第十一章 大气压强

  

 

一、教法建议

 

【抛砖引玉】

本章讲述的内容有大气的压强、大气压的变化、活塞式抽水机和离心泵、气体的压强跟体积的关系等。大气压强是重要的物理现象,它与生产和生活有密切的关系。教师讲授本章时,要以实验为基础做马德堡半球实验,托里拆利实验,观察使用气压计测大气压强,观察烧瓶中的水停止沸腾后减压又重新沸腾的演示。还可根据实际条件参观活塞式抽水机、离心式水泵、空气压缩机等设备。总之,根据具体条件尽可能使本章教学与生活、生产、科研的实际联系起来,使教学更加生动活泼,增加学生的学习兴趣,也有利于学生思维能力的培养和提高。

 

【指点迷津】

本章的重点:

(1)托里拆利实验和标准大气压的值。

(2)大气压随高度的增加而减小,知道沸点随气压减小而降低,随气压增大而升高。

本章难点:

(1)大气压的产生,托里拆利实验,大气压值的测定及标准大气压值。

 

二、学海导航

 

【思维基础】

填空题

1.大气对浸在它里面的物体的压强叫做       

2.显示大气压存在的著名实验是        实验。可以测出大气压值的实验是       

3.大气压随高度增加而        。在海平面处大气压值为        ,1        等于1.01×105帕。

4.一切液体的沸点,都是气压减小时        ,气压增大时       

5.活塞式抽水机和离心水泵,都是利用        把水抽上来。

6.温度不变时,体积越小,压强        ;体积越大,压强       

 

思维基础参考答案

1.大气压强。

2.马德堡半球实验,托里拆利实验。

3.减小,1标准大气压,标准大气压。

4.降低,升高。

5.大气压强。

6.越大,越小。

 

【学法指要】

由于空气也受到重力作用,所以像液体对浸在它里面的物体要产生压强一样,空气对浸在它里面的物体也就要产生压强。我们把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。

用托里拆利实验可以测出大气压强的值。通过实验可知,大气压强跟760毫米水银柱产生的压强相等,如图11—1所示,由液体压强的公式来算

    ρ=ρgh

      =13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米

      =1.01×105

因此,通常把等于760毫米水银柱的大气压叫做标准大气压。1标准大气压等于1.01×105帕(101千帕)。在粗略计算中还可取作105帕(100千帕)。

大气压随高度的增加而减小,一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。

活塞式抽水机和离心式水泵,都利用大气压强把水抽上来。

温度不变时,一定质量的气体,体积越小,压强越大,体积越大,压强越小。

例题1  意大利科学家        用实验首先测出了大气压的值。

分析:意大利科学家托里拆利利用实验首先测出了大气压的值。

答:此题应填托里拆利

例题2  托里拆利实验测出了        的值。

分析:托里拆利实验是测出了大气压强的值。

答:此题应填大气压强

例题3  在物理实验中,测量大气压的仪器是:

(A)天平    (B)弹簧秤    (C)压强计    (D)量筒

分析:测量大气压的仪器叫做气压计。气压计有水银气压计和金属盒气压计。水银气压测量结果准确,但携带不方便。

答:此题应选(C)。

例题4  有两位同学,同时分别在甲、乙两地做托里拆利实验,两地实验结果如图11—2所示,则两地海拔高度h和h相比较:

(A)h>h 

(B)h<h

(C)h= h  

(D)无法比较

分析:大气压是于大气层受到重力作用而产生的,离地面越高的地方,上面的大气层越稀薄,那里的大气压就越小。由此来判断甲地气压比乙地气压高,所以乙地海拔高度比甲地海拔高度大。

答:此题应选(B)。

例题5  用气压计测得某地大气压为7.9×104帕,那么该地水的沸点        100℃。

分析:在海平面处大气压值为100千帕,而某地的大气压值为79千帕。因此,某地气压低于标准大气压。水在标准大气压下的沸点为100℃,气压减小时水的沸点降低,故而某地水的沸点低于100℃。

答:此题应填低于。

例题6  人用吸管把饮料吸入口中是        作用的结果。

分析:把吸管插入饮料中。人用口吸,在吸时管中压强减小,大气压迫使饮料沿吸管进入人的口中。所以,这是大气压作用的结果。

答:此题应填大气压

例题7  有一球形容器A,里面装有某种气体,与一个水银压强计相连,测得液面之差h为100毫米。若外界大气压强为760毫米汞柱,则A中气体的压强为        毫米汞柱。若外界气压降低,A中气体体积将        。(填“变大”、“变小”或“不变”)温度一定,见图11—3。

分析:选OO′平面为参考平面。A中气体的压强应等于外界大气压强与h水银柱压强之和。这时水银处于静止状态。A中气体压强

    P=P0+h

       =760毫米汞柱+100毫米汞柱

       =860毫米汞柱

若外界大气压变小,水银柱将移动,重新静止后液面之差将增加,而A中气体之体积将增大,而压强也随着降低。

 

【思维体操】

例题  如图11—4所示的玻璃管内的水银柱高为36厘米,当大气压为多少厘米汞柱时,管顶内侧A点的压强大小为40厘米汞柱。

分析:管内侧A点压强与水银柱h的压强之和应等于大气压强P0(取OO′为参考平面)即有

    P0 =PA+h

      = 40厘米汞柱+36厘米汞柱

      = 76厘米汞柱

ρA的压强是由ρ0引起的,ρ0是原因,ρA是结果。此题的思维过程是一种逆向思维。

若已经知道了结果或结论来分析产生这一结果的原因和条件,就叫做逆向思维。逆向思维是创造思维的一个重要方面,它在培养创造性人材方面有重要作用。

 

三、智能显示

 

【心中有数】

在历年中考试题中,涉及本章的知识内容有大气压力,水在1标准大气压下的沸点和沸点随气压变化而变等。

例题1  杯中装满水,用纸片盖严杯口,手按住纸片把瓶子倒过来,放开手后,水不流出来,如图11—5所示,是        力把纸片和水给托住了。

分析:此题中水不流出是大气压力把纸片和水给托住了。

答:此题应填大气压

例题2  托里拆利实验测出了        的值。

分析:托里拆利实验可以测出大气压的值。

答:此题应填大气压

例题3  高压锅是利用增大压强,使沸点        的原理来更快煮熟食物的。(“升高”或“降低”)

分析:液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。

答:此题应填升高

 

【智能显示】

填空题

1.意大利科学家        用实验首先测出了大气压的值。著名的表明大气压强存在的实验是       

2.大气压强可以用        测量。1标准大气压为        毫米汞柱,等于      帕,约等于        帕。

3.大气压随高度增加而        。液体的沸点与压强有关,压强增大,沸点        。压强减小,沸点       

4.香山主峰为540米高,山下大气压为750毫米汞柱时,山顶大气压        标准大气压。

5.在做托里拆利实验时,测得水银柱高755毫米,若在实验过程中保持玻璃管不离开水银面:

(1)将玻璃管竖直上提10毫米时,水银柱高度为        毫米。

(2)将玻璃管竖直压下10毫米时,水银柱高度为        毫米。

(3)将玻璃管稍微倾斜放置时,水银柱高度为       

选择题

1.做托里拆利实验时,可能使玻璃管中水银柱竖直高度变小的情况是:

(A)使玻璃管向上提高一些(管口不离开水银面)

(B)玻璃管稍倾斜一些

(C)在同一地区,把实验装置由平地拿到高山上

(D)把玻璃管向下按一些

2.如图11—6所示,两个U形管中装有水银,a管内封闭端空气的压强为P1,b管内封闭端空气的压强为P2。则:

(A)P1>P2

(B)P1<P2

(C)P1=P2

(D)无法确定

 

智力显示参考答案

填空题

1.托里拆利,马德堡半球实验。

2.气压计,760,1.01×105,105

3.减小,升高,降低。

4.低于。

5.755,755,755。

选择题

1.(C)

2.(B)

 

【创新园地】

例题  市场上有一种圆形软塑料吸盘,把它按在玻璃上,挤出它和玻璃之间的空气,它就可以“吸”在玻璃上。请你利用这样的吸盘、弹簧秤和刻度尺来估测大气压强的数值。要求:(1)写出操作步骤;(2)导出大气压强的计算式。

 

创新园地参考答案

(1)操作步骤:

(a)用刻度尺测量出吸盘压平时的直径D;

(b)把吸盘吸在洁净的玻璃或其它光滑平面上;

(c)用弹簧秤勾住吸盘背部的挂钩,沿垂直于玻璃方向拉吸盘,记下吸盘脱离玻璃时最大读数F。

(2)计算方法:

吸盘面积:S=

大气压强:P

           


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