【核心素養(yǎng)】人教版八年級下冊+第九章《壓強(qiáng)》+單元知識清單-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

知識清單
1
壓力
2
影響壓力作用效果的因素
3
壓強(qiáng)
4
怎樣減小或增大壓強(qiáng)
一、壓力
1. 壓力的概念
（1）作用在物體表面上的力叫做壓力，常用F表示。如圖所示：

杯子對桌面的壓力圖釘尖對墻壁的壓力木塊對斜面的壓力
（2）壓力的作用點(diǎn)：在受壓的物體表面。
（3）壓力的方向：垂直并指向受壓的物體表面。
由于受力物體的受力面可能是水平面，也可能是豎直面，還可能是角度不同的傾斜面，因此壓力的方向沒有固定指向，它可能指向任何方向，但始終和受力物體的受力面相。
（4）壓力的大小
壓力的大小并不一定等于重力的大小，有時(shí)相等，有時(shí)無關(guān)。只有當(dāng)物體自由靜止在時(shí)，物體對支持面的壓力大小才等于物體所受的重力大小。
（5）產(chǎn)生條件：兩個(gè)物體必須相互接觸，而且有相互擠壓的作用。
（6）壓力的作用效果：壓力作用在接觸面上，使物體發(fā)生形變。
2. 壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系
（1）區(qū)別
（2）壓力與重力的聯(lián)系
只有當(dāng)物體處于水平面，且在豎直方向上只受重力和支持力時(shí)，物體對水平面壓力的大小、方向才與重力的大小方向相同，盡管如此，壓力仍不是重力。
二、實(shí)驗(yàn)：探究影響壓力作用效果的因素
【猜想與假設(shè)】小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破，重重的駱駝卻不會(huì)陷入沙中。由此猜想：壓力作用的效果除了與壓力的大小有關(guān)，還跟有關(guān)。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）實(shí)驗(yàn)器材：形變顯著的物體（如海綿、沙子等）、壓力小桌、砝碼。
（2）實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法：探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關(guān)系，采用該法進(jìn)行。
②轉(zhuǎn)換法：壓力的作用效果通過海綿的來體現(xiàn)。
（3）改變壓力和受力面積的方法
①保持小桌與海綿的接觸面積不變，在小桌上放一個(gè)砝碼，改變壓力，比較海綿兩次形變的程度，如圖甲、乙所示，記入表中。
②控制壓力不變，改變小桌與海綿的接觸面積（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比較海綿兩次形變的程度，如圖乙、丙所示，記入表中。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
操作1：在海綿上放一個(gè)小桌，觀察圖甲所示海綿被壓陷的深淺；
操作2：在小桌子上方放一個(gè)砝碼，再次觀察海綿的凹陷深度，如圖乙；
操作3：將小桌子倒置，桌面和海綿接觸，放上砝碼，然后再次觀察海綿的凹陷深度，如圖丙。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與記錄：
【分析論證】由甲、乙可得出，受力面積大小相同時(shí)，壓力作用效果與壓力大小有關(guān)，壓力越大，壓力作用效果越。由乙、丙可得出，壓力大小相同時(shí)，壓力作用效果與受力面積大小有關(guān)，受力面積越小，壓力作用效果越。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關(guān)；在受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。在壓力相同時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，而木板不易發(fā)生形變，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。實(shí)驗(yàn)中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。
三、壓強(qiáng)
1.壓強(qiáng)
（1）物理意義：表示壓力的。
（2）定義：物體所受壓力的大小與受力面積叫做壓強(qiáng)。
（3）公式：壓強(qiáng)= eq \f(壓力,受力面積) p= eq \f(F,S)
壓強(qiáng)在數(shù)值上等于物體單位面積所受的壓力。
適用范圍：這是壓強(qiáng)的定義式，適用于所有物體間的壓強(qiáng)計(jì)算，包括氣體、固體、液體。
（4）單位：壓強(qiáng)的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是pa。
1pa= N/m2，1pa表示1m2面積上所受的。
實(shí)際應(yīng)用中常用千帕（kpa）、兆帕（Mpa）作單位，氣象學(xué)中常用百帕（hpa）作單位。
換算關(guān)系：1Mpa =103kpa 1kpa=103pa 1hpa=100 pa
（5）理解壓強(qiáng)公式p= eq \f(F,S)
①壓強(qiáng)大小是由壓力和受力面積共同決定的，不僅僅決定于壓力大小。在S一定時(shí)，p與F成正比，在F一定時(shí)，p與S成反比。
②公式中的F是壓力，而不是重力。當(dāng)物體放在水平上時(shí)，壓力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時(shí)，二者相互接觸的面積，而不是其他面積，而且在計(jì)算時(shí)S的單位用國際單位。
2. 壓強(qiáng)與壓力的辨析
3. 柱體的壓強(qiáng)
（1）公式推導(dǎo)：如圖所示，有一質(zhì)量分布均勻的柱狀固體，密度為?，底面積為S，高度為h。求該柱體對水平面的壓強(qiáng)。

這個(gè)柱體的體積V= ；這個(gè)柱體的質(zhì)量m=ρV= ；
對水平面壓力F=G=mg=ρVg =
對水平面壓強(qiáng)：p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh,S) =
即柱體產(chǎn)生的壓強(qiáng) p=ρgh
（2）公式p=ρgh中各物理量的意義與單位
ρ表示密度，單位為（kg/m3）；h表示高度，單位為（m）；g=9.8N/kg
p表示壓強(qiáng)，單位為（Pa）
各物理量的單位全部采用國際單位制。
（3）理解公式 p=ρgh
①公式 p=ρgh只適用于的物體（例如長方體、正方體、圓柱體等）對水平面的壓強(qiáng)，不能用于其他形狀的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
②柱形的物體對水平面的壓強(qiáng)只與物體的密度和高度，與物體的底面積、重力等。（均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
四、怎樣減小或增大壓強(qiáng)
1．減小壓強(qiáng)的方法
（1）減小方法
①當(dāng)受力面積一定時(shí)，壓力；②當(dāng)壓力一定時(shí)，受力面積（均選填“減小”或“增大”）。
（2）減小壓強(qiáng)的事例

軌道鋪在枕木上、坦克履帶、滑板都是通過增大減小壓強(qiáng)的；汽車限重是通過減小汽車對地面的減小壓強(qiáng)的。
2．增大壓強(qiáng)的方法
（1）增大方法
①當(dāng)受力面積一定時(shí)，壓力；②當(dāng)壓力一定時(shí)，受力面積（均選填“減小”或“增大”）。
（2）增大壓強(qiáng)的事例

第2節(jié) 液體的壓強(qiáng)
知識清單
1
液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
2
液體壓強(qiáng)的大小
3
連通器
4
液體產(chǎn)生的壓力
一、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
1. 實(shí)驗(yàn)：探究液體內(nèi)向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)
（1）實(shí)驗(yàn)探究
①如圖1所示，表明水對容器的有向下的壓強(qiáng)；如圖2所示，說明水對有壓強(qiáng)。
②如圖3所示，選取一柱狀容器，讓水面高出容器口一段高度，會(huì)發(fā)現(xiàn)：水從底部流出，說明液體內(nèi)部有向的壓強(qiáng)；水從容器側(cè)壁的孔中噴出，說明液體對有壓強(qiáng)；容器上表面有水向上噴出，說明水內(nèi)部也有向的壓強(qiáng)。
③如圖4所示，將底部和側(cè)壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中，發(fā)現(xiàn)底部和側(cè)壁的橡皮膜向瓶內(nèi)凹，表明水內(nèi)部向都有壓強(qiáng)。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：液體內(nèi)向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
（3）液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：液體受到，液體具有性。
2. 壓強(qiáng)計(jì)
（1）作用：測量液體內(nèi)部。
（2）構(gòu)造：壓強(qiáng)計(jì)主要由U形管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成）三部分組成。
（3）原理：放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會(huì)發(fā)生形變，U形管左右兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強(qiáng)的大小，液面的高度差越大，壓強(qiáng)越。
（4）壓強(qiáng)計(jì)的使用
①實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否。常用方法是用手輕按橡皮膜，觀察壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差是否發(fā)生變化，如果變化，說明；如果不變，說明漏氣，則要查出原因，加以修整。
②當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時(shí)，U形管中的液面應(yīng)該是的，若出現(xiàn)高度差，需要將橡皮管取下，再重新安裝。
3. 實(shí)驗(yàn)探究：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小有什么特點(diǎn)
【猜想與假設(shè)】
猜想1：潛水越深，需要的裝備越堅(jiān)固，液體壓強(qiáng)的大小可能與深度有關(guān)；
猜想2：水越多，重力越大，液體壓強(qiáng)的大小可能與液體的質(zhì)量有關(guān)；
猜想3：液體的壓強(qiáng)是由液體產(chǎn)生的，壓強(qiáng)的大小可能與液體的種類有關(guān)；
猜想4：液體壓強(qiáng)的大小可能與液體內(nèi)部的方向有關(guān)?！?br>【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）實(shí)驗(yàn)器材：壓強(qiáng)計(jì)、鐵架臺(tái)、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。
（2）探究方法——控制變量法
①保壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。
②控制液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變，逐漸改變探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。
③把壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入鹽水中，控制探頭的深度不變、在鹽水中的方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
操作1：保持U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度不變；改變探頭的方向，分別沿水平向上、水平向下、沿豎直方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面的高度差Δh相等。
操作2：保持液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變（水平向下），逐漸增加探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3。
操作3：把壓強(qiáng)計(jì)的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對某一方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：Δh水＞Δh酒精。
【分析論證】
①由操作1可得出：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng) 。
②由操作2可得出：同種液體，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨的增加而增大。
③由操作3可得出：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體有關(guān)。深度相同時(shí)，密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：
在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；深度越深，壓強(qiáng)越大；液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
【交流討論】
（1）探究中用到的方法
①轉(zhuǎn)換法：通過觀察U形管兩液柱的高度差來比較壓強(qiáng)的大小。
②控制變量法：探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與的關(guān)系；探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與的關(guān)系；探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與的關(guān)系。
（2）U形管壓強(qiáng)計(jì)只能比較壓強(qiáng)的大小，不能測量壓強(qiáng)的大小。
（3）探究液體的壓強(qiáng)與液體質(zhì)量的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)：取兩只粗細(xì)不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，將其倒置，向兩瓶中裝入等質(zhì)量的水，可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，細(xì)塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
結(jié)論：等質(zhì)量的水對底部的壓強(qiáng)不同，液體壓強(qiáng)的大小與液體質(zhì)量，而與液體有關(guān)，深度越大，壓強(qiáng)越大。
4. 與液體壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象
①在醫(yī)院輸液時(shí)，要把藥液提高到一定的高度；②修建水壩時(shí)上窄下寬；③“蛟龍”號潛水器下潛深度最大為7062米；④潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。
二、液體壓強(qiáng)的大小
1. 研究方法——“理論推導(dǎo)法”
要想得到液面下某處的壓強(qiáng)，可以設(shè)想這里有一個(gè)水平放置的“平面”S。這個(gè)平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問題的關(guān)鍵。計(jì)算這段液柱對“平面”產(chǎn)生的壓強(qiáng)，就能得到液面下深度為h處的壓強(qiáng)。
2. 推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的大小
如圖所示，設(shè)想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。
這個(gè)液柱體的體積 V= ，這個(gè)液柱的質(zhì)量 m=ρV=
這個(gè)液柱對平面的壓力 F=G=mg=
平面S受到的壓強(qiáng) p= eq \f(F,S) =
因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為 p=
3. 進(jìn)一步理解 p=ρgh
（1）壓強(qiáng)公式中的物理量及其單位
ρ表示液體的，單位為千克/米3（kg/m3）
h表示液體的，單位為米 (m）；g為常數(shù)，大小為9.8N/kg
p表示液體在深度為h處的壓強(qiáng)，單位為帕（Pa）。
公式中的物理量單位全部使用國際單位。
（2）深度h：指液面到某點(diǎn)的距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為27cm，A點(diǎn)的深度為 cm，B點(diǎn)的深度為 cm。

（3）影響液體壓強(qiáng)大小的因素
根據(jù)p=ρgh可知：液體內(nèi)部壓強(qiáng)只跟液體和有關(guān)；與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。
（4）帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)
帕斯卡在1648年曾經(jīng)做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長的管子，從樓房的陽臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了。
分析：由于細(xì)管子的容積較小，幾杯水灌進(jìn)去，大大提高了水的深度h，從而對水桶產(chǎn)生很大的，這個(gè)壓強(qiáng)就對桶壁在各個(gè)方向產(chǎn)生很大的壓力，把桶壓裂了。
“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”說明：同種液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)取決于液體的深度，與液體的質(zhì)量、重力等因素?zé)o關(guān)。
三、連通器
1. 連通器
（1）連通器的概念：上端、下端的容器叫做連通器。
注意連通器的特征：底部互相連通；容器上端都開口；與形狀無關(guān)。

連通器連通器液面相平的原理
（2）連通器的特點(diǎn)
①連通器里裝同種液體，當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分中的液面總是的。
②利用液體壓強(qiáng)知識解釋連通器的特點(diǎn)
如上圖所示，在連通器中，設(shè)想在容器底部連通的部分有一“液片”AB。因?yàn)橐后w不流動(dòng)時(shí)，液片AB處于平衡狀態(tài)，所以液片兩側(cè)受到相等：F1=F2
根據(jù)壓強(qiáng)公式p=F/S可知：F1=P1S F2=P2S，所以液片兩側(cè)受到壓強(qiáng)相等：p1=p2
又因p1= p2= 即 ρgh1 =ρgh2
所以h1=h2，即兩管液面相平。
2. 連通器的應(yīng)用
（1）茶壺：茶壺的壺身與壺嘴構(gòu)成，如果壺嘴太高，則倒不出水；如果壺嘴太低，則裝不滿水，如圖所示。

（2）鍋爐水位計(jì)：能通過觀察水位計(jì)的玻璃管中的水位了解鍋爐內(nèi)的水位，如圖所示。
（3）洗手間下水管：U形管存水彎頭是一個(gè)連通器，正常使用時(shí)應(yīng)充滿水，阻礙下水道內(nèi)的臭味從下水管進(jìn)入洗手間內(nèi)，如圖所示。

（4）乳牛自動(dòng)喂水器：儲(chǔ)水槽與飲水槽構(gòu)成連通器，水位不相平時(shí)水就能流動(dòng)，使水槽內(nèi)始終有水，如圖所示。
3．三峽船閘
（1）船閘的基本構(gòu)造：船閘由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成（見甲圖）。
（2）船閘的工作過程
①分析一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。
甲關(guān)閉下游閥門B，打開上游閥門A，閘室和上游水道構(gòu)成了 .
乙閘室水面上升到和上游水面后，打開上游閘門C，船駛?cè)腴l室.
下游閘門閘室上游閘門
丙關(guān)閉上游閘門C和閥門A，打開下游閥門B，閘室和下游水道構(gòu)成了一個(gè) .
丁閘室水面下降到跟游水面相平后，打開下游閘門D，船駛向下游.

②輪船由下游通過船閘駛往上游的情況可參照上述①分析。
四、液體產(chǎn)生的壓力
因?yàn)橐后w具有流動(dòng)性，所以容器中的液體對容器底部的壓力大小與容器的形狀有關(guān)。
1. 液體對容器底部的壓力與容器形狀的關(guān)系
（1）三種常見不同形狀的容器
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
設(shè)柱形容器的底面積為S，內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。
則液體對容器底部的壓強(qiáng)為 p= 液體對容器底部的壓力為F=pS=ρghS，而hS的含義是以容器底為底、以液柱深度為高的柱體的體積，即V柱=hS，
所以F=pS=ρghS= = （G柱的含義是以V柱為體積的那部分液體的重力）。
結(jié)論：在柱形容器中，液體對容器底的壓力大小液體自身的重力。
（3）口大底小形容器
設(shè)容器的底面積為S，內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。
則液體對容器底部的壓強(qiáng)為 p=ρgh
液體對容器底部的壓力為F=pS=ρghS（hS相當(dāng)于右圖中紅色部分液柱的體積）
因?yàn)閔S＜V液，所以F＜ρgV液= ，液體對容器底部的壓力 F＜G液

結(jié)論：在口大底小形容器中，液體對容器底的壓力液體自身的重力。
（4）口小底大形容器

設(shè)容器的底面積為S，內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。
則液體對容器底部的壓強(qiáng)為 p=ρgh
液體對容器底部的壓力F=pS=ρg hS（hS相當(dāng)于右圖中紅色部分液柱的體積）
因?yàn)閔S＞V液，所以F＞ρgV液= ，液體對容器底部的壓力為 F＞G液
結(jié)論：在口小底大形容器中，液體對容器底的壓力液體自身的重力。
（5）總結(jié)：液體對容器底的壓力與容器形狀的關(guān)系
2. 分析計(jì)算液體對容器底部壓力大小的方法
（1）在柱形容器中，液體對容器底的壓力大小液體重力（選填“等于”或“不等于”）。在計(jì)算或討論直柱形容器底所受壓力時(shí)，一般根據(jù)F=G液體或F=pS進(jìn)行計(jì)算（根據(jù)題目提供的條件選擇）。
（2）在非柱形容器中，液體對容器底的壓力大小液體重力（選填“等于”或“不等于”）。在計(jì)算或討論非柱形容器底所受壓力時(shí)，一般要先計(jì)算壓強(qiáng)p=ρgh，然后再根據(jù)F=pS計(jì)算壓力。
第3節(jié) 大氣壓強(qiáng)
知識清單
1
大氣壓強(qiáng)的存在
2
大氣壓的測量
3
大氣壓的應(yīng)用
一、大氣壓強(qiáng)的存在
1. 實(shí)驗(yàn)探究：大氣壓的存在
（1）覆杯實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)一：把杯內(nèi)加滿水，將硬紙片放在塑料杯杯口，用手按住并倒置過來，放手后，發(fā)現(xiàn)硬紙片沒有掉下來。原因分析：杯中裝滿水，排出了空氣，杯內(nèi)水對硬紙片向下的壓強(qiáng)小于對硬紙片向上的壓強(qiáng)，由于的作用，硬紙片沒有掉下來。
實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三
②實(shí)驗(yàn)二：把杯內(nèi)加滿水，將硬紙片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置過來，將紙杯朝不同的方向，發(fā)現(xiàn)硬紙片都不會(huì)脫落。說明大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
③實(shí)驗(yàn)三：在裝滿水倒置的塑料杯底部用針扎一個(gè)小孔，發(fā)現(xiàn)硬紙片掉了下來，水流出。原因分析：用針在塑料杯杯底扎孔后，水上方有大氣壓，下面也有大氣壓，所以水在的作用下流出來。
（2）瓶吞雞蛋
將剝了皮的熟雞蛋放入廣口瓶中，雞蛋不會(huì)掉入瓶中。將浸過酒精的棉花點(diǎn)燃后放入廣口瓶內(nèi)，然后立即將剝殼的熟雞蛋堵住瓶口，發(fā)現(xiàn)熟雞蛋被“吞入”瓶中。
原因分析：棉花燃燒，瓶內(nèi)空氣受熱膨脹被排出一部分，堵上雞蛋，瓶內(nèi)氣體冷卻后，瓶內(nèi)氣壓低于外界，在大氣壓的作用下，雞蛋被壓入瓶中。
（3）馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
德國馬德堡市的市長奧拓?格里克，1654年5月，他做了兩個(gè)直徑36cm的空心銅半球，密合后抽出里面的空氣，然后每個(gè)半球上栓8匹馬，總共16匹馬才把兩個(gè)半球拉開。
馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的解釋：球體內(nèi)部沒有氣體，也就沒有向外的壓強(qiáng)（壓力），外部有大氣，對半球的四周表面有壓強(qiáng)，所以是大氣壓強(qiáng)（壓力）把兩個(gè)半球緊緊壓在一起。馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，證明大氣存在并且很。
（4）探究歸納：大氣與液體一樣，向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
2. 大氣壓
（1）概念：大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡稱或氣壓。
（2）大氣壓產(chǎn)生的原因
地球周圍的空氣層因地球的吸引而受到作用，同時(shí)空氣又具有性，因此大氣對浸在空氣中的物體表面就產(chǎn)生了壓強(qiáng)。
（3）大氣壓的特點(diǎn)
在大氣層內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；在同一高度、同一地點(diǎn)向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等。
（4）大氣壓存在的現(xiàn)象
生活中吸飲料、吸藥液、吸墨水等例子都表明大氣壓的存在，實(shí)際上，一切“吸”液體的過程都是靠管內(nèi)外氣體壓強(qiáng)差將液體“壓”的過程。
二、大氣壓的測量
1. 托里拆利實(shí)驗(yàn)
（1）托里拆利實(shí)驗(yàn)過程
①在長度大約1米、一端封閉、一端開口的玻璃管中灌滿水銀，排出空氣。
②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指緊緊堵住玻璃管開口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里。
③待開口端全部浸入水銀時(shí)放開手指，將管子豎直固定，當(dāng)管內(nèi)水銀停止下降時(shí)，讀出此時(shí)水銀柱的高度，約760mm。
④如果玻璃管傾斜，進(jìn)入到玻璃管內(nèi)水銀的長度會(huì)變大，但是水銀柱的豎直高度不變，依舊是760mm。
（2）實(shí)驗(yàn)分析
玻璃管內(nèi)水銀面的上方是，沒有大氣壓，管外水銀面的上方是，玻璃管內(nèi)的水銀面之所以能夠高于水銀槽內(nèi)的水銀面，是因?yàn)? 支撐著管內(nèi)這段水銀柱使它不會(huì)落下。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論
大氣壓的數(shù)值等于它支撐的這段產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即p大氣壓=p水銀
這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早是由意大利科學(xué)家托里拆利做的，故被稱為實(shí)驗(yàn)。
2. 理解托里拆利實(shí)驗(yàn)
（1）水銀柱的高度
水銀柱的高度是指管內(nèi)外水銀面的豎直高度差，不是指管傾斜時(shí)水銀柱的長度，實(shí)驗(yàn)過程中，只要測量正確（測量高度差），玻璃管是否傾斜實(shí)驗(yàn)結(jié)果（選填“影響”或“不影響”）。
管內(nèi)水銀柱的高度只與外界的大氣壓有關(guān)，與管的粗細(xì)、長度、形狀、插入水銀中的深度都無關(guān)，改用粗一些或細(xì)一些的玻璃管結(jié)果（選填“影響”或“不影響”）。
（2）玻璃管口在水銀中的深度
玻璃管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改變管內(nèi)水銀柱上方真空部分的體積，而水銀柱的高度不變。
（3）玻璃管內(nèi)漏進(jìn)空氣
實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果玻璃管內(nèi)漏進(jìn)去一些空氣，因?yàn)楣軆?nèi)空氣能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)，所以會(huì)使水銀柱的液面下降，測量結(jié)果變（選填“大”或“小”）。
（4）托里拆利實(shí)驗(yàn)如果用水來做，則水的高度大約 m，太不方便。計(jì)算過程：
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. 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
托里拆利當(dāng)時(shí)測得管內(nèi)外水銀面的高度差為760mm，通常把這樣大小的大氣壓叫做大氣壓，用字母p0表示。
根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式，760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)
p0=ρ水銀gh= Pa
粗略計(jì)算時(shí)可取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.0×105 Pa。
（2）大氣壓的一些單位
帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米水銀柱高（mmHg柱）或厘米水銀柱高（cmHg柱）等。
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013×105 Pa= 毫米水銀柱= 厘米水銀柱
4. 氣壓計(jì)
氣壓計(jì)：測量大氣壓的儀器叫做氣壓計(jì)。
（1）水銀氣壓計(jì)：在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，如果玻璃管旁立一個(gè)刻度尺，讀出水銀柱的高度，就知道當(dāng)時(shí)的大氣壓了，這就是一個(gè)簡單的水銀氣壓計(jì)。水銀氣壓計(jì)比較準(zhǔn)確，但攜帶不便。
（2）金屬盒氣壓計(jì)（又稱無液氣壓計(jì)）
它的主要部分是一個(gè)波紋狀真空金屬盒，氣壓變化時(shí)，金屬盒厚度會(huì)發(fā)生變化，傳動(dòng)裝置將這種變化轉(zhuǎn)化為指針的偏轉(zhuǎn)，指示出氣壓的大小。
（3）自制氣壓計(jì)
①制作與使用
取一個(gè)瓶子，裝入適量帶色的水，再取一根兩端開口的細(xì)玻璃管，在它上面畫上刻度，使玻璃管穿過橡皮塞插入水中。從管的上端吹入少量氣體，使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓，水沿玻璃管上升到瓶口以上。根據(jù)玻璃管內(nèi)水柱的高低，就可以知道外部大氣壓強(qiáng)的大小，如下圖所示。

②自制氣壓計(jì)的測量原理
在玻璃管內(nèi)的底部取一液片“AB”，因?yàn)橐浩o止，所以
p內(nèi)=p大氣壓+p水即 P內(nèi)上=p0 + ρ水gh水
因?yàn)槠績?nèi)氣壓基本不變，即水對液片向上的壓強(qiáng) p內(nèi)基本不變，所以當(dāng)外界大氣壓強(qiáng) p0 降低時(shí)，h水變；反之，外界大氣壓強(qiáng) p0 增大時(shí)，h水變。
該氣壓計(jì)會(huì)受溫度的影響，當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶內(nèi)氣壓P內(nèi)變大，h水變大。
6. 大氣壓與高度的關(guān)系
（1）實(shí)驗(yàn)探究：拿著自制氣壓計(jì)從一樓到五樓，記錄并觀察玻璃管內(nèi)水柱的高度（即管內(nèi)與瓶內(nèi)水面的高度差）。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：拿著自制氣壓計(jì)從一樓到五樓，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水面的高度差變大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：大氣壓隨高度增加而。
（2）大氣壓與高度的關(guān)系
【看圖分析】
①結(jié)論：大氣壓隨高度增加而減小，在海拔3000m以內(nèi)，每升高10m，大氣壓大約減小 pa。
②大氣壓隨海拔高度的升高而減小的原因
大氣壓由于大氣受重力而產(chǎn)生，因?yàn)楹０卧礁?，空氣越稀薄，空氣密度變小，大氣重力變小，因此大氣壓就?huì)降低。當(dāng)離開地面的高度達(dá)到100km時(shí)，大氣就變得極其稀薄了。
（3）高度計(jì)：如果無液氣壓計(jì)的刻度盤上標(biāo)的是高度，就變成了計(jì)。因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)隨高度的增加而減小，我們可測出不同高度的氣壓值，把它們的對應(yīng)關(guān)系刻在無液氣壓計(jì)的刻度盤上即可。
7. 水的沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系
（1）實(shí)驗(yàn)探究
①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將水加熱至沸騰后停止加熱，沸騰停止，若將燒瓶內(nèi)部的空氣抽出，停止沸騰的水又重新沸騰起來。
②現(xiàn)象分析：抽出空氣，瓶內(nèi)的氣壓降低，停止沸騰的水還能重新沸騰起來，說明瓶內(nèi)水的沸點(diǎn) 了。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論
液體的沸點(diǎn)與液體表面上方的氣壓有關(guān)，氣壓降低，沸點(diǎn) ；氣壓升高，沸點(diǎn) 。
（2）水的沸點(diǎn)與氣壓值對照表
觀察表格可以得出水的沸點(diǎn)與氣壓之間的關(guān)系：
氣壓值
（×103pa）
1
2
3
5
10
20
30
50
70
101
沸點(diǎn)
（℃）
4
16
23
32
46
60
69
81
90
100
①氣壓越大，水的沸點(diǎn)越高；氣壓越小，水的沸點(diǎn)越低。
②在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為 ℃。
在海拔8848米的珠穆朗瑪峰頂上，大氣壓約為31000pa，水的沸點(diǎn)大約是： ℃（69~75℃間）。（3）高壓鍋的原理
高壓鍋使鍋內(nèi)部的氣壓 1個(gè)大氣壓，水的沸點(diǎn) ，要在高于100℃時(shí)才沸騰，這樣高壓鍋內(nèi)部就形成高溫高壓的環(huán)境，飯就容易很快做熟。
三、大氣壓的應(yīng)用
1. 生活中應(yīng)用實(shí)例
在生活中，吸塵器、吸盤掛鉤、拔火罐等都是應(yīng)用了大氣壓，這些吸的過程都是靠大氣壓“壓”的結(jié)果。

吸塵器吸盤掛鉤拔火罐
2. 活塞式抽水機(jī)
（1）組成：活塞式抽水機(jī)由圓筒、活塞、出水管、兩個(gè)單向閥門A、B等組成。
（2）工作原理
①提起活塞，閥門A受到大氣壓的作用關(guān)閉。活塞下面空氣稀薄，氣壓小于外界的大氣壓。低處的水受到大氣壓的作用，推開閥門進(jìn)入圓筒。
②當(dāng)壓下活塞時(shí)，閥門B被水壓下關(guān)閉，水被阻不能向下流動(dòng)，便沖開閥門進(jìn)入圓筒的上部。
③再提起活塞時(shí)，活塞上面的水迫使閥門關(guān)閉，水從側(cè)管流出。同時(shí)井的水又在大氣壓的作用下推開閥門而進(jìn)入圓筒。
3. 離心式抽水機(jī)
如圖所示，葉輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)被甩入出水管中，這時(shí)葉輪附近的壓強(qiáng)減小，迫使低處的水推開底閥，沿進(jìn)水管進(jìn)入泵殼，進(jìn)入泵殼的水又被葉輪甩入出水管，這樣一直循環(huán)下去，就不斷把水送到了高處。
第4節(jié) 流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
知識清單
1
流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
2
飛機(jī)的升力
3
用傳感器研究氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系
一、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1 . 流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
（1）流體：
液體和氣體都具有流動(dòng)性，統(tǒng)稱為。如空氣、水等，流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱作流體壓強(qiáng)。
（2）實(shí)驗(yàn)探究：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
①實(shí)驗(yàn)一：分不開的紙
如圖所示，手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。發(fā)現(xiàn)兩張紙不但不分開，反而會(huì)靠攏。
【實(shí)驗(yàn)分析】吹氣時(shí)，兩張紙條內(nèi)側(cè)空氣流動(dòng) ，壓強(qiáng)變，而紙條外側(cè)空氣的流速基本不變，大氣壓強(qiáng)相對較大，存在壓強(qiáng)差，因而有差，是這個(gè)壓力差把兩紙條壓到了一起。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在氣體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越。
②實(shí)驗(yàn)二：口吹硬幣跳躍木塊
如圖所示，在離桌邊20~30cm的地方放一枚鋁制硬幣，在硬幣前10cm左右放置一個(gè)高度約2cm的木塊，在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當(dāng)?shù)墓P記本。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，發(fā)現(xiàn)硬幣會(huì)跳過木塊。
【現(xiàn)象分析】實(shí)驗(yàn)中的硬幣，上面只有空氣與它接觸。吹氣時(shí)硬幣向上“跳”，說明它下面空氣向上的壓力較。硬幣上下兩面的面積相同，因此一定是下面空氣向上的比較大。由于吹氣，硬幣上面的流速變大，壓強(qiáng)變；硬幣下方空氣流速小，壓強(qiáng)大。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在氣體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小。
③實(shí)驗(yàn)三：吹不開的乒乓球
如圖所示，在盛水的淺容器中放入兩個(gè)乒乓球，使兩球間隔一定的距離且靜止?，F(xiàn)用一細(xì)紙管向兩乒乓球中間吹氣，兩乒乓球會(huì)靠攏。
【實(shí)驗(yàn)分析】兩個(gè)乒乓球向中間靠攏，說明兩球內(nèi)側(cè)受到液體的壓強(qiáng)變小，吹氣前后兩球外側(cè)受到液體壓強(qiáng)不變，球內(nèi)外存在差，因而存在壓力差，兩球在作用下向中間靠攏。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小。
④實(shí)驗(yàn)四：玻璃管中水柱的高度為何不同？
如圖所示是一粗細(xì)不同的玻璃管，在粗細(xì)不同的位置上分別有豎直玻璃細(xì)管與其連通，讓水流過玻璃管。會(huì)發(fā)現(xiàn)三個(gè)豎直玻璃管中的水柱高度不相同，與粗管處連接的管子，水柱高，與細(xì)管處連接的管子，水柱低。
【實(shí)驗(yàn)分析】水平管的粗細(xì)不同，水流動(dòng)時(shí)，流量是的，故三段水平管中水的流速是的（均選填“相同”或“不相同”）；粗管中的水，流速小，細(xì)管中的水，流速大。水流動(dòng)時(shí)，小豎管中水柱的高度不相同，根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，各段水平管中水的壓強(qiáng)不相同，粗管中水的壓強(qiáng) ，細(xì)管中水的壓強(qiáng) 。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在液體中，流速大的位置，壓強(qiáng)??；流速小的位置，壓強(qiáng)大。
（3）探究歸納
在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越；流速越小的位置，壓強(qiáng)越。
2. 用“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”解釋現(xiàn)象
（1）火車站臺(tái)上的安全線
在火車站和地鐵站的站臺(tái)上往往要畫一條安全線。原因是：當(dāng)火車或地鐵進(jìn)站時(shí)，會(huì)帶動(dòng)人和車之間的空氣的流速加快，人外側(cè)空氣流速慢壓強(qiáng)大，而內(nèi)側(cè)流速快壓強(qiáng) ，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向側(cè)的壓強(qiáng)差，將人推向火車，易出現(xiàn)危險(xiǎn)。
（2）噴霧器的工作原理
噴霧器的小孔處比較細(xì)，當(dāng)有氣體流出時(shí)，空氣流速快，壓強(qiáng) ，容器里液面上方的空氣壓強(qiáng)大，液體就沿著細(xì)管上升，從管口流出后，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。
（3）草原犬鼠的洞穴
犬鼠的洞穴有兩個(gè)出口，一個(gè)是平的，另一個(gè)則是隆起的土堆。這是為什么呢？
兩個(gè)洞口的形狀不同，決定了洞穴中空氣流動(dòng)的方向。吹過平坦表面的風(fēng)速，壓強(qiáng) ；吹過隆起表面的風(fēng)速，壓強(qiáng) 。因此，地面上的風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習(xí)習(xí)涼風(fēng)（均選填“大”或“小”）。
（4）跑車的氣流偏導(dǎo)器
跑車車身形狀和機(jī)翼類似，高速飛馳時(shí)，如果產(chǎn)生向上的力就會(huì)發(fā)飄，會(huì)造成行駛不穩(wěn)定。所以在跑車車尾安裝了一種“氣流偏導(dǎo)器”， “氣流偏導(dǎo)器”上表面平直，下表面呈向下凸，當(dāng)跑車高速行駛時(shí)，流過它上方的空氣速度比下方空氣。此時(shí)，上方空氣壓強(qiáng)比下方空氣壓強(qiáng)大，這樣，“氣流偏導(dǎo)器”受到一個(gè)向的壓力差，從而使車輪抓緊地面。
二、飛機(jī)的升力
如圖所示是飛機(jī)的機(jī)翼截面形狀，機(jī)翼的形狀基本是，機(jī)翼的形狀對飛機(jī)的起飛起了很重要的作用。
飛機(jī)起飛前，先在跑道上跑一段距離，空氣相對機(jī)翼向后運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)翼的形狀是上凸下平，所以上方空氣流速，壓強(qiáng) ，機(jī)翼上、下方存在壓強(qiáng)差，產(chǎn)生，形成了向的升力。
機(jī)翼上、下表面的是產(chǎn)生升力的原因。
三、拓展性實(shí)驗(yàn)—用傳感器研究氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)介紹】如圖，三節(jié)直徑不同的塑料管聯(lián)結(jié)在一起，然后與抽氣機(jī)相通。當(dāng)抽氣機(jī)抽氣時(shí)，在同一時(shí)間內(nèi)，通過三個(gè)管子的氣體總量是相同的，所以細(xì)管內(nèi)氣體的流速一定比粗管內(nèi)氣體的流速大。將三個(gè)氣體壓強(qiáng)傳感器分別放入管內(nèi)，將傳感器與計(jì)算機(jī)相連，從計(jì)算機(jī)上就可以讀出三個(gè)位置氣體的壓強(qiáng)值。
看看是不是氣體流速大的地方壓強(qiáng)小。
【實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)象】
（1）將三個(gè)氣體壓強(qiáng)傳感器探頭分別插入三節(jié)管中，將傳感器與電腦相連，打開抽氣機(jī)抽氣，觀察電腦屏幕。
（2）調(diào)換抽氣機(jī)的擋位，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄電腦屏幕圖像，如圖乙所示。
【實(shí)驗(yàn)分析】如圖所示，①、②、③三條圖線分別對應(yīng)粗細(xì)不同的三節(jié)管中氣體壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況。分析圖像可知，處流速大，壓強(qiáng) ；處流速小，壓強(qiáng) 。
當(dāng)調(diào)換抽氣機(jī)的擋位后，圖乙中的三條圖線均下移，由此可判斷三節(jié)管中氣體的流速均。（選填“增大”或“減小”）
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】流體的流速越大，壓強(qiáng)越??；流體的流速越小，壓強(qiáng)越大。
壓力
重力
定義
垂直作用在物體表面的力
由于吸引而使
物體受到的力
方向
垂直于受力物體表面，
并指向被壓物體
豎直向
作用點(diǎn)
被壓物體表面

大小
有時(shí)與重力有關(guān)，大小相等。
有時(shí)與重力有關(guān)，但大小不等。
有時(shí)與重力無關(guān)。
與質(zhì)量成正比G=mg
力的性質(zhì)
接觸的物體間相互擠壓而
發(fā)生形變產(chǎn)生的，屬于彈力
來源于萬有引力，
是非接觸力
受力示意圖

實(shí)驗(yàn)
壓力
受力面積
壓力作用效果
甲
小桌的重力
桌腳（小）
明顯
乙
小桌+砝碼重力
桌腳（小）
很明顯
丙
小桌+砝碼重力
桌面（大）
極不明顯
項(xiàng)目
壓強(qiáng)
壓力
定義
物體所受壓力大小
與受力面積之比
垂直壓在物體
表面上的力
物理意義
表示壓力的作用效果
物體發(fā)生形變的作用力
公式
P=F/S
F=pS
單位
（N）
（pa）
大小
與壓力的大小和
受力面積都有關(guān)
有時(shí)與重力有關(guān)，
有時(shí)與重力無關(guān)
容器形狀
容器底所受
壓力與液體
重力的關(guān)系
F G液
F G液
F G液
結(jié)論
液柱對容器底部的壓力只等于以其底面積大小形成的的重力。
樓層
1
2
3
4
5
管內(nèi)與瓶內(nèi)
水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3

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