第三节第三节 空气的空气的“力量力量” 一、温故知新一、温故知新 1上端开口，_的容器叫做连通器，连通器里的水_时，各容器中的水面 总保持相平。 （答案：底部连通 静止） 2加在_液体上的压强，能够大小不变地被液体向_方向传递，这个规 律称为_原理。 （答案：密闭 液体的各个 帕斯卡） 3液压机的小活塞上作用一个较小的力，就能在大活塞上产生一个_力。 （答案：较大）二、名师解读点拨二、名师解读点拨 知识点知识点 1：大气压强产生的原因：大气压强产生的原因 地球周围包围着厚厚的大气层（空气） ，这些空气同样因受到地球的吸引而受到_ 作用，同时空气又具有流动性，因此对浸在空气中的物体表面就产生了_，而且与液 体一样，在大气层内部向各个方向都有_ （答案：重力 压强 压强） 证明其存在的例子有_ （答案：马德堡半球实验、钢笔吸墨水、覆杯实验、瓶口吞鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖 上的吸盘等等） 【说明说明】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知识点知识点 2：测量大气压：测量大气压 在历史上，最先测量出大气压的实验是_ （答案：托里拆利实验） 【点拨点拨】托里拆利实验方法：拿一根大约 1 米长的一端封闭的玻璃管，在管内灌满水银； 用食指堵住开口的一端，把管竖直倒立在水银槽里，放开食指，管内水银面就下降；管内水银面不再下降，用刻度尺测出水银柱的竖直高度，这个水银柱产生的压强就 等于大气压。 【注意注意】托里拆利实验中，玻璃管上方为真空。 【拓展拓展】在托里拆利实验中，有以下几种情况需要注意： 如果管倾斜，水银柱的长度变长，但竖直高度不变（如下图甲和丙） 改变管的粗细，管内水银柱竖直高度不变（如下图甲和乙） 管内混入了空气，水银柱竖直高度减小【注意注意】托里拆利实验，选用水银而不选用其他液体。 【点拨点拨】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，则须大约 10 米高的水柱才能产生如此大的 压强。 除了托里拆利实验外，还有其他测量大气压的工具_ （答案：汞气压计和空盒气压计） 【点拨点拨】汞气压计的工作原理：利用托里拆利实验的原理制成。空盒气压计的构造和工作 原理：抽成真空的波纹密闭金属盒及一个与盒盖中央相连的弹簧。固定在弹簧片末端的连 杆通过传动机构带动指针转动。当外界压强大时，空盒被压瘪的程度大，连杆通过传动机 构把弹簧拉动的形变程度大，指针指示的示数也大；反之，指针指示的示数就小。 【比较比较】汞气压计和空盒气压计区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，测高度除测量大气压强外，汽车轮胎、飞机机舱及太空站内等气压的测量也要用测量气体压 强，它们用_来测量 （答案：管式弹簧压强计） 【点拨点拨】管式弹簧压强计中卷曲的空心弹簧管相当于儿童玩具中的卷曲细钢丝。当气压大 时，管就趋向于伸直，弯曲程度变小，通过末端的形变带动连接杠杆的齿轮和指针，指示 所测的气体压强。 1 标准大气压_mm 汞柱_帕_ m 水柱 （答案：760 1.013105 10.3） 【点拨点拨】根据知识点知识点 3：大气压强的变化：大气压强的变化 大气压随高度变化：大气压随距海拔高度增大而_ （答案：减小） 【注意注意】通常在海拔两千米以内，每上升 12 米，大气压就减小 1 毫米汞柱，即 133 帕，根 据这个道理，飞机上的高度表实际上就是一个无液气压计（空盒气压计） ，只不过它的刻度 是高度而已。【易错点易错点】大气压不能用计算ghp空气【点拨点拨】虽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，因此不能用来计算大气压。ghp空气大气压随季节、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_。 （答案：高 高） 【注意注意】大气压随气候变化的范围较小。 液体沸点与气压关系：液体的沸点随液面上方的气压减小而_，随气压增大而_ （答案：降低 升高） 【应用应用】高压锅 【想一想想一想】为什么高压锅煮东西比一般的锅要快些？【拓展拓展】大气压随气体体积的变化：在温度不变时，一定质量的气体，压强越大，体积越 小，压强越小，体积越大。 【应用应用】在日常生活中有着广泛的应用，如打气筒、抽气机、空气压缩机等三、拓展整合创新三、拓展整合创新 类型之一：大气压强类型之一：大气压强 【例例 1】(05 年黄冈（非课改实验区）)高尚同学发现家里用皮碗(如图)挂东西,皮碗所能挂 的物体重力大小与什么因素有关呢? (1)请你提出一种猜想: ； 你猜想的依据是: ； (2)请你自选器材,提出一个验证你的猜想的探究实验方案； 【答案】 (1)猜想：皮碗的面积大小；依据：大气压相同时,压力大小与受力面积有关； 猜想：墙面的光滑程度；依据：压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大； 猜想：皮碗和墙面的清洁程度；依据：表面越脏,不能充分接触或无法尽力排气等； 猜想：墙面的材料；依据：不同的材料,表面光滑程度可能不同； 猜想：皮碗和墙面之间空气排除程度；依据：皮碗内气体排除越多,内外的压强差越 大； 猜想：皮碗和墙面之间是否有水；依据：水可以使接触面生分离, 减小摩擦； 猜想：制作皮碗的材料；依据：不同材料,弹性不同,能排除气体程度不同； 猜想：大气压的大小有关；依据：面积相同时,内外气压差越大,能产生的压力越大。(2)实验方案: 探究猜想:选用两个面积不同,但都是由同种塑性材料制成的形状相同的皮碗；将干 燥清洁的皮碗按在同一磁砖墙面(表面都干燥清洁)上,都尽力排除皮碗内的空气,使皮碗表 面与墙面紧密接触；每个皮碗上挂一个塑料方便袋,分别向袋内慢慢加沙子,直至皮碗开始 脱离墙面为止,比较所挂物体重力。 【变式题变式题】市场上有一种圆形塑料吸盘，把它按在玻璃上，挤出它和玻璃之间的空气，这 时它就可以“吸”在玻璃上请你利用这样的吸盘、弹簧秤和刻度尺粗测大气压的数 值要求：（1）写出操作步骤；（2）写出大气压强的计算式 【解析】首先我们要知道吸盘为什么可以“吸”在玻璃上，需要用力才能把它拉开，是因 为吸盘受到大气压力的作用，因此我们用的拉力实际上主要是克服大气压在吸盘上产生的 压力。所以我们需要用弹簧测力计测出拉吸盘的力 F，用刻度尺测出吸盘的直径 D，用可求出吸盘的面积，根据公式可求出大气压。2)2(DSSFp 【答案】 （1）实验步骤：将吸盘紧紧的压在玻璃上，挤出它和玻璃之间的空气，用弹簧 测力计缓慢的拉吸盘，直到吸盘从玻璃上脱离，并记下此时弹簧测力计的示数 F；用刻 度尺测出吸盘的直径 D。（2） 20 )2(DF SFp 类型之二：测量大气压类型之二：测量大气压 【例例 2 2】 （05 年广西南宁（课改实验区） ）下列各实验中，能测出大气压强值的是（ ）【答案】D 【变式题变式题】做托里拆利实验时，测量的大气压强值比真实值小，其原因可能是（ ） A玻璃管放得不竖直 B玻璃管内混入少量空气 C水银槽内的水银太多 D玻璃管粗细不均匀 【解析】做托里拆利实验时，我们测量的是玻璃管内水银柱的竖直高度，因此 A 不对，在 实验中对水银的多少并没有严格要求，只要适量就行，因此 C 也不对，对于玻璃管的粗细 对实验没有影响，因此 D 也不对，所以选择 B。 【答案】B类型之三：大气压的变化类型之三：大气压的变化 【例例 3 3】(05 年福州市八县(非课改实验区)高压锅容易把食物煮烂，是因为锅内水面上方 的气压_1 个标准大气压，锅内水的沸点_100（以上两空选填“”或“ 【变式题变式题】如图所示，压力锅直径为 24cm，限压出气口直径为 3.5mm，限压阀质量为 100g，使用时压力锅内外最大压强差是多少?合多少标准大气压?锅盖与锅的接口处至少能 承受多大的力?【解析】由于压力锅内气体被封闭，锅内外气体之间存在着压强差，因而锅盖上承受着很 大的压力。压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时，保证安全而设置的一个装置， 当锅内压强超过一定数值时，限压阀被抬起，放出部分气体，降低锅内气体压强.求解这道 题的关键就是要考虑到最大压强差指的锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力 p1S 与限 压阀所受重力 mg 及大气压对限压阀的压力 p0S 平衡时，锅内气压 p1与外界大气压 p0的差， 而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力。 【答案】解：设锅内气压为 p1，大气压为 p0，当限压阀刚被抬起向外喷气时，有p1S=p0S+mg. 锅内外最大压强差为标准大气压11004. 1105 . 314. 341/101 . 0526201 Pa mkgNkg Smgppp锅盖与锅的接口处承受的力为NDpSpF32107 . 441盖盖答：压强差为 1.04105Pa，约 1 标准大气压；锅盖与锅的接口处承受压力为 4.7103N。四、当堂检测反馈四、当堂检测反馈 1冬天，把自来水笔从室外带进室内，有时会有墨水流出，这主要是因为 ( )A墨水受热膨胀流了出来B笔囊受热膨胀，把墨水挤了出来C笔囊中的气体压强增大，把墨水挤了出来D笔尖处缝隙受热膨胀，使墨水漏了出来 【解析】气体热胀冷缩，房间里面温度较高，因此自来水笔囊的气体受热膨胀，压强增大， 把墨水挤出来了。 【答案】C2在瓶内点燃浸过酒精的棉花，然后用剥了壳的鸡蛋堵住瓶口。鸡蛋就会进人瓶中，这是 因为 ( )A瓶口发生热胀，使鸡蛋掉入瓶中B瓶内气体把鸡蛋吸人瓶中C瓶内气体压强变小，外界大气压把鸡蛋压人瓶中D鸡蛋受到重力的作用 【答案】C3把刚刚从火焰上拿开、且其中水已停止沸腾的烧瓶塞好倒过来，如图所示，向瓶底浇冷 水，烧瓶中的水能重新沸腾起来吗?为什么?【答案】能重新沸腾起来。向瓶底浇冷水，瓶内水蒸气遇冷液化，气体变稀薄、气压减小。 由于气压减小时水的沸点降低，于是瓶内的水重新沸腾起来。4地球的表面积约为 5.141014m2，试估算一下大气层空气的重力是多少？5有的工厂里，通常通过装有“吸盘”的装置来搬运光滑平板，当把吸盘中的空气抽去时， 大气压就把平板紧紧压在吸盘上，如右图所示。如果四只吸盘的底面积都是 0.02 m2，则 在一个标准大气压下最多能提起多少牛顿的平板?五、课后延伸阅读五、课后延伸阅读 乘飞机时，乘务员为什么要发给乘客口香糖？乘飞机时，乘务员为什么要发给乘客口香糖？ 当你乘飞机旅行时，乘务员总是要在飞机起飞前发给你口香糖，这是不是为了给你的 旅行增加甜蜜的味道？不是，而是为了减轻你在飞行中的不适。 我们知道大气层空气的密度是变化的，大气压强随着高度的增加而减少。虽然我们的 大型民航客机的机舱是密封的，但是在飞机起飞、降落和航行中，机舱内空气的压强还是 会有较大的变化。 人在地面时，地面的大气压强为 1 个大气压左右，人的耳咽管及内耳道内空气的压强 也是一个大气压左右，当飞机升入高空之后，机舱内的空气压强降低，而内耳及耳咽管封 闭着一个大气压的气体，造成鼓膜内外有个压强差，使鼓膜受到从内耳向外耳的压力作用， 使人感到头晕、恶心，甚至于出现呕吐等