第 12课时 气体的压强 流体压强和流速的关系 考 点 管 理 归 类 探 究 1 大气压强 产 生 ：由于空气受到 _作用。 方 向 ：由于气体能流动，因而空气内部的压强朝 _ _。 现 象 ：马德堡半球实验、钢笔吸墨水、 _ _等等。 注 意 ：马德堡半球实验不但说明了大气压强的存在，而且还说明大气压很大。 考 点 管 理 重力 各个方向 覆杯实验、瓶口吞 鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖上的吸盘 2 大气压的测量 托里拆利实验 ： 如果管倾斜，水银柱的长度 _，但竖直高度 _； 改变管的粗细，管内水银柱竖直高度 _； 管内混入了空气，水银柱竖直高度 _ _。 标准气压值 ： 1标准大气压 _毫米汞柱 _帕 _米水柱 其他工具 ：汞气压计和空盒气压计 比 较 ：汞气压计和空盒气压计 变长 不变 不变 减小 760 105 别 汞气压计 空盒气压计 优缺点 测量精确，携带不方便 携带方便，测量结果不是很准确 用途 气象站测大气压 制成高度计，在登山时，测高度 注 意 ：托里拆利实验，选用水银而不选用其他液体。因为水银是常温下密度最大的液体，如果换用其他液体，则在同样情况下，所用的玻璃管就必须很长，如果用水来做这个实验，则需大约 10米高的水柱才能产生如此大的压强。 3 大气压的变化 随高度变化 ：大气压随海拔高度增大而 _。 随季节、气候、天气变化 ：一般情况下，冬天的气压比夏天 _ _，晴天的气压比阴天 _。 液体沸点与气压 ：液体的沸点随气压减小而 _，随气压增大而 _。 易 错 点 ：大气压不能用 p 空气 然大气压是由于大气受重力而产生的，这一点与液体压强类似，但大气密度不均匀，因此不能用 p 空气 减小 高 高 降低 升高 4 流体压强与流速的关系 定 义 ：我们把能够流动的物体叫做流体，例如 _。 关 系 ：流体在流速大的地方压强 _，流速小的地方压强 _ _。 升 力 ：当气流迎面吹来时，在相同的时间内上方气流经过路程大于下方气流的路程，因此上方气流流速较大，压强较小，下方流速较小，压强较大。机翼上、下表面受到了非平衡力的作用，向上的力大于向下的力，二者合力是 _的，便是我们所说的升力。 液体和气体 较小 较大 向上 注 意 ：如果机翼的前缘稍向上仰，跟气流的方向成一个小的仰角，则机翼上、下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大，因此产生的升力也较大。例如，飞机起飞时，将机翼的前缘稍向上仰。 归 类 探 究 类型之一 知道大气压与人类生活 如下图所示的实例中，利用大气压的是 ( ) A发烧时擦酒精降温 B盐水选种 C C用吸管吸饮料 D乳牛自动吸水器 【 解析 】 发烧时擦酒精降温，是利用酒精蒸发吸热有致冷作用，故 水选种利用了物体的浮沉条件，故 吸管吸饮料时，先吸出管内的气体，使管内的气压减小，大气压把饮料压入管内，进入嘴里，所以用吸管吸饮料是利用了大气压，故 牛自动吸水器利用了连通器的原理，故 【 点悟 】 大气压与人类生活紧密联系，与之有关的物理现象及其所蕴含的物理知识，是中考的热点内容。常出现利用大气压知识来解释生活中的大气压现象。其中大气压的方向问题，很多同学理解不是很充分，大气压总是由气压大的地方压向气压小的地方。 下面四幅图中能够证明大气压强存在的是 ( ) A B B C D 【 解析 】 因为受到大气压的作用，证明了大气压强的存在。 类型之二 会测量大气压 如图 4 12 1所示的托里拆利实验中，测得的大气压强等于 _知水银密度 103 kg/g10 N/ 100 图 4 12 1 750 13 600 【 解析 】 在托里拆利实验中，测得的大气压强的值为玻璃管中水银的竖直高度，所以本题中的大气压强等于 750 100 p 103 kg/10 N/0.1 m 13 600 小明利用小注射器 (容积为 10 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： 图 4 12 2 (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，这样做的目的是 _。 为了排尽注射器内的空气 (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 _时，记下弹簧测力计的示数为 ，其他数据均记录在表中。依照他的数据算出大气压的值为 _ _ (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 _。 刚被拉动 9 000 体积 长度 拉力 大气压强 10 空气没有排尽 【 解析 】 (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。 (2)活塞刚被拉动时，由二力平衡的条件可知：此时大气压强产生的压力和弹簧测力计的示数相等。 (3)由表可知：注射器的全部刻度的长度为 5 射器的体积为 V 10 10 塞的横截面积 S 0 2 2 10 4F 1 . 8 N ， 活塞刚被拉动时 ， 大气压强的数值 p . 8 10 4 9 0 0 0 P a 。 实验的误差主要是由于注射器内的空气没有排尽引起的。 类型之三 知道流体压强与流速的关系 如图 4 12 3所示，从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气，乒乓球都不会掉下来，下列说法正确的是 ( ) 图 4 12 3 A A吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强 B吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强 C吸气减小了乒乓球上方气体的压强，吹气增大了乒乓球下方气体的压强 D吸气增大了乒乓球下方气体的压强，吹气减小了乒乓球上方气体的压强 【 解析 】 从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气时，乒乓球上方的空气流动速度增大，根据流体压强和流速的关系可知，流速越大的地方压强越小，所以吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强，使得乒乓球上方的压强小于下方的压强，这个压强差就把乒乓球托住了，故 如图 4 12 4所示，双手轻轻捏住一张薄纸，将它放在下嘴唇底下，然后沿着纸片的表面用力吹气，纸片被 “ 吹 ” 了起来，这是因为纸片上表面气体流速比下表面的要 _，纸片上表面气体压强比下表面的要_(前两个空选填 “ 大 ” 或 “ 小 ” )，纸片所受向上的压力 _(选填 “ 大于 ” 、 “小于 ” 或 “等于 ” )向下的压力。 图 4 12 4 大 小 大于 【解析】 吹气过程 ， 纸片上表面的流速大于纸片下表面的流速 ，因为在流体中 ， 流速越大的位置 ， 压强越小 ， 所以纸片上表面的压强小于纸片下表面的压强 ， 根据公式 p 纸片所受向上的压力大于向下的压力 ， 纸片在向上的压力差的作用下被 “ 吹 ” 了起来。 利用如图 4 12 5所示的装置可探究机翼升力产生的原因。压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近，用鼓风机从模型左端吹气，可观察到压强计两侧液面出现高度差。则 ( ) 图 4 12 5 A A模型上方空气流速大，压强小 B模型下方空气流速大，压强大 C模型上方空气流速小，压强大 D模型下方空气流速小，压强小 【 解析 】 由于模型做成上凸下平的形状，气流在相同的时间内，通过模型的上方和下方，上方气流通过时经过的路程长，速度大，下方气流通过时经过的路程短，速度小。根据在流体中，流速越大的位置压强越小可知，模型下方压强大于上方压强，模型在压强差下产生向上的升力，故 竖直悬挂的吸盘上大气压力和摩擦力的混淆 如图 4 12 6所示的实验中吸盘都保持静止，但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此，下列说法正确的是 ( ) A甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 C利用甲图的实验可以粗测大气压的值 D利用乙图的实验可以粗测大气压的值 【 错解 】 A(或 B、 C) 图 4 12 6 B 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的 12 【 错因分析 】 吸盘是利用大气压的原理来工作的。但在甲图中，吸盘竖直吸附在墙壁上，此时吸盘受到的大气压力垂直于墙壁，而吸盘上所悬挂的钩码的重力却竖直向下，因此不可能大气压力和钩码重力相平衡。钩码的重力应该和墙壁对吸盘的摩擦力相平衡。乙图中的两个吸盘相互吸附在一起，由于保持静止，故上、下吸盘受到的大气压力相等，且都等于钩码的重力。 【 正解 】 D