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物理
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課題
第九章 壓強 第3節(jié) 大氣壓強




知識與技能
1.知道大氣壓強的存在;了解大氣壓強的產(chǎn)生原因。
2.知道托里拆利實驗的原理、過程和結論。
3.知道標準大氣壓的值。
4.知道大氣壓強的變化規(guī)律。
5.知道大氣壓強在生產(chǎn)、生活中的應用,并能用有關現(xiàn)象進行解釋。
過程與方法
1.觀察跟大氣壓強有關的現(xiàn)象,感知大氣壓強是一種客觀存在;
2.通過觀察、實驗,檢驗大氣壓強的存在,能簡單描述托里拆利實驗;
3.能說出大氣壓隨高度變化的規(guī)律。能說出液體沸點跟氣壓的關系。了解活塞式抽水機的工作過程和原理;
4.感知人類對大氣壓強的利用。
情感態(tài)度與價值觀
1.認識大氣壓的存在于變化對人類生活的影響;
2.重視理論聯(lián)系實際,學以致用,初步認識科學技術對人類社會發(fā)展的作用;
3. 通過對大氣壓強的認識,使學生領略大自然的神奇和美妙。
教學重點
1.用實驗證明大氣壓的存在;
2.了解測量大氣壓的方法測量大氣壓強的方法。
教學難點
1.測量大氣壓大小的方法;
2.大氣壓強知識的應用。
教具準備
玻璃杯、硬紙片、水、玻璃、吸盤掛鉤。
教學方法
實驗法、討論法、觀察法、探究法、演示法。




演示實驗:
1.將紙片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置過來(提醒學生注意觀察),放手后,可看到什么現(xiàn)象?(硬紙片掉下。)
2.將玻璃杯裝滿水,仍用硬紙片蓋住玻璃杯口,用手按住,并倒置過來(暫不放手)。問:如果放手,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?(先請同學們猜一猜)放手后,可看到什么現(xiàn)象?(硬紙片沒有掉下來。)
3.將掛物鉤的吸盤壓在光滑的墻壁上,再將重物掛在鉤上,吸盤依然不會脫落。
同學們想知道實驗時,硬紙片和吸盤不會掉下來的原因嗎?學習了這節(jié)課,就知道了。





























新課學習
一、大氣壓的存在
在“覆杯實驗”中,是什么力使硬紙片和吸盤不會掉下來?
“覆杯實驗”分析:硬紙片受重力作用,還受水向下的壓力作用,之所以沒有下落,一定受向上的力的作用。這個力的施力物體只能是大氣,證明大氣存在壓強。玻璃杯內裝滿水,排出了空氣,杯內的水對硬紙片的壓強小于大氣壓強,在大氣壓強的作用下,托住了硬紙片。
再慢慢把杯口向各個方向轉一圈,又看什么現(xiàn)象?
而當把杯口向各個方向轉圈時硬紙片未掉下來,說明處處都存在大氣壓強,且大氣向各個方向都有壓強。
地球周圍被厚厚的空氣層包圍著,這層空氣又叫大氣層。空氣由于受重力作用,而且能流動,因而空氣內部向各個方向都有壓強(跟液體相似)。大氣對浸在它里面的物體的壓強,叫作大氣壓強,簡稱大氣壓。
可見,和液體一樣,空氣內部各個方向都有大氣壓。
1.大氣對浸在它里面的物體也有壓強,叫做大氣壓強。簡稱大氣壓
2.大氣壓的產(chǎn)生原因:地球周圍包含著厚厚的空氣層(大氣層),這些空氣因地球吸引而受重力作用,同時空氣又具有流動性,因此大氣對浸在其中的物體表面就產(chǎn)生了壓強。
3. 特點:大氣向各個方向都有壓強;大氣內部某一點向各個方向的壓強相等;因為空氣具有流動性,也像液體一樣向各個方向都有壓強.
問題:大氣壓在我們周圍時刻存在著,我們?yōu)槭裁锤惺懿坏剑?br>這是因為人身體內外空氣相通,身體各部位內外所受的壓力相同,內外平衡,長期以來人們已經(jīng)習慣這樣的環(huán)境了。
4.最著名的證明大氣壓強存在的實驗是:馬德堡半球實驗
馬德堡半球實驗:為了說明大氣壓的存在,1654年,德國馬德堡市市長格里克把兩個直徑約55.9cm的空心銅半球扣在一起,抽出球內空氣,然后在兩個半球上拴了16匹馬向兩邊拉,結果還是很難拉開。但如果不抽出空氣,兩個半球輕輕一拉就開了。
馬德堡半球實驗,證明大氣壓的存在,而且表明大氣壓是很大的.
做一做:空氣把兩個銅半球緊緊地壓在一起,16匹馬都很難把它們拉開。對于這個實驗,同學們想試一試嗎?現(xiàn)在,我們模仿馬德堡半球實驗來做一做。
5.生活中的大氣壓現(xiàn)象:

什么力把塑料吸盤 什么力把鐵桶壓扁了 茶壺蓋上為什么有個小孔?
壓在光滑的墻上

利用吸盤把地板吸起來 什么力使飲料上升到嘴 注射器如何吸入藥物的
馬德堡半球實驗不僅證明了大氣壓強的存在,還表明大氣壓強是很大的。那么大氣壓強有多大呢?
二、大氣壓的測量
最早測定大氣壓的是意大利科學家托里拆利。

1.托里拆利實驗:
(1)實驗器材:長約1m一端封閉的玻璃管、 水銀、水銀槽 、刻度尺
(2)實驗步驟:
= 1 \* GB3 ①玻璃管灌滿水銀,用手指將管口堵住.
= 2 \* GB3 ②將管倒插到水銀槽里,松開手指.
= 3 \* GB3 ③觀察豎立(傾斜)管內水銀面下降,測量管內與槽內水銀面高度差.

(3)實驗現(xiàn)象:管內水銀面下降到一定高度停止下降;改變管子傾斜度,其高度不變。
(4)實驗結論:
大氣壓支持760mm高的水銀柱,即大氣壓等于760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強.
大氣壓強的值:P0=P水銀柱=ρ水銀g h=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
2. 標準大氣壓:把760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標準大氣壓。
1標準大氣壓=1.013×105Pa=1×105Pa
在粗略計算中,標準大氣壓可以取為1×105Pa。
討論交流:
(1)為什么管子倒轉時,管內水銀面會下降? 水銀受到重力的作用
(2)為什么降到一定程度后又不繼續(xù)下降? 被大氣壓支持住了
(3)管子傾斜水銀柱豎直高度是否發(fā)生變化 水銀長度增大但高度不變
(4)管子直徑加粗,管中水銀柱高度怎樣變化? 水銀的高度與玻璃管的粗細無關
(5)若玻璃管內混有少量空氣,會影響水銀柱的高度嗎?
水銀柱的高度會偏小,則測量的結果比實際大氣壓小
(6)現(xiàn)在將玻璃管稍稍上提或將玻璃管稍稍往下壓些,觀察水銀柱的高度結是否變化?
結果是不變的。
(7)托里拆利實驗為什么不用水做? 因為大氣壓能支持水柱約為10.3m高;
3.氣壓計:測定大氣壓的儀器
(1)測量大氣壓的儀器叫做氣壓計。
(2)氣壓計的種類:水銀氣壓計和無液氣壓計(金屬盒氣壓計)。介紹它們的優(yōu)缺點
構造原理:托里拆利實驗裝置。

金屬盒氣壓計的原理(其主要部分是一個抽成真空的金屬盒及一個與盒蓋中央相連的彈簧片。盒的表面是波紋狀的,大氣壓變化時,盒的厚度及彈簧片的彎曲程度隨著變化,固定在彈簧片末端的連桿就通過傳動機構帶動指針轉動,指出大氣壓的值。)
想想做做 觀察大氣壓隨高度的變化
1. 取一個瓶子,裝入適量帶顏色的水
2. 取一根玻璃管,畫上刻度,通過橡皮塞插入水中。
3. 向管中吹入少量氣體,使水沿玻璃管上升到瓶口以上。
此時,瓶內氣體壓強大于大氣壓。
拿著這個裝置從樓下到樓上,觀察細管中水柱的高度變化。并給出解釋。
實驗現(xiàn)象:隨著高度的增加管內水柱高度變大。
實驗表明:大氣壓隨高度增加而減小。
三、大氣壓的變化
1.大氣壓與高度的關系:海拔越高,氣壓越小;海拔越低,氣壓越大.
在海拔3000m以內,大約每升高10m,大氣壓大約減小100Pa。
大氣壓隨高度的增加而減小
2.其它因素有天氣、溫度、體積等。
(1)天氣:通常晴天比陰天氣壓高,冬天比夏天氣壓高。
(2)溫度:當質量和體積不變時,氣體溫度越高,氣壓越大。
(3)體積:當質量和溫度一定時,體積越小,氣壓越大。
3. 液體的沸點與大氣壓的關系
大氣壓越低,水的沸點越低。一標準大氣下,水的沸點是100攝氏度。
大氣壓低于一標準大氣壓時,水的沸點低于100攝氏度。在青藏高原有的地方,水的沸點不到80攝氏度,做飯時會出現(xiàn)水已沸騰,但飯或菜煮不熟的情況。用高壓鍋做飯可增大水的沸點。
活塞式抽水機
活塞式抽水機是利用大氣壓工作的,通過活塞在圓筒中往復運動不斷地將水抽取上來。最大抽水高度:10米。

甲:提起活塞時,A閥門關閉,大氣壓將閥門B壓開,水進入機內。
乙:壓下活塞時,B閥門關閉,A閥門打開,水從A上至活塞上
丙:再次重復之后,水位上升至出水管,水從出水管流出
課堂小結
課堂練習
1.(2020成都A)圖所示的現(xiàn)象中,沒有利用大氣壓的是( )
圖1
A.“吸盤”掛鉤貼在豎直墻面上
B.用注射器將藥液注入肌肉
C.用吸管將飲料“吸"入口中
D.用硬紙片“托住”杯中的水
【答案】B
【解析】A.吸盤掛鉤是靠空氣壓力固定的,把吸盤里的空氣壓出來,靠大氣壓力固定,故A不符合題意;
B.用注射器將藥液注入肌肉,是靠手的推力而不是大氣壓,故B符合題意;
C.用吸管吸飲料時,吸管內氣壓減小,小于外界大氣壓,在大氣壓的作用下飲料被壓入吸管,故C不符合題意;
D.因為大氣壓對紙壓力大于杯中水對紙的壓力,所以水流不出來,故D不符合題意。故選B。
2.(2020上海)下列實例中利用大氣壓強工作的是( )
A.用釣魚竿釣魚B.用吸管吸飲料
C.用硬棒撬石塊D.用溫度計測溫
【答案】B
【解析】AC.釣魚竿釣魚,硬棒撬石塊是杠桿原理,AC不符合題意;
B.用吸管吸飲料時,是利用大氣壓強工作,B符合題意;
D.溫度計是利用水銀的熱脹冷縮工作的,D不符合題意。故選B。
3.(2020湘潭)用空易拉罐來體驗大氣壓強的存在,下列操作能達到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐變癟
B.用重物壓易拉罐,易拉罐變癟
C.讓易拉罐從高處下落撞擊地面,易拉罐變癟
D.用注射器抽取密封易拉罐中空氣,易拉罐變癟
【答案】D
【解析】A、用手捏易拉罐,易拉罐變癟,是手給易拉罐一個力,改變了易拉罐的形狀,故A錯誤。
B、用重物壓易拉罐,易拉罐變癟,是重物給易拉罐一個力,改變了易拉罐的形狀,故B錯誤。
C、讓易拉罐從高處下落撞擊地面,易拉罐變癟,是地面給易拉罐一個力,改變了易拉罐的形狀,故C錯誤。
D、用注射器抽取密封易拉罐中空氣,易拉罐內的氣壓減小,易拉罐外面大氣壓大于易拉罐內部壓強,所以易拉罐受到向內的壓力大于向外的壓力,這兩個力的合力把易拉罐壓癟,可以證明大氣壓的存在,故D正確。故選:D。
4.(2020蘇州)在燒瓶中注入剛剛沸騰的水,塞緊瓶塞,將燒瓶倒置,再用冷水澆燒瓶的底部,可以看到水又重新沸騰起來。該實驗現(xiàn)象說明了( )
A.沸騰過程需要吸熱
B.沸騰過程需要放熱
C.水的沸點與環(huán)境溫度有關
D.水的沸點與水面上方氣壓有關
【答案】D
【解析】在燒瓶中注入剛沸騰的水,塞緊瓶塞,將燒瓶倒置,再用冷水澆時,燒瓶中的水蒸氣液化,瓶內氣壓降低,水的沸點降低,所以會看到水重新沸騰,故D正確、ABC錯誤。故選:D。
5.(2020衡陽)下列現(xiàn)象不是利用大氣壓的是( )
A.活塞式抽水機 B.盆景自動供水裝置 C.茶壺 D.吸飲料
【答案】C
【解析】A、活塞式抽水機工作時,是使其內部氣壓小于外界大氣壓,在外界大氣壓的作用下將水壓入抽水機內,進而實現(xiàn)把水從低處壓到高處的目的,利用了大氣壓。故A不合題意;
B、盆景的自動給水裝置上端不開口,底部雖然相互連通,它是利用大氣壓來工作的。故B不合題意;
C、茶壺的壺蓋上有小孔,壺嘴上端有口,壺身和壺嘴底部相連通,是連通器,故C符合題意;
D、用吸管吸飲料時,吸出吸管中的部分空氣,使吸管內的氣壓減小,瓶中飲料在大氣壓的作用下,上升通過吸管進入口中,利用了大氣壓。故D不合題意。故選:C。
6.(2020威海)如圖所示,裝有常溫水的玻璃瓶中密封部分空氣,細玻璃管插入瓶中,玻璃管與瓶塞接觸部分不漏氣,下列關于細管中水柱桂液面升降情況,描述錯誤的是( )
A.用力擠壓玻璃瓶,液面上升
B.將玻璃瓶放入熱水中,液面上升
C.在細管管口水平吹氣,液面下降
D.提著玻璃瓶從十樓走到一樓,液面下降
【答案】C
【解析】A.用力擠壓玻璃瓶,瓶變扁容積變小,細管中水面高度上升,故A正確,不符合題意;
B.將玻璃瓶放入熱水中,瓶內氣體受熱體積增大,壓強增大,外界壓強不變,在瓶內液面上升,氣壓的作用下,會有一部分水被壓入玻璃管,因此管內水柱的液面上升,故B正確,不符合題意;
C.在細管管口水平吹氣,管上方空氣的流速增大,壓強減小,管中液體受到向上的壓強大于向下的壓強,液面上升,故C錯誤,符合題意;
D. 提著玻璃瓶從十樓走到一樓,瓶內空氣的壓強不變,而外界大氣壓隨高度的減小而增大,在外界氣壓的作用下,液面下降,故D正確,不符合題意。故選C。
7.(2020南充)關于氣體壓強,下列說法錯誤的是( )
A.做托里拆利實驗時,若將玻璃管由豎直變傾斜,管中水銀柱的長度不變
B.能用吸管將杯中飲料吸進嘴里,是利用了大氣壓強
C.一標準大氣壓可托起約10.3m高的水柱
D.高空飛行的大型客機,機翼上方空氣流速大、壓強小
【答案】A
【解析】A.托里拆利實驗中,玻璃管傾斜后,長度會隨著變大,管內水銀增多,但水銀柱的高度不變,故A錯誤,符合題意;
B.用吸管將杯中的飲料吸入口中,是吸走了管中的空氣,使氣壓減小,在外界大氣壓的作用下將飲料壓入口中;故B正確,不符合題意;
C.1標準大氣壓的值是1.01×105Pa,由p=ρgh可得1標準大氣壓支持的水柱高為
h=≈10.3m
故C正確,不符合題意;
D.由流體壓強和流速的關系可知,飛機飛行過程中,機翼上方空氣流速大,向下的壓強小,故D正確,不符合題意。故選A。
8.(2020黔南州)某學習小組在研究大氣壓隨海拔高度變化的情況肘,査閱到如下資料:
海拔高度/km
0
1
2
3
4
5
大氣壓/kPa
101
90
80
70
62
54
(1)從表格中的數(shù)據(jù)可以得出大氣壓強隨海拔高度的增加而_______。
(2)海拔3km處的大氣壓值與_______m高的水柱產(chǎn)生的壓強相等。
(3)在海拔1km處,10m2水面受到的大氣壓力是_______N。
【答案】 (1). 減小 (2). 7 (3). 9×105
【解析】(1)[1]由表格數(shù)據(jù)可知,海拔越高大氣壓值越小,大氣壓強隨海拔高度增加而減小。
(2)[2]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,海拔3km處的大氣壓值為70000Pa,根據(jù)p=ρgh可知,產(chǎn)生這么大壓強的水柱的高度為
(3)[3]在海拔1km處的大氣壓為p'=90000Pa,則壓力的大小為
F=p'S=90000Pa×10m2=9×105N
9.(2020黃石)在課外活動中同學們舉行爬桿比賽,有同學沿豎直竹竿勻速向上爬,該同學勻速上爬時受到的摩擦力方向為豎直______(選填“向上”“向下”)。取一個瓶子,裝入適量的水,再取一根兩端開口帶刻度的細玻璃管,使玻璃管穿過橡皮塞插人水中。從管子上端吹人少量氣體,使瓶內氣體壓強大于大氣壓,水沿玻璃管上升到瓶口上方如圖,如果你拿著它從一樓上到六樓時會觀察到細玻璃管里的水面______(選填“上升”“下降”或“不變”)。乘坐觀光電梯時,透過玻璃看到戶外樹木向上運動,說明觀光電梯在______(選填“上升”“下降”或“靜止”)。
【答案】 (1). 向上 (2). 上升 (3). 下降
【解析】[1]勻速上爬時,該同學在豎直方向上受重力和摩擦力,兩個力平衡,方向相反,所以摩擦力方向豎直向上。
[2]若拿著瓶子從一樓上到六樓時,由于高度增加,大氣壓減小,則瓶內的氣壓高于瓶外大氣壓,故細玻璃管里的水面上升。
[3]乘坐觀光電梯時,透過玻璃看到戶外樹木向上運動,說明觀光電梯的位置相對于地面發(fā)生了變化,則觀光梯向下運動,即觀光梯正在下降。
10.(2020 阜新)如圖,茶壺的壺身和壺嘴構成了一個________,當壺中水深12cm時,A點受到水的壓強是________Pa;若壺中裝滿水,用手指將壺蓋上的小孔堵住,則壺中的水________(選填“能”或“不能”)倒出來。
【答案】 (1). 連通器 (2) . 1200; (3). 不能
【解析】[1]茶壺的壺嘴和壺身構成了一個連通器,當里面的水不流動時,壺嘴和壺身內的水面保持相平。
[2]A點受到水的壓強:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
[3]若壺中裝滿水,用手指將壺蓋上的小孔堵住,由于外部的大氣壓大于壺內壓強,壺中的水不能倒出。




第3節(jié) 大氣壓強
一、大氣壓強的存在
1.大氣壓強產(chǎn)生的原因:空氣受到重力 ; 空氣具有流動性
2.特點:各個方向都有大氣壓強
3.證明大氣壓存在的實驗:馬德堡半球實驗
二、大氣壓的測量
1.第一個準確測量大氣壓的實驗:托里拆利實驗 :
P0=ρ水銀.g.h =13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105Pa≈105 Pa
三、大氣壓的變化
1.大氣壓隨高度的升高而減小,隨高度的降低而增大。
2.大氣壓越高沸點越高,大氣壓越低沸點越低。
四、大氣壓的應用
針筒吸藥液、吸管喝飲料、拔火罐、活塞式抽水機、離心式抽水機



業(yè)
【必做題】
教材第43頁動手動腦學物理的3、4題.
【選做題】
教材第43頁動手動腦學物理的1、2、5題.




大氣壓概念比較抽象,學生感受不像固體壓強和液體壓強那么直觀,因此教學過程中注重聯(lián)系實際,加強實驗,通過日常生活中的例子和隨手可得的小實驗使學生獲得更多的感性認識,激發(fā)興趣,培養(yǎng)學生的抽象思維能力和綜合運用知識解決問題的能力。
托里拆利實驗測量大氣壓的原理需用液體傳遞壓強的特點來理解,學生理解起來可能有困難,利用二力平衡來理解測量大氣壓的原理,為什么大氣壓等于高為760mm汞柱產(chǎn)生的壓強? 在教學中結合了多媒體課件,對學生科學探究過程進行引導,以降低探究難度。重視科學思想和科學方法的教育,從實際生活中的物理現(xiàn)象出發(fā),創(chuàng)設問題情景引入課題,不僅提高學生學習物理的興趣,又能提高學生解決問題、分析問題的能力。

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