資源簡介

8.3 空氣的“力量”
素養目標
1.經歷實驗的觀察,體驗大氣壓的存在,并能列舉出幾個證明大氣壓存在的事例。
2.經歷實驗探究,估測大氣壓的大小,體會科學探究的過程。
3.說出大氣壓隨高度的變化關系。
◎重點:大氣壓的測定。
【預習導學】
生活中的物理
覆 杯 實 驗
用一次性紙杯裝滿水,再用一張硬紙片蓋住杯口,倒置過來,發現硬紙片不掉,水也不從杯中流出。若將瓶子傾斜一些,硬紙片不掉,水仍沒有從杯中流出。若將整個裝置瓶口向下懸掛在密閉玻璃罩內,并用抽氣機不斷抽去罩內空氣,則硬紙片掉下來,水從杯中流出。
　　【問題】實驗中,紙片和水出現的現象為何不同 這其中蘊含著什么奧秘
重點梳理
知識點一 大氣壓強
1.定義:和液體一樣,空氣內部 方向也都存在壓強,這種壓強叫作大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓。
2.產生的原因:地球周圍包圍著厚厚的空氣層(大氣層),這些空氣同樣因受到地球的 而受到重力作用,同時空氣又具有流動性,因此大氣對浸在其中的物體就產生了壓強。
3.大氣壓存在的證明: 半球實驗、覆杯實驗、瓶子吞蛋實驗、瓶子吹氣球實驗等,而最早說明大氣壓存在的實驗是1654年的 半球實驗。
【參考答案】
知識點一
1.各個
2.吸引
3.馬德堡　馬德堡
知識點二 測量大氣壓
1.1644年, 及其同伴通過實驗第 次測出了大氣壓強的大小。
2.托里拆利實驗中,灌滿汞的玻璃管內部 空氣。隨著汞柱的下降,管內汞液的上方形成 。此時,大氣壓強跟 mm高的汞柱產生的壓強大小相等。
【參考答案】
知識點二
1.托里拆利　一
2.沒有　真空　760
知識點三 大氣壓強的變化
1.研究表明,大氣壓與海拔高度之間有一定的關系。離地面越高的地方,大氣層越 ,大氣壓也越 。在海拔2000 m以內,我們可以近似認為,每升高12 m,大氣壓強大約下降133 Pa。
2.大氣壓的大小除了隨高度的增加而減小外,還隨天氣的變化而變化,空氣濕度大時氣壓 ;溫度高時氣壓 。因此,一般冬天、晴天氣壓 ;夏天、陰天氣壓 。
·學習小助手·
一切液體的沸點,都是在氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。這里所說的氣壓是指液體上方的氣壓,不一定是大氣壓。
對點自測
2020年11月24日,搭載“嫦娥五號”的運載火箭順利升空,火箭升空過程中艙外大氣壓逐漸
。12月17日,“嫦娥五號”從月球帶回珍貴的月壤樣品,樣品慣性大小 。(均選填“增大”、“不變”或“減小”)
【參考答案】
知識點三
1.稀薄　小
2.低　低　高　低
對點自測
減小　不變
【合作探究】
任務驅動一 體驗大氣壓的存在
【實驗器材】瓶子、雞蛋、少許棉花等。
【實驗步驟】(1)在瓶子里放少許棉花(圖a),點燃棉花并燃燒一段時間(圖b)后,在瓶口放上雞蛋(圖c)。
(2)把瓶口向下(圖e)再次演示,實驗結果:瓶子向上吞了雞蛋(圖f)。
　　1.過一會兒后,在實驗中你看到的現象是什么
　　
2.把瓶口向下再次演示,你觀察到的現象是什么
　　
3.上述實驗說明了什么
　　
4.實驗中,點燃瓶內棉花,其目的是什么
　　
5.在瓶口放上雞蛋,過一會兒瓶子開始吞雞蛋,其原因是什么
　　
　　6.瓶吞雞蛋的原因是什么
　　
【參考答案】
任務驅動一
1.答:過一會兒,雞蛋掉入瓶中,即出現瓶吞雞蛋的現象(圖d)。
2.答:實驗結果是瓶子向上吞了雞蛋。
3.答:大氣對處在其中的物體有壓強。
4.答:點燃瓶內棉花,瓶內氣體溫度升高,部分氣體被排出,使瓶內空氣減少。
5.答:酒精在燃燒過程中,瓶中的空氣受熱膨脹、體積變大,會被擠出瓶子一部分。當酒精燃燒完之后,用剝殼的熟雞蛋堵住瓶口時,瓶內氣體溫度降低,氣壓減小,而瓶外氣壓不變,瓶外大氣壓著雞蛋進入瓶中。
6.答:外界大氣壓大于瓶內氣壓。
任務驅動二 托里拆利實驗
【實驗器材】長約1 m的細玻璃管、汞、汞液槽等。
【實驗步驟】(1)如圖所示,取一根長約1 m且一端封閉的細玻璃管。
(2)在細玻璃管內灌滿汞,用手指將管口堵住,然后倒插在汞液槽中。
(3)放開手指,讓管內汞流下,觀察管內外汞面的高度差。
(4)把管子傾斜一些,觀察管內外汞面的高度差是否發生變化。
　　【實驗現象】管內汞面下降到一定高度就 ,這時管內外汞面的高度差約為 mm;把管子傾斜一些,高度差也 變化。
【現象分析】由于玻璃管內汞面上方是 ,管外汞面上方是 ,因此,是 支持著管內這段汞柱使其不會落下,因此大氣壓的數值就等于這段汞柱產生的 。根據液體壓強公式,求出汞柱產生的壓強就求出了大氣壓的值,p=ρgh= 13.6×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×0.76 m=
Pa。
【探究結論】人們通常把等于 mm高汞柱產生的壓強的大氣壓叫作標準大氣壓,用p0表示,則p0=1.013×105 Pa,約為1.0×105 Pa。
·學習小助手·
在托里拆利實驗中,玻璃管不能太短,如果玻璃管的長度小于760 mm,則汞柱不會下降,測不出大氣壓的值;在實驗中,玻璃管內不能殘留空氣。如果管內殘留少量空氣,則實驗中玻璃管內液面上方就不是真空,液面上就要受到一個較小的壓強,使測出的大氣壓的值偏小;汞柱的高度只與大氣壓的大小有關,與管的粗細、是否傾斜無關,并且汞柱的高度并不一定等于管中汞柱的長度。
【參考答案】
任務驅動二
【實驗現象】不再下降　760　不發生
【現象分析】真空　大氣　大氣壓　壓強
1.013×105
【探究結論】760
任務驅動三 利用注射器估測大氣壓的值
提出問題:液體壓強可用公式p=ρgh進行計算,而大氣的密度受氣壓影響非常大,且是不斷變化的,因而不能用p=ρgh確定大氣壓的值,那么怎樣測出大氣壓的值呢
制訂計劃與設計實驗:利用二力平衡測量大氣壓力,再利用p=測量大氣壓強。
實驗器材:注射器、彈簧測力計、刻度尺、細線等。
實驗步驟:
(1)如圖所示,將注射器的活塞推至注射器筒的底部,排盡空氣,用橡皮帽封住注射器的小孔。
(2)用細線拴住注射器活塞的頸部,使線的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,沿水平方向向右拉動注射器筒,直到活塞開始滑動時讀出彈簧測力計的示數F。
(3)用刻度尺測出注射器全部刻度的長度l,讀出注射器的容積V。
(4)利用p==求出大氣壓的值。
交流與評估:
(1)為了提高氣密性,實驗中可采用哪些措施
　　
(2)實驗中,彈簧測力計選用分度值大些的好還是小些的好
　　
　　(3)實驗時,為何用另一只手托住測力計,使測力計和注射器都保持水平方向
　　
(4)實驗時,為何選擇口徑較小的注射器
　　
·學習小助手·
在用注射器估測大氣壓值的實驗中,由于活塞與筒壁之間存在摩擦力,會造成拉力偏大,計算出的大氣壓的數值偏大。如果不計摩擦力,而沒有將注射器內的空氣排盡,筒內氣體就會有一個較小的壓強,測出的大氣壓的值會偏小。
【參考答案】
任務驅動三
(1)答:用蠟或橡皮帽封住注射器小孔。
(2)答:要選擇分度值小的彈簧測力計,分度值越小,測量結果越準確。
(3)答:由于測力計自身有重力,實驗時應用另一只手托住測力計,使測力計和注射器都保持水平方向,從而提高實驗的精確度。
(4)答:若口徑較大,則F很大,彈簧測力計的量程就需要很大。
任務驅動四 學以致用
聰明的你,知道實驗中紙片和水出現的現象為何不同了嗎
【參考答案】
任務驅動四
答:硬紙片受到水對它向下的壓強和外界大氣壓對它向上的壓強,大氣壓遠大于水對硬紙片向下的壓強,所以硬紙片不會掉下來,該現象說明了大氣壓的存在;將瓶子傾斜一些,該實驗仍能成功,說明了各個方向都有大氣壓;若將整個裝置瓶口向下懸掛在密閉玻璃罩內,并用抽氣機不斷抽去罩內空氣,則硬紙片不再受到大氣壓的作用,所以杯中水和硬紙片將落下。

展開更多......

收起↑