資源簡介

第8章 第三節 空氣的“力量”
學習目標
教學內容
學習目標
1.能通過實驗，了解大氣壓強
2.能通過實例，說明大氣壓強與人類生活的關系
3.具有親近自然、探索自然的好奇心
新課導入
課程結構
覆杯實驗
觀看視頻，觀察杯子裝滿水，蓋上薄片，杯口向下，會出現什么現象呢？
為什么會出現這種現象呢？這托住紙片的神奇力量到底是何方神圣呢？
新課講授——大氣壓強
課程結構
我們生活的地球是一個蔚藍色的星球。厚厚的氣體包圍著堅實的大地，保護、養育著地球上的生命。這層厚厚的氣體，人們通常稱之為大氣層。
大氣層
大氣壓強
空氣和液體一樣，內部各個方向也都存在壓強。這種壓強稱為大氣壓強，簡稱大氣壓或氣壓。
新課講授——大氣壓強
課程結構
證明大氣壓的存在——馬德堡半球實驗
1654 年 5 月 8 日，德國馬德堡市市長、抽氣泵的發明者奧托·格里克做了一個令人驚奇的實驗。他將兩個直徑約為 36 cm 的銅質空心半球緊扣在一起，用抽氣泵抽出球內空氣，然后用 16 匹馬分別向相反方向拉兩個半球，結果 16 匹馬費了很大的勁才拉開。兩個半球被拉開時，爆發劇烈響聲。假如不抽去半球內空氣，用手就能拉開它們。這就是歷史上著名的馬德堡半球實驗。
新課講授——大氣壓強
課程結構
感受空氣的“力量”
方法：取兩個掛物品的小吸盤，按圖對接，擠出吸盤內部的空氣，然后雙手向兩側拉吸盤，你有什么感覺？若讓外部空氣進入吸盤內部，你又有什么感受？你能解釋這種現象嗎？
做一做
新課講授——大氣壓強
課程結構
我們發現，若要拉開對接排出空氣后的吸盤，則需較大的力；若讓外部空氣進入吸盤內部，則能輕松分開吸盤，這是為什么呢？
這是因為吸盤內部空氣排出后，吸盤外部的空氣會把兩個吸盤緊壓在一起，所以需要較大外力才能將其拉開。如果空氣能進入吸盤內部，吸盤內、外所受的大氣壓強逐漸變為相同大小，那么就能分開吸盤。
新課講授——大氣壓強
課程結構
現在你能解釋覆杯實驗的現象嗎？你再試試，輕輕轉動杯子，使薄片朝不同方向，看看薄片是否仍能停留在杯口，并解釋原因。
新課講授——大氣壓強
課程結構
氣體和液體一樣，具有流動性，請同學們類比液體壓強產生的原因，嘗試總結大氣壓強產生的原因
大氣壓產生的原因是什么呢？
大氣壓強產生的原因
空氣受重力
空氣具有流動性
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
大氣中存在大氣壓強，那么，大氣壓強有多大？如何測量呢？
托里拆利
埃萬杰利斯塔·托里拆利（Evangelista Torricelli，又譯托里切利，1608年10月15日－1647年10月25日），意大利物理學兼數學家，以發明氣壓計而聞名。
托里拆利及其同伴在 1643 年通過實驗首次測出大氣壓強的大小與 760 mm 高的汞柱產生的壓強相等，約為1.013×105 Pa
托里拆利是如何測出大氣壓的呢？
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
如圖所示，取一根長約 1 m、一端封閉的細玻璃管，將玻璃管灌滿汞；用戴有手套的手指堵住管口，將玻璃管倒插在汞液槽中；放開堵住管口的手指，讓管內的汞流出。
托里拆利實驗
玻璃管中裝滿汞
將玻璃管倒立
在汞液槽中
汞
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
實驗現象
玻璃管內汞柱下降一段就不再下降了。經測量，管內外汞液面的高度差約760?mm。
760?mm
為什么玻璃管內汞柱下降一段就不再下降了？是哪種神奇的力量托住了液柱呢？
大氣壓強
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
實驗分析
760?mm
灌滿汞的玻璃管內部沒有空氣。隨著汞柱的下降，管內汞液的上方形成真空。
管外汞面上受到的大氣壓強支持著玻璃管內760?mm高的汞柱
真空
大氣壓強
也就是說，此時的大氣壓強跟760?mm高的汞柱產生的壓強正好大小相等
即：p大氣= p 汞 = ρgh
= 13.6 × 103㎏/m3 × 9.8 N/㎏× 0.76m
≈1.013×105 Pa
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
請同學們嘗試算一算，如果用水和足夠長的玻璃管做這個實驗，留在玻璃管中的水柱大約有多高？。
p大氣= p 水 = ρ水gh
1.013×105 Pa= 1 × 103㎏/m3 × 9.8 N/㎏× h
h≈10m
所以，理論上，在覆杯實驗中，只要水的高度不高于10m,實驗均可完成
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
觀看托里拆利實驗視頻，思考玻璃管的粗細、將玻璃管向上提、將玻璃管傾斜等操作是否會影響液面高度呢？
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
液面高度和管的粗細、傾斜角度、長度以及上提還是下壓無關。
水銀的高度只由外界大氣壓的大小決定
托里拆里實驗中，管內上方一定是真空。
注意
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
常見測量工具——各種氣壓計
卷曲的空心彈簧管
管式彈簧壓強計中空心彈簧管的一端與所測的氣體連通，而另一端封閉，并連接杠桿、齒輪和指針等。當空心彈簧管內的壓強增大時，管就趨向于伸直，也就是彎度變小。這種形狀的變化，由杠桿和齒輪帶動指針，指示所測氣體的壓強
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
常見測量工具——各種氣壓計
汞氣壓計
空盒氣壓計
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
迷你實驗室
估測大氣壓強
如圖所示，將注射器的活塞推至外筒的頂端，排盡空氣，然后密封注射器的小孔，避免空氣進入。將活塞與彈簧測力計掛鉤相連，隨后慢慢拉動注射器外筒直至活塞開始滑動。記錄此時彈簧測力計示數，測算活塞的橫截面積，則可估算出大氣壓強的大小。
新課講授——大氣壓的測量
課程結構
觀看視頻——估測大氣壓強
新課講授——大氣壓強與人類生活
課程結構
在海平面附近，大氣壓強約等于 1.013×105 Pa。離海平面越高的地方，空氣越稀薄，那里的大氣壓強越小，沸點越低。
高度越高，大氣壓越小，沸點越低
新課講授——大氣壓強與人類生活
課程結構
大氣壓的應用——掛鉤
視頻
新課講授——大氣壓強與人類生活
課程結構
大氣壓的應用——活塞式抽水機
新課講授——大氣壓強與人類生活
課程結構
每個人身上都承受著大氣的壓力，但未被壓癟，這是因為人體內部的壓強能與大氣壓強平衡。航天員穿航天服的作用之一，就是利用航天服產生適當的壓強，保障生命安全
小試牛刀
課程結構
1.托里拆利實驗中，玻璃管內液柱的高度取決于（ ）

A.外界大氣壓強
B.外界大氣壓強和管的粗細
C.外界大氣壓強和液體密度
D.外界大氣壓強和玻璃管的傾斜程度
C
小試牛刀
課程結構
2.在一個標準大氣壓下做托里拆利實驗。如在玻璃管的頂部開一個小洞，那么管內的水銀柱將（ ）
A.向上噴出
B.稍微下降一些
C.降低到和管外水銀面相平
D.保持原來的高度不變
C
小試牛刀
課程結構
3．如圖所示托里拆利實驗，若將玻璃管由豎直變成傾斜時， 以下說法錯誤的是（ ）
A．管內液柱的高度變大，長度變大
B．管內液柱的高度不變，長度變大
C．槽內水銀面的位置降低
D．若以管內水銀柱的長度計算大氣壓，
則得出的氣壓值偏大
A　
小試牛刀
課程結構
4、下列現象與大氣壓存在無關的是（ ）
A、堵住茶壺上的小孔，茶壺里的水不容易流出來
B、用注射器將藥水 推入肌肉中
C、用一張紙可托住一杯水
D、兩塊玻璃合在一起，中間有水，很難將它們分開
B
小試牛刀
課程結構
5、下列事例中不屬于利用大氣壓的是（ ）
A、用離心泵把深井中的水抽上來
B、帕斯卡用口杯水就撐裂了木桶
C、夏天我們用吸管喝飲料
D、在茶壺蓋上做了一個小孔
B
小試牛刀
課程結構
6、如題圖所示，用兩個吸盤模擬馬德堡半球實驗；將兩個吸盤對接，用力擠壓出空氣后難以將其分開，說明吸盤內部氣體壓強 （選填“大于”“等于”或“小于”）大氣壓強；若在吸盤上截一個小孔，吸盤內部氣體壓強會變 ；若在海拔更高的地方做同樣的實驗，將其分開所需的力更小，說明海拔越高，大氣壓強越 。

小于
大
小
小試牛刀
課程結構
7、如圖甲是著名的托里拆利實驗裝置，此時氣壓 （選填“大于”“小于”或“等于”）一標準大氣壓，將圖中裝置從大廈1樓移到20樓，會發現甲裝置中的水銀柱 ，乙裝置細管中的水柱 （后兩空選填“上升”“不變”或“下降”）。
小于
下降
上升
小試牛刀
課程結構
8、將燒瓶內的水加熱至沸騰后移去火焰，水會停止沸騰。迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆 （選填“冷水”或“熱水”），如圖，觀察到燒瓶內的水再次沸騰，產生這一現象的原因是 。某制藥廠在制藥時，為了從藥液中提取抗菌素粉劑，采用加熱的方法使水沸騰，從而除去水分，但要求藥液的溫度必須保持不超過80℃，根據上述實驗原理，可行的方法是 （選填“提高”或“降低”）藥液表面的氣壓。
冷水
向瓶底澆冷水后，瓶內水蒸氣遇冷液化，使得瓶內氣壓強減小，使液體沸點降低，因此液體重新沸騰起來
降低
本節小結
課程結構
大氣壓強
①定義：大氣對浸在它里面的物體的壓強，簡稱大氣壓或氣壓。
②大氣壓強產生原因：氣體受重力且具有流動性。
③馬德堡半球實驗：首先證明大氣壓強存在。
①托里拆利實驗：在1643年首次測出大氣壓強的大小。
②1個標準大氣壓：等于1.013×105?Pa。
③影響大氣壓強的因素：海拔高度。
④ 大氣壓的測量：氣壓計。
①沸點與氣壓關系：氣壓減小（增大）時沸點降低（升高）。
②應用：注射器吸藥液、吸管吸飲料、吸盤式掛物鉤、鋼筆吸墨水、活塞式抽水機等。
大氣壓應用
空氣的力量
大氣壓強的測定
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