盘挂钩、拔火罐等都是应用了大气压，这些吸的过程都是靠大气压“压”的结果。

吸尘器 吸盘挂钩 拔火罐
2. 活塞式抽水机
（1）组成：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。
（2）工作原理
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，便冲开阀门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。
3. 离心式抽水机
如图所示，叶轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处。
第4节 流体压强与流速的关系
知识清单
1
流体压强与流速的关系
2
飞机的升力
3
用传感器研究气体流速与压强的关系
一、流体压强与流速的关系
1 . 流体压强与流速的关系
（1）流体：
液体和气体都具有流动性，统称为流体。如空气、水等，流体流动时产生的压强称作流体压强。
（2）实验探究：流体压强与流速的关系
①实验一：分不开的纸
如图所示，手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。发现两张纸不但不分开，反而会靠拢。
【实验分析】吹气时，两张纸条内侧空气流动快，压强变小，而纸条外侧空气的流速基本不变，大气压强相对较大，存在压强差，因而有压力差，是这个压力差把两纸条压到了一起。
【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越小。
②实验二：口吹硬币跳跃木块
如图所示，在离桌边20~30cm的地方放一枚铝制硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，发现硬币会跳过木块。
【现象分析】实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它下面空气向上的压力较大。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气，硬币上面的流速变大，压强变小；硬币下方空气流速小，压强大。
【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越小。
③实验三：吹不开的乒乓球
如图所示，在盛水的浅容器中放入两个乒乓球，使两球间隔一定的距离且静止。现用一细纸管向两乒乓球中间吹气，两乒乓球会靠拢。
【实验分析】两个乒乓球向中间靠拢，说明两球内侧受到液体的压强变小，吹气前后两球外侧受到液体压强不变，球内外存在压强差，因而存在压力差，两球在压力差作用下向中间靠拢。
【实验结论】在液体中，流速越大的位置，压强越小。
④实验四：玻璃管中水柱的高度为何不同？
如图所示是一粗细不同的玻璃管，在粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管与其连通，让水流过玻璃管。会发现三个竖直玻璃管中的水柱高度不相同，与粗管处连接的管子，水柱高，与细管处连接的管子，水柱低。
【实验分析】水平管的粗细不同，水流动时，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的（均选填“相同”或“不相同”）；粗管中的水，流速小，细管中的水，流速大。水流动时，小竖管中水柱的高度不相同，根据液体的压强公式p=ρgh可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水的压强大，细管中水的压强小。
【实验结论】在液体中，流速大的位置，压强小；流速小的位置，压强大。
（3）探究归纳
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。
2. 用“流体压强与流速的关系”解释现象
（1）火车站台上的安全线
在火车站和地铁站的站台上往往要画一条安全线。原因是：当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。
（2）喷雾器的工作原理
喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，空气流速快，压强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。
（3）草原犬鼠的洞穴
犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？
两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风速小，压强大；吹过隆起表面的风速大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风（均选填“大”或“小”）。
（4）跑车的气流偏导器
跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。所以在跑车车尾安装了一种“气流偏导器”， “气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气小。此时，上方空气压强比下方空气压强大，这样，“气流偏导器”受到一个向下的压力差，从而使车轮抓紧地面。
二、飞机的升力
如图所示是飞机的机翼截面形状，机翼的形状基本是上凸下平，机翼的形状对飞机的起飞起了很重要的作用。
飞机起飞前，先在跑道上跑一段距离，空气相对机翼向后运动。因为机翼的形状是上凸下平，所以上方空气流速快，压强小，机翼上、下方存在压强差，产生压力差，形成了向上的升力。
机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
三、拓展性实验—用传感器研究气体流速与压强的关系
【实验介绍】如图，三节直径不同的塑料管联结在一起，然后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，通过三个管子的气体总量是相同的，所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速大。将三个气体压强传感器分别放入管内，将传感器与计算机相连，从计算机上就可以读出三个位置气体的压强值。
看看是不是气体流速大的地方压强小。
【实验与现象】
（1）将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中，将传感器与电脑相连，打开抽气机抽气，观察电脑屏幕。
（2）调换抽气机的挡位，重复上述实验，记录电脑屏幕图像，如图乙所示。
【实验分析】如图所示，①、②、③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况。分析图像可知，A处流速大，压强小；C处流速小，压强大。
当调换抽气机的挡位后，图乙中的三条图线均下移，由此可判断三节管中气体的流速均增大。（选填“增大”或“减小”）
【实验结论】流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。
压力
重力
定义
垂直作用在物体表面的力
由于地球吸引而使
物体受到的力
方向
垂直于受力物体表面，
并指向被压物体
竖直向下
作用点
被压物体表面
重心
大小
有时与重力有关，大小相等。
有时与重力有关，但大小不等。
有时与重力无关。
与质量成正比G=mg
力的性质
接触的物体间相互挤压而
发生形变产生的，属于弹力
来源于万有引力，
是非接触力
受力示意图

实验
压 力
受力面积
压力作用效果
甲
小桌的重力
桌脚（小）
明显
乙
小桌+砝码重力
桌脚（小）
很明显
丙
小桌+砝码重力
桌面（大）
极不明显
项目
压强
压力
定义
物体所受压力大小
与受力面积之比
垂直压在物体
表面上的力
物理意义
表示压力的作用效果
物体发生形变的作用力
公式
P=F/S
F=pS
单位
牛顿（N）
帕斯卡（pa）
大小
与压力的大小和
受力面积都有关
有时与重力有关，
有时与重力无关
容器形状
容器底所受
压力与液体
重力的关系
F=G液
F＜G液
F＞G液
结论
液柱对容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力。
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内
水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3