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第三節(jié) 空氣的“力量”
第八章 壓強
學習目標
課時講解
1
課時流程
2
大氣壓強的存在
大氣壓強的測量
大氣壓與人類生活
逐點
導講練
課堂小結
作業(yè)提升
知1－講
感悟新知
知識點
大氣壓強的存在
1
1. 覆杯實驗
實驗操作 把裝滿水的玻璃杯放在桌上，蓋上硬紙片，然后把杯子倒置，松開壓住紙片的手，觀察紙片是否會掉下 轉動玻璃杯，改變杯口的朝 向， 觀 察 紙 片 是 否 會掉下
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現(xiàn)象分析 倒置后，紙片掉不下來，說明紙片受到了力，紙片周圍只有空氣，所以這個力是空氣施加的 杯口朝向不同方向，紙片都不掉下，說明空氣向各個方向都有力的作用
結論 大氣壓強確實存在 大氣向各個方向都有壓強
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知識鏈接
大氣壓強和氣體壓強區(qū)
大 氣 壓 強：地 球 大 氣 層中 的 空 氣 內部 各 個 方 向都 存 在 的壓強 氣 體 壓強： 密閉 在 某個 空 間內 的 氣體壓強
整 個 地 球 上的 大 氣 是 相通 的， 如 果溫 度 升 高，此 地 氣 壓 增大， 會 使 氣體 向 其 他 地方 流 動， 故地 表 附 近 的大氣壓相等 密 閉 氣體 壓 強會 隨 溫度 和 體積 的 變化而變化
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實驗及現(xiàn)象 準備大小兩支試管，大試管里裝滿水，把小試管開口向上放到大試管里，一起倒過來，會發(fā)現(xiàn)小試管沿大試管自動上升 用易拉罐裝適量的水在酒精燈上加熱至沸騰。然后，用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精燈，過一會后，發(fā)現(xiàn)易拉罐被壓癟 將點燃的棉球扔入瓶口向上裝有細砂的廣口瓶中，迅速將剝了殼的熟雞蛋塞住瓶口，火熄滅后，
觀察到雞
蛋慢慢被
吸入瓶內
2. 生活中能證明大氣壓存在的實驗現(xiàn)象
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現(xiàn)象解釋 大試管里的空氣被水排 走， 小 試 管 在 大氣壓的作用下被壓了上去 易拉罐內的空氣被加熱后產生的水蒸氣排走，溫度降低后罐內氣壓減小，外界氣壓將罐壓癟 用剝了殼的熟雞蛋堵住瓶口，瓶內的棉球停止燃燒，溫度降低，氣壓減小，而瓶外大氣壓不變，瓶外大氣壓將雞蛋壓入瓶中
結論 大氣對浸在其中的物體有壓強
續(xù)表
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3. 馬德堡半球實驗
1654 年，德國馬德堡市市長奧托· 格里克，將兩個空心銅半球緊扣在一起抽出球內空氣，用 16 匹馬才拉開，證明大氣壓的存在（如圖 1 所示）。
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4. 大氣壓產生的原因
知1－講
大氣為什么有壓強
大氣為什么向各個方向都有壓強
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實驗點撥
怎樣使大氣壓強“原形畢露”
大氣壓雖然普遍存在，但在日常生活中如果不善于觀察，卻并不能感到它的存在，這是因為研究對象兩側同時受到大氣壓的作用，其作用效果相互抵消，從而不能表現(xiàn)出來，要想使大氣壓“原形畢露”，必須要削弱某一側的氣壓，使物體的兩側產生壓力差 ,其作用效果就會明顯地顯現(xiàn)出來。生活中人們常常采用排空氣法和加熱法來使物體兩側產生壓力差。
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總結歸納
(1)大氣壓（強）：大氣對浸在它里面的物體產生的壓強。
(2)大氣向各個方向都有壓強。
深入思考
如圖 2 所示，大氣壓很大，
為什么沒有把房子壓塌？
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深度理解
因為房子內也有大氣，房子內外受到大氣的壓力相等，方向相反，所以房子不會被壓塌。
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[ 一模·東莞 ] 如圖 3 所示，將一端開口的塑料管中盛滿水，用一張硬紙片蓋著，輕輕倒過來，觀察到水不流出，硬紙片不掉落，這是由于紙片受到了________的作用，它最早是由_____________實驗證實存在的，如果在塑料管的上端開個小孔，紙片將 _______（填 “會”或“不會”）掉落。
例1
大氣壓
馬德堡半球
會
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解題秘方：管中水不會下落，是因為紙片下部受到了大氣壓力；若在管上端開個小孔，管中水的上方也受到大氣壓力，此時紙片和水會落下。
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解析： 將裝滿水的塑料管用紙片蓋住，迅速倒置，紙片不會往下掉，這是因為紙片下端受到了大氣壓強的作用，它最早是由馬德堡半球實驗證明存在的；如果在塑料管上端開個小孔，管中水上方的大氣壓與管外大氣壓相等，管中的水和紙片在自身重力的作用下下落。
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1.如 圖 所 示，用“ 覆杯實驗”來感受空氣的 “力量”時，某同學認為卡片不掉落的原因是紙杯里的水“粘”住了卡片。為了確定卡片不掉落的原因是水的作用還是空氣的“力量”，接下來應該進行的操作是________________________________________
______________（可任意選擇器材），若觀察到___________ 現(xiàn) 象就可以說明是空氣的“力量”導致卡片不掉落。
在密閉鐘罩內做覆杯實驗，抽出鐘罩內的空氣(合理即可)
卡片掉落
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知識點
大氣壓強的測量
2
1. 托里拆利實驗測量大氣壓
(1) 實驗過程
實驗步驟 在長約 1 m 的玻璃管內裝滿水銀，封住口后倒置插入水銀槽；再將玻璃管傾斜，觀察管內外液面高度差
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深入思考 為什么不能用 p=ρgh 準確計算大氣壓的值？
現(xiàn)象 水銀柱下降直至某一高度處停止，與管外水銀面形成高度差，托里拆利實驗測得高度差約為 760 mm
結論 用刻度尺測出高度（大氣壓托起水銀柱的高度），計算出大氣壓的值
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深度理解
大氣不均勻，越到高空，空氣越稀薄，密度越小，同時大氣層的頂端沒有嚴格界限，因而地表附近某點大氣深度也無法知道，故不能用p=ρgh壓強公式計算大氣壓。
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(2) 理論分析
示意圖 理論推導
設想在管內與管外水銀面相平處取一液片AB，液片 AB 處于靜止，受到的是平衡力
對液片 AB 進行受力分析（受壓分析） F 向上 =F 向下p 向上 =p 向下p 大氣 = p 水銀 = ρ 水銀 gh=13.6× 103 kg/m3×9.8 N/kg× 0.76 m ≈
1.01× 105 Pa
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釋疑解難
液片 AB 向上的壓強是大氣壓強，因為加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。因此，水銀面上的大氣壓強能夠被水銀大小不變地向各個方向傳遞。
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(3)探究水銀柱的高度差是否會變化
實驗操作 玻璃管傾斜 換粗玻璃管 管中混有空氣
實驗結果 管內外液面高度差不變 管內外液面高度差不變 管內外液面高度差減小混有空氣
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結論 管內外液面高度差只與大氣壓的大小、玻璃管上方是否有空氣有關，而與玻璃管是否傾斜、粗細無關
分析 根據(jù) p 大氣 = p 水銀 = ρ 水銀 gh 可知， h = = ，可知管內外液面高度差只和大氣壓值有關
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特別提醒
關注實驗細節(jié)
1.水銀柱高度是指管內外水銀面的豎直高度差。
2.水銀會揮發(fā)變成水銀蒸氣，水銀有毒，注意安全。
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深入思考 托里拆利實驗中為什么不使用水？
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深度理解
因 為 p 大 氣 =p 水 =ρ 水 gh 水，所 以 h 水 = =≈10.3 m。
如果使用水來做實驗，高度差會高達10.3 m，要用10 m多長的玻璃管來做這個實驗，很不方便，故托里拆利實驗中不用水。
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2. 氣壓計 測定大氣壓的儀器。
管式彈簧壓強計 汞氣壓計
優(yōu)點：使用方便 缺點：不精確 優(yōu)點：精確
缺點：不方便攜帶
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如圖 4 所示，是模擬“托里拆利實驗”的實驗過程。
例2
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解題秘方：在托里拆利實驗中，玻璃管內外水銀面的高度差反映了大氣壓的大小，大氣壓不變，水銀柱的高度不變。
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(1)在玻璃管內灌滿水銀，手指堵住管口倒放入水銀槽中，這樣操作的目的是防止管內混入 ________。
空氣
解析： 手指堵住管口倒放入水銀槽中，這樣操作的目的是防止管內混入空氣。
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(2)實驗中測得玻璃管內外水銀面的高度差約為________ mm。
760
解析： 由圖丙知，玻璃管內外水銀面的高度差約為 760 mm。
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(3)實驗過程中，若保持玻璃管口不離開水銀面，將玻璃管傾斜，水銀柱長度________ ，高度________ 。（均填“變長”“不變” 或“變短”）
變長
不變
解析： 玻璃管傾斜時，管中水銀柱長度變長，高度不變。
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(4)若在圖丙實驗過程中，不小心將玻璃管的頂部打破了，則能看到的現(xiàn)象是________________________________________ 。
玻璃管中水銀會下降到與管外水銀相平為止
解析： 不小心將玻璃管的頂部打破了，這個裝置就相當于一個連通器，所以玻璃管中水銀會下降到與管外水銀相平為止。
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(5)若在圖甲實驗過程中，沒有將水銀灌滿玻璃管，會導致最終測得的大氣壓值比真實值________ （填“大”或“小”）。
小
解析：若在圖甲實驗過程中，沒有將水銀灌滿玻璃管，管中進入少量空氣，則空氣會產生一定的向下的壓強，管中水銀柱高度將減小，與管外水銀面的高度差會變小，故會導致最終測得的大氣壓值比真實值小。
知2－練
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2. [ 期中·南京鼓樓區(qū)校級 ] 小微同學利用托里拆利實驗裝置測量大氣壓，如圖所示。
知2－練
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(1)將 裝 滿 水 銀 的 玻璃管倒放入水銀槽內，松 開 手 指，待 液 面 穩(wěn)定后，玻璃管內水銀面上 方 形 成_______ ；測出的 高 度 差 如 圖 丙 所示，則當?shù)卮髿鈮合喈斢赺________ mm 水 銀 柱產生的壓強。
(2)小微懷疑玻璃管上方不是真空，她要怎樣操作判斷：__________________________________________________________。將 玻 璃 管 換 成 更 粗 的玻璃管，水銀柱的高度將 _________。
真空
750
把管傾斜，高度低于750 mm，如果管上方充滿水銀，說明是真空
不變
知3－講
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知識點
大氣壓與人類生活
3
1. 標準大氣壓
(1) 標準大氣壓：大氣壓的值是變化的，通常把支持 76 cm高水銀柱的氣壓值稱為 1 個標準大氣壓。
(2)1 個標準大氣壓（atm） =1.013×105 Pa。
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知3－講
釋疑解難
大 氣 壓隨 海 拔高 度 增加 而 減小 越 到 高 空，空 氣 越 稀薄， 密 度 越小， 大 氣 壓越小
晴 天 大氣 壓 高于 陰 天大氣壓 因 為 陰 天 空氣 中 的 水 蒸氣 含 量 多，故 晴 天 空 氣密 度 大 于 陰天 空 氣 的 密度， 故 晴 天大氣壓高
冬 季 大氣 壓 高于 夏 季大氣壓 冬季溫度低，空 氣 的 密 度較 大， 故 大氣壓較高
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2. 大氣壓值與高度關系
結論 大氣 壓值 隨 高度 增 加而 減 小。海 拔 越高，大氣 壓越小。
知3－講
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3. 高壓鍋原理
(1) 氣壓與液體的沸點的關系
知3－講
實驗操作 燒瓶中的水正在沸騰，用注射器通過橡皮管向其上方打氣，觀察水的沸騰情況 燒瓶中的水正在沸騰，將其下方酒精燈撤去，用注射器向 外 抽 氣， 觀 察 水 的 沸 騰情況
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知3－講
現(xiàn)象 燒瓶中的水停止沸騰了 燒瓶中的水又重新沸騰了
結論 液體表面的氣壓越大，沸點越高；液體表面的氣壓越小，沸點越低
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(2) 高壓鍋原理
知3－講
制造原因 在高山上，在 80℃左右，水就沸騰了。這樣的“沸水”不能把飯菜煮熟
解決方法 使用高壓鍋，由于密封，它的氣壓可達 1.3 個大氣壓，沸點可達 120 多攝氏度，便于煮熟一些不易熟爛的食物
制造原理 液體表面的氣壓越大，沸點越高
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知3－講
拓展提高
醫(yī)藥制藥時需要除去溶液藥品中的水分，但藥品溫度又不能超過70℃。可以這樣操作：將藥液裝在密閉容器中加熱，不斷用抽氣機抽取藥液上方空氣，降低氣壓，從而降低水的沸點，使水在低于 70 ℃時沸騰，迅速汽化成水蒸氣，達到除去水分的目的。
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4. 大氣壓應用
知3－講
應用 吸盤掛鉤為什么能吸在墻上？ 鋼 筆 為 什 么 能吸墨水？ 飲料是否是吸上來的？ “拔火罐”為什么會吸在皮膚上
解釋 吸盤內空氣被壓出時，外部空氣對吸盤的壓力將吸盤壓在墻壁上 用 手 捏 住 橡 皮管 松 開 后， 管內 氣 體 體 積 增大，壓強減小，下 方 墨 水 在 大氣 壓 作 用 下 被壓進橡皮管 吸飲料時，吸管內的氣體減少，管內氣壓減小，杯中的飲料在大氣壓作用下被壓入嘴中 火罐內空氣受熱膨脹排出部分氣體，當溫度降低后，罐內氣體壓強減小，外界大氣壓把罐子壓在人的皮膚上
知3－練
感悟新知
如圖 6 所示為同一包密封食品分別在珠海市內
和青藏高原的兩張照片，兩地溫度基本相同。圖片_____ （填 “甲”或“乙”）是在青藏高原拍的，原因是從低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū)，大氣壓強_____ 。袋內氣壓_____ 。（后兩空均填“變大” “變小”或“不變”）
例3
乙
變小
變小
知3－練
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解題秘方：注意大氣壓和密閉氣體壓強的不同。密閉氣體的質量和溫度一定時，氣體的體積越大，氣壓越小。
知3－練
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解析： 海拔高度越高，大氣壓強越小，則從低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū)，大氣壓強變小，在袋內氣體壓強的作用下，袋內氣體體積會變大，包裝袋會鼓起一些，所以圖乙是在海拔較高的青藏高原拍攝的；從低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū)，包裝袋內氣體的質量不變，由題知兩地溫度基本相同，但袋內氣體體積變大，根據(jù)氣體壓強與體積的關系可知，袋內氣壓會變小。
知3－練
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3.人呼吸過程的 模 擬裝置如圖所示，當向下拉動橡皮膜時，容器內的氣壓 將_______ （ 填“ 變大”“不變”或“變小”），氣 球 在_______ 的 作 用下體積變大，完成吸氣過程。
變小
大氣壓
空氣的“力量”
大氣壓的測量
馬德堡半球實驗
大氣壓
產生原因
托里拆利實驗
重力
流動性
大氣壓的應用
證明大氣壓
存在的實驗

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