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新人教版 八年级物理 大气压强 流体压强与流速的关系 知识讲解
2025-10-03 15:49:24 责编:小OO
文档
   大气压强 流体压强与流速的关系

【学习目标】

1.了解由于大气压强的客观存在而产生的现象;

2.知道测量大气压强的方法、大气压强大小和单位;

3.了解抽水机的工作原理、生活中大气压强的变化;

4.了解流体压强与流速的关系,知道飞机升力产生的原因。

【要点梳理】

要点一、证明大气压强存在的实验

1.简单实验:

(1)塑料吸盘:把塑料吸盘中的空气排出一部分,塑料吸盘内外压强不等,塑料吸盘就能吸在光滑墙壁上。如果塑料吸盘戳个小孔,空气通过小孔,进入塑料吸盘和光滑的墙壁之间,吸盘便不能贴在光滑墙面上。

(2)悬空塑料管里的水:塑料管装满水,用硬纸片盖住管口倒置,塑料管中的水不会流出来。如果把塑料管的上方和大气相通,上、下压强相等,水就不能留在管中。

(3)用吸管吸饮料:如果把杯口密封,空气不能进入杯内,便无法不断的吸到饮料。大气压的作用使饮料进入口中。

2.大气压的存在: 以上实验说明大气压强确实存在,历史上证明大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验。在大气内部的各个位置也存在着压强,这个压强叫做大气压强,简称大气压。

要点诠释:空气和液体一样,具有流动性,所以大气内部向各个方向都有压强。

要点二、大气压的测量(高清课堂《大气压强与流体压强》)

 1.托里拆利实验

(1)实验过程:如图所示,在长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面高度差约760mm。

(2)实验是将大气压强转化为液体压强来进行测量的。如图所示,在管内外水银面交界处设想有一假想的液片,由于水银柱静止,液体受到管内水银柱产生的向下的压强与外界大气压相等,也就是大气压支持了管内大约760mm高的水银柱,大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等。通常把这样大小

的压强叫做标准大气压,用表示。

根据液体压强公式:。

(3)在托里拆利实验中,管内上方是真空,管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化,和管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是下压等因素无关,只与水银柱的竖直高度有关。

2.气压计

(1)气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。

(2)常见的气压计:水银气压计、无液气压计,氧气瓶和灭火器上的气压计也是一种无液气压计。

  

3.大气压的变化

(1)大气压随高度的升高而减小。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔2000m以内,大约每升高12m,大气压减小133Pa。

(2)天气的变化影响大气压。一般来说,晴天的气压比阴雨天的高。

4.大气压和水的沸点:水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减小,水的沸点会降低。

要点诠释:

1.单位:国际单位是帕斯卡(Pa)。常用单位还有毫米汞柱(mmHg),厘米汞柱(cmHg),标准大气压(atm)。

2.托里拆利实验中,如果玻璃管中有部分空气,测量的大气压值比实际值偏小;如果实验中用水代替水银,需要约10m长的玻璃管。

3.水银气压计的测量结果较准确,但携带不方便。实际应用中经常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部分是波纹真空金属盒。气压变化时,金属盒的厚度会发生变化,传动装置将这种变化转变为指针的偏转,指示出气压的大小。

要点三、活塞式抽水机

活塞式抽水机,是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。使用时,若提起活塞,阀门A受到大

气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用

推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲

开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,从侧管流出。与此

同时井里的水又在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒(图丙)。

  

要点四、流体压强与流速的关系

1.探究流体压强与流速的关系:

(1)对着两张平行放置的纸的中间吹气,使得两张纸中间的气流速度增大,这时两张纸外侧的气流速度相对较小,两张纸会向中间靠拢,这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力,可见空气流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。

(2)将两只小船放入水盘中,用水管向两船中间冲水,两船向中间靠拢,这说明船两侧的水对船的压力大于船中间的水对船的压力,可见液体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。

2.生活中的应用:等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。

     

3.流体压强和流速的关系:流体流动时,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。

4.飞机的升力

(1)机翼的形状:飞机的机翼一般做成上凸下平的形状,机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度,从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与机翼发生相对运动,由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以机翼上方的空气流动比下方要快。

(2)升力产生的原因

从机翼上方流流通过的路程长,速度大,它对机翼上表面的压强较小;机翼下方气流通过的路程较短,速度小,它对机翼下表面的压强较大。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。

【典型例题】

类型一、大气压强

1、(2015•丰台区校级模拟)关于大气压,下列说法错误的是(  )

A.大气压的数值在不同地区一般不同 

B.同一地区的大气压数值也在不断变化 

C.大气压的值随高度的增加而增大 

D.一个标准大气压的值等于760mmHg,它是不变的 

举一反三: 

【变式】下列都是《科学》课本中的实验,用来说明大气压强存在的是(  )

A.橡皮塞跳起        B.筷子提米      C.覆杯实验      D.向两球之间吹气

2、某同学做托里拆利实验,测得玻璃管内水银柱比槽内水银面高出76cm,下面的哪些措施可以使这个高度差改变(  )

A.往槽内加入少许水银         B.使玻璃管稍微倾斜一点

C.把玻璃管往上提一提         D.把实验移到高山上去做

举一反三:

【变式】1(2015春•广饶县校级期中)某同学自制一只水银气压计,测得的数据比实际数据偏低,其主要原因是(  )

A.水银槽内水银过多    B.玻璃管内进入空气 

C.玻璃管太粗          D.玻璃管粗细不均匀 

【变式】2在一次模拟的托里拆利实验中,四个同学分别用图所示的四种方式测量液柱高度。其中正确的

3、如图所示是利用水银气压计测量不同高度的大气压数值

        

  ①认真分析可知:大气压的变化规律是________________。

  ②由于不同高度的大气压是不同的,这就给人们一个启发:那就是可以将水银气压计改装成一个________,如果我们在武当山的金顶上测得的大气压是83.6kPa,则金顶的海拔高度大约是________m。

  ③如果在金顶上烧开水,则水沸腾的温度将________100℃。(填“高于”“等于”“低于”)

举一反三:

【变式】青藏铁路已全线贯通,已经投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗系统,这样做是因为(  )

  A.高原空气稀薄,大气压强小

  B.高原空气稀薄,大气压强大

  C.高原空气稠密,大气压强小

  D.高原空气稠密,大气压强大

类型二、流体压强

5、如图所示,灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°,以脚朝上但头保持不变的怪异姿势飞行.灰鹅转体后(  )

      

A.翅膀下方空气流速大于上方的流速,有助于迅速降低高度

B.翅膀下方空气流速大于上方的流速,有助于迅速提升高度 

C.翅膀下方空气流速小于上方的流速,有助于迅速降低高度 

D.翅膀下方空气流速小于上方的流速,有助于迅速提升高度

6、如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”并严重变形。下列有关这一现象及解释正确的是(  )

A.伞面被向上“吸”,因为伞上方的气压大于下方气压

B.伞面被向上“吸”,因为伞上方的气压小于下方气压 

C.伞面被向下“吸”,因为伞上方的气压小于下方气压 

D.伞面被向下“吸”,因为伞上方的气压大于下方气压

举一反三:

【变式】春天是放风筝的好季节,风筝在空气中飞行利用了下列什么原理(  )

A.风筝下方空气流动速度小,空气压强小

B.风筝下方空气流动速度大,空气压强大 

C.风筝上方空气流动速度大,空气压强小 

D.风筝上方空气流动速度小,空气压强大下载本文

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