物理（化工農(nóng)醫(yī)類）中職PPT完整全套教學(xué)課件

液體氣體科技讓生活更美好,物理讓生活更有趣在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力,提高科技創(chuàng)新能力

專題一液體、氣體的性質(zhì)及其應(yīng)用中等職業(yè)公共基礎(chǔ)課程《物理（化工農(nóng)醫(yī)類）》教學(xué)課件液體、氣體的性質(zhì)及其應(yīng)用聲波及其應(yīng)用電學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用光學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用全套可編輯PPT課件第一節(jié)液體的壓強(qiáng)第二節(jié)液體的表面性質(zhì)第三節(jié)液體的流動(dòng)性及其應(yīng)用第四節(jié)理想氣體狀態(tài)方程第五節(jié)氣體壓強(qiáng)的應(yīng)用第六節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測量氣體的壓強(qiáng)第一節(jié)液體的壓強(qiáng)學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)三、液體壓強(qiáng)的大小四、物理與技術(shù)教學(xué)目標(biāo)：一、了解液體壓強(qiáng)的概念。二、能用公式進(jìn)行簡單計(jì)算液體壓強(qiáng)。三、知道常用的測量液體壓強(qiáng)的方法。五、物理與環(huán)境六、物理與職業(yè)七、鞏固提升1.1問題導(dǎo)入為什么深海潛水員要穿抗壓潛水服？潛水員在水中是否受到水的壓強(qiáng)？水的壓強(qiáng)有哪些特點(diǎn)？下面我們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，將會(huì)了解這方面的知識(shí)。

1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)演示實(shí)驗(yàn)—探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的情況初中我們已經(jīng)對(duì)液體的壓強(qiáng)有了初步的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在我們通過實(shí)驗(yàn)來了解液體壓強(qiáng)有哪些特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備U形管壓強(qiáng)計(jì)、大燒杯實(shí)驗(yàn)步驟1.把探頭放進(jìn)盛水的容器中，觀察液體內(nèi)部是否存在壓強(qiáng)。保持探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，觀察液體內(nèi)部同一深度各方向的壓強(qiáng)是否相等。1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)2.增大探頭在水中的深度，觀察液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度有什么關(guān)系。3.換用不同的液體（例如酒精、硫酸銅溶液），觀察在深度相同時(shí)，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系。1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)通過以上實(shí)驗(yàn)可以得到以下結(jié)論:（1）液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。在同種液體內(nèi)部的同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。（2）同種液體，深度越深，壓強(qiáng)越大。（3）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還與液體的密度有關(guān)。在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。1.3液體壓強(qiáng)的大小我們研究容器中靜止液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體深度、液體密度之間的定量關(guān)系。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”。這個(gè)平面以上的液柱對(duì)平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問題的關(guān)鍵。。設(shè)液柱的高度為h，平面的面積為S。這個(gè)平面上方的液柱對(duì)平面的壓力F=G=mg=ρVg=ρShg平面受到的壓強(qiáng)p=F/S=ρgh所以，可得出液體壓強(qiáng)的公式：p=ρgh其中ρ是液體的密度，g是重力加速度，一般取9.8N/kg，h是水面到測量位置的深度。1.3液體壓強(qiáng)的大小例題有人說，“設(shè)想你在7km深的‘蛟龍’號(hào)載人潛水器中把一只腳伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于1500個(gè)人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請(qǐng)通過估算加以說明。1.3液體壓強(qiáng)的大小

解：因?yàn)槭枪浪?，海水的密度可以取?1x103kg/m3，g取10N/kg。腳背寬度取8～10cm，腳背長度取12～15cm，則腳背面積為96～150c㎡，近似取S=130c㎡=1.3x10-2㎡。7km深處海水的壓強(qiáng)p=ρgh=1x103kg/m3x10N/kgx7x103m=7x107Pa腳背受的壓力為F=pS=7x107N/㎡x1.3x10-2㎡=9.1x105N一個(gè)成年人的質(zhì)量約為60kg,所受的重力G=mg=60kgx10N/kg=6x102N假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于n個(gè)成年人所受的重力，則n=9.1x105N/6x102N≈1500個(gè)。估算結(jié)果表明，在深7km的海底，水對(duì)腳背的壓力確實(shí)相當(dāng)于1500個(gè)人所受的重力。1.4物理與技術(shù)我國的“蛟龍?zhí)枴薄皧^斗者”號(hào)載人潛水器“蛟龍”號(hào)載人潛水器是我國首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器，最大下潛深度7000m級(jí)，是目前世界上下潛能力最強(qiáng)的作業(yè)型深海載人潛水器之一?！膀札垺碧?hào)可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用，對(duì)于我國開發(fā)利用深海資源有著重要意義。2020年11月10日，由我國自主研制的萬米級(jí)全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào)在西太平洋馬里亞納海溝完成了萬米海試，下潛深度達(dá)到10909m，刷新了我國載人深潛新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在大深度載人深潛領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。在致“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功完成萬米海試并勝利返航的賀信中指出，“奮斗者”號(hào)研制及海試的成功，標(biāo)志著我國有了進(jìn)入世界海洋最深處開展科學(xué)探索和研究的能力，體現(xiàn)了我國在海洋高技術(shù)領(lǐng)域的綜合實(shí)力。1.5物理與環(huán)境三峽水電站三峽水電站即長江三峽水利樞紐工程，又稱三峽工程。三峽水電站是目前世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國有史以來建設(shè)的最大型工程項(xiàng)目。三峽水電站的功能有十多種，但主要有三大效益，即防洪、發(fā)電和航運(yùn)，其中防洪被認(rèn)為是三峽水電站最核心的效益。三峽水電站于1992年獲得全國人民代表大會(huì)批準(zhǔn)建設(shè)，1994年正式動(dòng)工興建，2003年6月1日下午開始蓄水發(fā)電，于2009年全部完工。三峽水電站大壩高程185m，蓄水高程175m，水庫長2335m，安裝32臺(tái)單機(jī)容量為70萬kW的水電機(jī)組。隨著最后一臺(tái)水電機(jī)組于2012年7月4日投產(chǎn)，三峽水電站裝機(jī)容量達(dá)到2240萬kW，成為全世界最大的水力發(fā)電站和清潔能源生產(chǎn)基地。1.6物理與職業(yè)職校走出的大國工匠——鄧建軍1988年，19歲的鄧建軍中專畢業(yè)后，被分配到常州一家公司做電工。鄧建軍給自己訂下了強(qiáng)制學(xué)習(xí)計(jì)劃，每晚必須看一個(gè)半小時(shí)的技術(shù)書籍和相關(guān)資料。幾年下來，他讀了200多冊(cè)專業(yè)書籍，在獲得大專學(xué)歷后繼續(xù)攻讀本科。后來，他又用驚人的毅力跨越了英語和德語的障礙，將廠里1000多臺(tái)（套）機(jī)器設(shè)備的“脾氣”全部摸清，對(duì)可能出現(xiàn)的機(jī)電故障和對(duì)策爛熟于心。奮斗路上無終點(diǎn)，起初僅有中專文憑的鄧建軍，知識(shí)更新不歇?jiǎng)?、技術(shù)創(chuàng)新不停步，現(xiàn)已取得工程碩士學(xué)位，正從容統(tǒng)籌著企業(yè)技術(shù)研發(fā)、工藝創(chuàng)新等重要環(huán)節(jié)?！靶乱淮R(shí)型工人的杰出代表”鄧建軍先后榮獲“全國勞動(dòng)模范”“全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆薄叭珖毠ぢ殬I(yè)道德建設(shè)十佳標(biāo)兵”“全國技術(shù)能手”“中華技能大獎(jiǎng)”“中國紡織大工匠”等稱號(hào)，2009年入選“100位新中國成立以來感動(dòng)中國人物”。他在獲評(píng)為大國工匠時(shí)發(fā)表如下感言：我從學(xué)徒工、一般工人到技師、高級(jí)技師，有一種不達(dá)目標(biāo)決不放棄的精神，我要通過各種努力和實(shí)踐，繼續(xù)做好技術(shù)攻關(guān)、傳技育徒工作。人生不一定要名牌大學(xué)畢業(yè)，但一定要把學(xué)習(xí)作為立身之本。不學(xué)習(xí)就很難找到自己期待的崗位，更難以實(shí)現(xiàn)職業(yè)生涯的發(fā)展。我要把自己的技能復(fù)制到更多的工友身上，帶領(lǐng)出在關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)能夠挑大梁、擔(dān)大任的工匠級(jí)操作工人群體。像鄧建軍這樣的大國工匠給同學(xué)們樹立了學(xué)習(xí)的榜樣！1.7鞏固提升1.液體壓強(qiáng)有哪些特點(diǎn)？2.工程師為什么要把攔河壩設(shè)計(jì)成下寬上窄的形狀？三峽水電站的水庫大壩高185m，當(dāng)水庫水深為125m時(shí)，壩底受到的水的壓強(qiáng)是多大？3.通過參觀，認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)、制藥或醫(yī)療中測量液體壓強(qiáng)的常用儀器，撰寫調(diào)查小報(bào)告，并在課堂上交流。第二節(jié)液體的表面性質(zhì)學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、液體與氣體間的表面張力三、物理與技術(shù)四、液體與固體間的浸潤現(xiàn)象五、毛細(xì)現(xiàn)象六、氣體栓塞七、鞏固提升教學(xué)目標(biāo)：通過探究與觀察，了解液體表面張力現(xiàn)象；了解表面張力產(chǎn)生的原因。了解浸潤和不浸潤現(xiàn)象，知道毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，能用毛細(xì)管測定液體的表面張力系數(shù)。知道氣體栓塞的成因及預(yù)防措施。2.1問題導(dǎo)入輕輕放下的硬幣可以漂浮在水面上；夏天暴雨過后，會(huì)發(fā)現(xiàn)蠟質(zhì)樹葉上有許多近似球形的小水珠，輕輕觸動(dòng)樹葉，樹葉邊上的小水珠輕輕墜落，而接近中心的小水珠則來回滾動(dòng)，沒有吸附在樹葉表面；把水滴滴在光滑的桌面上，水滴沒有收縮成球形而是在下落點(diǎn)周圍展開；平靜的水面上，一只只“大長腿”的小蟲兒如履平地。這些現(xiàn)象背后存在著哪些規(guī)律？有什么奧秘？通過下面的學(xué)習(xí)，我們一起揭開這些現(xiàn)象的奧秘。

2.2液體與氣體間的表面張力實(shí)驗(yàn)探究—探究液體的表面張力實(shí)驗(yàn)設(shè)備回形針若干、硬幣1枚、大燒杯1個(gè)、清水1盆、洗潔精1瓶。實(shí)驗(yàn)步驟（1）將大燒杯裝滿清水后再加入一些洗潔精，取一個(gè)回形針，輕輕放入大燒杯水面上，你會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？觀察水面有什么細(xì)微變化?再取幾個(gè)回形針，用同樣的方法放在大燒杯中的水面上，看看能最多放幾個(gè)回形針。（2）取一大塑料盆清水，取一枚干燥的硬幣，輕輕放置在水面上，你會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？2.2液體與氣體間的表面張力通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，液體表面有一層“薄膜”，正是這層薄膜托起了錢幣、回形針。仔細(xì)觀察還會(huì)發(fā)現(xiàn)，這層薄膜還有收縮的趨勢。液體與氣體接觸的表面有一個(gè)“薄層”，稱為表面層。表面層中分子的分布比液體內(nèi)部稀疏一些，分子間的距離略微大于分子間的平衡距離，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。這種液體表面層各部分間的相互引力，稱為表面張力。表面張力具有使液體表面繃緊的趨勢，從而在液體表面處產(chǎn)生了一層具有引力的彈性“薄膜”。2.2液體與氣體間的表面張力水表面的這種“薄膜”，可使硬幣、回形針等輕小物體漂浮在水面上。正是由于液體表面張力的作用，才使液體表面總要收縮到最小表面積的趨勢，所以我們常見各種液滴的外形表現(xiàn)為近似球形；在地球上，液滴外形呈現(xiàn)為橢球形，是因?yàn)槭艿街亓Φ挠绊?；在太空完全失重的環(huán)境下，液滴表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)的球形。2013年，我國航天員王亞平在“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器里進(jìn)行了世界矚目的太空授課，她演示的水球便是標(biāo)準(zhǔn)的球形，展示了失重環(huán)境下液體表面張力的特性。2.3物理與技術(shù)2013年6月20日上午10點(diǎn)，航天員王亞平在太空給地面的學(xué)生講課。此次太空授課主要面向中小學(xué)生，共設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解微重力條件下物體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、液體表面張力的作用，用以加深對(duì)質(zhì)量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。其中，“制作水膜與水球”是第4個(gè)實(shí)驗(yàn)，也是同學(xué)們最感興趣、最神奇的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是這樣進(jìn)行的：把一個(gè)金屬圈插入飲用水袋并抽出后，形成了一個(gè)水膜。這在地面上難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹亓?huì)將水膜“拉得”四分五裂。那么，這個(gè)水膜結(jié)實(shí)嗎？實(shí)驗(yàn)中，航天員輕晃金屬圈，水膜并未破裂，而是甩出了一個(gè)小水滴。再往水膜表面貼上一片畫有中國結(jié)圖案的塑料片，水膜依然完好。更神奇的是：在第2個(gè)水膜上，用航天專用飲水袋不斷注水，水膜很快長成一個(gè)晶瑩剔透的大水球。水球內(nèi)有連串的氣泡，用針筒抽出氣泡，水球卻不受到任何破壞。最后，王亞平注入紅色液體，紅色慢慢擴(kuò)散，水球變成了一枚美麗的“紅寶石”。中國航天員王亞平的“太空授課”2.4液體與固體間的浸潤現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)——觀察浸潤和不浸潤現(xiàn)象（1）用滴管在一張干凈的塑料片上滴一滴清水，你能觀察到什么現(xiàn)象？（2）用滴管在一張油紙上滴一滴清水，你又能觀察到什么現(xiàn)象？2.4液體與固體間的浸潤現(xiàn)象

由上面的實(shí)驗(yàn)可觀察到，液體與固體接觸時(shí)會(huì)發(fā)生兩種不同的現(xiàn)象：在干凈的塑料片上的水滴擴(kuò)展形成薄層，附著在塑料上并把塑料浸濕。這種液體潤濕某種固體并附著在該固體表面上的現(xiàn)象稱為浸潤。在油紙上的水滴沒有散開浸濕或附著在油紙表面上，而是在油紙表面上來回滾動(dòng)。這種液體不潤濕某種固體也不附著在該固體表面上的現(xiàn)象稱為不浸潤。2.4液體與固體間的浸潤現(xiàn)象

同樣，水對(duì)玻璃是浸潤的，把水裝在玻璃管中，由于浸潤現(xiàn)象，水會(huì)沿器壁向上擴(kuò)展，水面呈凹面。水銀不浸潤玻璃，把水銀裝在玻璃管里，水銀液面會(huì)沿器壁下移，導(dǎo)致玻璃管中的水銀面呈凸面。2.4液體與固體間的浸潤現(xiàn)象在日常生活中，浸潤和不浸潤都有著非常多的應(yīng)用。例如，浴巾、毛巾等都是用能被水浸潤的棉織物做成的；擦機(jī)器的棉紗也是用對(duì)油品浸潤的織物做成的。當(dāng)我們制作防水物品的時(shí)候，則多是選擇對(duì)水不浸潤的物品，如戴望舒的詩歌《雨巷》里那個(gè)姑娘撐著的油紙傘，就是用對(duì)水不浸潤的刷了桐油的紙做成的?，F(xiàn)在，油紙傘中的代表——分水油紙傘的傳統(tǒng)制作技藝被譽(yù)為“中國民間傘藝的活化石”，也是油紙傘行業(yè)中唯一的“國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)”。浸潤與不浸潤的應(yīng)用2.5毛細(xì)現(xiàn)象把不同內(nèi)徑的幾種細(xì)玻璃管分別插入水和水銀中。（1）把不同內(nèi)徑的細(xì)玻璃管插入水中，觀察玻璃管內(nèi)水面的形狀及比較管內(nèi)水面和水面的高度。（2）同樣，把這些玻璃管再插入水銀中，觀察水銀在玻璃管內(nèi)的形狀及比較管內(nèi)水銀面和水銀面的高度。觀察實(shí)驗(yàn)—觀察毛細(xì)現(xiàn)象2.5毛細(xì)現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)中我們觀察到，內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管插入水中，水面會(huì)呈凹面；玻璃管內(nèi)水面會(huì)比水杯內(nèi)的水面高一些，而且玻璃管越細(xì)，水面上升得就越高。把細(xì)玻璃管插入水銀杯中時(shí)，水銀面呈凸面，現(xiàn)象與插入水中的正好相反，管內(nèi)水銀面會(huì)比容器內(nèi)水銀面還低，管越細(xì)，水銀面就越低。浸潤液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管稱為毛細(xì)管。2.5毛細(xì)現(xiàn)象浸潤液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時(shí)，液體會(huì)沿著管壁散開，表面張力的收縮作用會(huì)形成向上的作用力，從而呈凹形，對(duì)液體產(chǎn)生向上的提升效果；從而使管內(nèi)液體上升，直到表面張力向上的提升作用力與管內(nèi)上升的液柱本身的重力平衡時(shí)，管內(nèi)液體就不再上升，會(huì)停在一定的高度上。不浸潤液體在毛細(xì)管里下降是由于表面張力的收縮作用產(chǎn)生的，形成向下的作用力，從而形成了凸形。2.6氣體栓塞液體在細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，若管內(nèi)液體中混有氣泡，液體流動(dòng)將會(huì)受到阻礙，氣泡數(shù)量過多時(shí)，可能造成管道堵塞、液體無法流動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞。氣體栓塞形成的主要原因來自管中氣泡表面上液體的表面張力。對(duì)于人體，氣體栓塞易發(fā)生在頭頸、胸壁和肺的大靜脈，一旦這些血管遭受創(chuàng)傷，外界空氣就有可能快速進(jìn)入血管。若在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入血管的空氣量過多，由于心臟搏動(dòng)，空氣與血液可在右心房和右心室中混合形成泡沫狀血液，這種泡沫狀血液在心臟收縮時(shí)無法排出，易堵塞右心室和肺動(dòng)脈干出口，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致血液循環(huán)中斷而危及生命。如果是少量氣體進(jìn)入血管，雖不會(huì)形成泡沫狀血液，但仍有可能形成氣泡而阻塞局部細(xì)小血管。護(hù)士在為病人輸液、輸血時(shí)，必須排空管路中的氣體，就是基于這個(gè)道理。臨床中要時(shí)刻注意避免在人體血管中形成氣體栓塞。以下幾種情況較易形成氣體栓塞，臨床中應(yīng)予以重視：心內(nèi)直視手術(shù)、胸外科手術(shù)、胸膜腔穿刺、頸部血管手術(shù)、分娩等。一些需要注射空氣的操作如人工氣胸、氣腹、空氣造影等，也容易形成氣體栓塞。另外，潛水員從深水中潛升，或用高壓氧艙治療病員，都應(yīng)保證適當(dāng)?shù)木彌_時(shí)間。否則，高壓時(shí)溶于血液中的過量氣體，在正常壓強(qiáng)下會(huì)迅速釋放出來形成氣泡，可能形成氣體栓塞。2.7鞏固提升1.將干燥的回形針平放在水面上，回形針會(huì)漂浮在水面上。分析回形針能漂浮在水面上的原因，思考可以讓回形針更容易地漂浮在水面上的方法。進(jìn)一步提高操作技能、質(zhì)疑創(chuàng)新等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察比較肥皂水和清水的表面張力，分析其產(chǎn)生的原因，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)觀察、探究設(shè)計(jì)等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。3.收集資料，認(rèn)識(shí)農(nóng)林生產(chǎn)或醫(yī)療中的毛細(xì)現(xiàn)象，撰寫調(diào)查小報(bào)告，并在課堂上交流。第三節(jié)液體的流動(dòng)性及其應(yīng)用學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、液體的黏滯性三、科學(xué)方法四、流體的流動(dòng)五、伯努利方程及其應(yīng)用六、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)目標(biāo)：通過探究與觀察，了解液體的黏滯性；建構(gòu)理想流體模型。了解定常流動(dòng)的概念，知道用流線、流管描述流體運(yùn)動(dòng)的方法。了解流體的連續(xù)性原理，能進(jìn)行相關(guān)的簡單計(jì)算。理解伯努利方程，能進(jìn)行相關(guān)的簡單計(jì)算，能列舉其在化工、醫(yī)藥、農(nóng)林等行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例。七、操作與技能八、物理與生活九、物理與技術(shù)十、物理與社會(huì)十一、物理與職業(yè)十二、鞏固提升3.1問題導(dǎo)入在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)各種液體會(huì)表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。比如：在一條河流中，有的地方的河水會(huì)平緩地流淌，而有的地方流得很湍急。為什么水的流速會(huì)如此不同？有的液體非常黏稠，有的液體不黏稠？輸油管道中的石油流淌時(shí)和水在管道中流動(dòng)時(shí)的情況是否相同呢？液體表現(xiàn)出的這些現(xiàn)象背后又隱藏著什么奧秘？

3.2液體的黏滯性流體是與固體相對(duì)應(yīng)的一種物體形態(tài)，是液體和氣體的總稱。流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在某一斷面處各點(diǎn)的流速是不相同的?？拷鼙诘狞c(diǎn)流速為零，而越靠近管道中心的點(diǎn)流速越大。由于各點(diǎn)所在的流層的流速不等，各層流之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在相鄰的流層之間產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力。這個(gè)阻力叫作黏滯力，液體具有黏滯力的性質(zhì)稱為黏滯性。3.2液體的黏滯性影響液體黏滯性的因素（1）壓強(qiáng)在低于100個(gè)大氣壓情況下，壓強(qiáng)變化對(duì)液體黏滯性的影響很小，可忽略不計(jì)。在高壓的作用下，氣體與液體的黏滯性均隨壓力的升高而增大。（2）溫度黏度是流體黏滯性的度量，受流體溫度和壓力的影響。其中壓力的影響很小，通常只需考慮溫度的影響。溫度對(duì)液體和氣體黏滯性的影響規(guī)律截然不同，溫度升高時(shí)，液體的黏滯性降低。這是因?yàn)橐后w的黏滯性主要是由液體分子之間的內(nèi)聚力引起的，溫度升高，內(nèi)聚力減弱，故黏滯性降低。溫度升高時(shí)，氣體的黏滯性增加。因?yàn)樵斐蓺怏w黏滯性的主要原因在于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)，溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以黏滯性就越大。流體的黏度一般無法直接測量，往往是先測量與其有關(guān)的物理量，再通過相關(guān)方程進(jìn)行計(jì)算得到。人們對(duì)黏度的測量早已開始，并且發(fā)展了許多相當(dāng)成熟的方法，如傳統(tǒng)的毛細(xì)管法、管流法、落球法、旋轉(zhuǎn)法及振動(dòng)法等。3.3科學(xué)方法物理模型物理模型的構(gòu)建構(gòu)建物理模型是物理學(xué)中常用的一種方法，它能把抽象復(fù)雜的物理問題簡單化，突出主要問題，忽略次要問題，揭示事物的內(nèi)在本質(zhì)，在物理研究中有著重要的作用。我們以前學(xué)過的質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷，這里的理想流體，以及后面要學(xué)到的理想氣體等，都是物理模型。物理學(xué)中所有的定律、原理都是對(duì)物理模型而言的。理想流體所謂理想流體，是指不考慮黏滯性的流體，即無黏滯性流體。理想流體實(shí)際上是不存在的，它只是一種簡化的力學(xué)模型。3.4流體的流動(dòng)流體（氣體、液體）流動(dòng)時(shí)，若流體中任何一點(diǎn)的壓力、速度和密度等物理量都不隨時(shí)間變化，則這種流動(dòng)就稱為定常流動(dòng)，也可稱為“穩(wěn)態(tài)流動(dòng)”或者“恒定流動(dòng)”；反之，只要壓力、速度和密度中任意一個(gè)物理量隨時(shí)間而變化，流體就是做非定常流動(dòng)或者說流體做時(shí)變流動(dòng)。為了形象地描述流體的運(yùn)動(dòng)，采用流線和流管的方式表示流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。流線上任意一點(diǎn)的切線方向表示流體的運(yùn)動(dòng)方向，每一點(diǎn)上都與速度矢量相切的曲線稱為流線。流線是同一時(shí)刻不同流體質(zhì)點(diǎn)所組成的曲線，它給出該時(shí)刻不同流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向，如圖所示。3.4流體的流動(dòng)在運(yùn)動(dòng)流體空間內(nèi)作一微小的閉合曲線，通過該閉合曲線上各點(diǎn)的流線圍成的細(xì)管，稱為流管。由于通常情況下流線不會(huì)相交，流管內(nèi)、外的流體都不會(huì)穿越管壁。我們也可以在過水?dāng)嗝嫔先我馊∫晃⑿∶娣edA，并通過該面積周界的每一個(gè)點(diǎn)作一根流線，這樣構(gòu)成的封閉管狀曲面就是流管。流管是流線的管狀集合。3.4流體的流動(dòng)連續(xù)性定理連續(xù)性定理是研究流體流經(jīng)不同截面的通道時(shí)流速與通道截面積大小的關(guān)系，是描述流體流速與截面關(guān)系的定理。當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個(gè)粗細(xì)不等的管子時(shí)，由于管中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，在同一時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)任意切面的流體質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量應(yīng)該相等。設(shè)想在穩(wěn)定流動(dòng)的液體中截取一個(gè)截面積很小的流管，在流管中我們?nèi)∪我鈨蓚€(gè)截面A、B，它們的面積分別為S1和S2。要求所有通過S1的流線都有相同的速度v1，通過S2的流線都有相同的速度v2，那么我們定義：在某一時(shí)間內(nèi)，通過某一橫截面上的液體體積和時(shí)間的比，叫作通過這個(gè)橫截面的流量。根據(jù)質(zhì)量守恒定理，可以推導(dǎo)出流體的連續(xù)性原理：S1v1=S2v23.4流體的流動(dòng)連續(xù)性定理從這個(gè)關(guān)系式可得出：在同一流管內(nèi)，流體的流速和它流經(jīng)的截面積成反比，即截面積大的地方流速小，截面積小的地方流速大。如果所取流管中兩處截面積相等，流體通過的速度也相同。例如，用軟管給花澆水，將出水口捏小，水噴出的速度就會(huì)變大，水噴出的距離就會(huì)變遠(yuǎn)。這是因?yàn)樗牧髁坎蛔儯乃俣扰c截面積成反比，截面積變小，所以速度變大。3.5伯努利方程及其應(yīng)用火車站的月臺(tái)上都畫有警戒線，乘客要站到警戒線以外。除了乘客與駛來的火車距離太近容易發(fā)生碰撞外，還有其他原因嗎？為什么人距離火車近了會(huì)感覺有力把人向火車方向“吸”？這就跟我們下面要講的伯努利原理有關(guān)。3.6實(shí)驗(yàn)探究探究伯努利原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備：文丘里流量計(jì)、紅色水、水泵。實(shí)驗(yàn)步驟：用水泵把紅色水抽到文丘里流量計(jì)，觀察文丘里流量計(jì)液面高度的變化。3.6實(shí)驗(yàn)探究通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，文丘里流量計(jì)收縮段大直徑d1處的液面高于小直徑d2處的液面高度，說明大直徑d1處的壓強(qiáng)大于小直徑d2處的壓強(qiáng)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，大直徑d1處水的流速小于小直徑d2處水的流速，因此得到結(jié)論：液體流速越大，壓強(qiáng)越小。在理想流體中，利用機(jī)械能守恒定律可以推導(dǎo)出伯努利方程：式中，p為流體中某點(diǎn)的壓強(qiáng)，v為流體該點(diǎn)的流速，ρ為流體密度，g為重力加速度，h為該點(diǎn)所在高度，C是一個(gè)常量。等式左邊第1項(xiàng)稱為壓力能，第2項(xiàng)稱為勢能，第3項(xiàng)稱為動(dòng)能。3.6實(shí)驗(yàn)探究

探究伯努利原理同樣是用軟管澆花，當(dāng)把軟管舉高，會(huì)發(fā)現(xiàn)出水口水噴出的速度變小，這是因?yàn)檐浌艿拈L度不變，所以沿程壓力損失不變，在不考慮水管彎轉(zhuǎn)處的局部壓力損失下，出水口處的壓力能不變，高度增大，也就是勢能增大，所以根據(jù)伯努利方程，水的動(dòng)能減小，也就是出水口水的速度變小。3.6實(shí)驗(yàn)探究

噴霧器是利用流速大處壓強(qiáng)小的原理制成的。讓空氣從小孔迅速流出，小孔附近的壓強(qiáng)小，容器里液面上方的空氣壓強(qiáng)大，液體就沿小孔下邊的細(xì)管升上來。液體從細(xì)管的上口流出后，受空氣流的沖擊，被噴成霧狀。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的化油器與噴霧器的原理相同?；推魇窍蚱桌锕┙o燃料與空氣混合物的裝置，當(dāng)汽缸里的活塞做吸氣沖程時(shí)，空氣被吸入管內(nèi)，在流經(jīng)管的狹窄部分時(shí)流速大、壓強(qiáng)小，汽油從安裝在狹窄部分的噴嘴流出，馬上被噴成霧狀，形成油氣混合物，進(jìn)入汽缸。3.6實(shí)驗(yàn)探究

C919飛機(jī)升力飛機(jī)為什么能夠飛上天？因?yàn)闄C(jī)翼受到向上的升力。飛機(jī)機(jī)翼橫截面的形狀上下不對(duì)稱，飛行時(shí)機(jī)翼周圍空氣的流線分布不均勻，機(jī)翼上方的流線密、流速大，下方的流線疏、流速小。由伯努利方程可知，機(jī)翼上方的壓強(qiáng)小，下方的壓強(qiáng)大。這樣，空氣就產(chǎn)生了作用在機(jī)翼上向上的升力。3.7操作與技能制作簡易噴霧器用一個(gè)礦泉水瓶和兩根吸管制作一個(gè)簡易噴霧器。用力吹水平吸管時(shí)，豎直吸管上方的空氣流速大，壓強(qiáng)小，礦泉水瓶中的水在大氣壓強(qiáng)的作用下從管中噴出。3.8物理與生活血壓計(jì)伯努利方程在生活中的應(yīng)用有很多，血壓計(jì)就是很典型的應(yīng)用。血壓計(jì)是測量血壓的儀器。體循環(huán)動(dòng)脈血壓簡稱血壓，是血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)作用于血管壁的壓力，同時(shí)也是推動(dòng)血液在血管內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力。心室收縮，血液從心室流入動(dòng)脈，此時(shí)血液對(duì)動(dòng)脈的壓力最高，稱為收縮壓。心室舒張，動(dòng)脈血管彈性回縮，血液仍慢慢繼續(xù)向前流動(dòng)，但血壓下降，此時(shí)的壓力稱為舒張壓。把血管中流動(dòng)的血液當(dāng)作理想液體，根據(jù)伯努利方程可知，血液流速大的地方，血液對(duì)血管的壓力小，血液流速小的地方，血液對(duì)血管的壓力大。血壓計(jì)就是測出這個(gè)壓力變化，并通過轉(zhuǎn)化模塊將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字顯示或汞柱指示。3.9物理與技術(shù)都江堰水利工程秦國蜀郡太守李冰和他的兒子吸取前人的治水經(jīng)驗(yàn)，率領(lǐng)當(dāng)?shù)厝嗣?，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰是防洪、灌溉、航運(yùn)綜合水利工程，整體規(guī)劃是將岷江水流分成兩條，其中一條水流引入成都平原，這樣既可以分洪減災(zāi)，又可以引水灌田變害為利，主體工程包括魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道和寶瓶口進(jìn)水口。都江堰的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工都具有比較高的科學(xué)性和創(chuàng)造性。都江堰工程通過內(nèi)江進(jìn)水口水位觀察掌握進(jìn)水流量，再用魚嘴、寶瓶口的分水工程來調(diào)節(jié)水位，這樣就能控制渠道進(jìn)水流量。這說明早在兩千多年前，我國的勞動(dòng)人民已經(jīng)掌握并且利用了在一定水頭下通過一定流量的堰流原理。通過深淘灘，使河床保持一定的深度，有一定大小的過水?dāng)嗝?，這樣就可以保證汛期河床安全地通過比較大的洪水量，可見當(dāng)時(shí)人們對(duì)流量和過水?dāng)嗝娴年P(guān)系已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。這種數(shù)量關(guān)系，正是現(xiàn)代流量公式的重要內(nèi)涵。3.10物理與社會(huì)大國重器”C919大型客機(jī)2017年5月5日，我國自行研制的大型客機(jī)C919在上海完成首飛。C919是中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的干線民用飛機(jī)，最大載客量為190人。全機(jī)長約39m、高約12m、翼展近36m。C919的標(biāo)準(zhǔn)航程為4075km，可以勝任國內(nèi)任意兩個(gè)城市之間的飛行。C919的最大航程可達(dá)5555km，相當(dāng)于從北京到新加坡的飛行距離。C919成功應(yīng)用3D技術(shù)打印鈦合金零件，減輕了機(jī)身自重；機(jī)頭少了側(cè)面兩塊擋風(fēng)玻璃，流線更順暢，能減小阻力；機(jī)身采用超臨界機(jī)翼設(shè)計(jì)，比傳統(tǒng)機(jī)翼減小5%的飛行阻力，同時(shí)應(yīng)用鋁鋰合金材料，大大提高了飛機(jī)的壽命；航電系統(tǒng)則采用IMA綜合處理平臺(tái)，降低了機(jī)載系統(tǒng)成本；設(shè)計(jì)上，通過加寬客艙和座椅寬度、配備新的機(jī)載設(shè)備等，改善乘客的舒適性；選用新型發(fā)動(dòng)機(jī)，滿足噪聲和污染物排放的要求。3.11物理與職業(yè)“航空手藝人”大國工匠胡雙錢C919數(shù)百萬個(gè)零部件中，80%是我國第一次設(shè)計(jì)生產(chǎn)，許多零件需要進(jìn)行小批量的生產(chǎn)、試驗(yàn)與磨合。這就需要“航空手藝人”日復(fù)一日地精細(xì)打磨。37年，加工零件數(shù)十萬個(gè)，無一個(gè)次品，這是一種怎樣的體驗(yàn)？這無不體現(xiàn)了“大國工匠精神”！在C919制造商的鉗工車間里，你一眼就能認(rèn)出這個(gè)傳奇的締造者——高級(jí)鉗工技師胡雙錢。畫線、鉆孔、打磨……胡雙錢頭戴護(hù)目鏡，身著藍(lán)色工作衣，被淡金水染得微微發(fā)紫的雙手緊握銼刀反復(fù)打磨——這個(gè)動(dòng)作，他重復(fù)了37年。從20世紀(jì)80年代初剛進(jìn)廠時(shí)那個(gè)看著“運(yùn)10”起飛的懵懂青年，到如今參與C919大飛機(jī)制造的白發(fā)長者，胡雙錢將自己的青春年華都獻(xiàn)給了中國的民用飛機(jī)制造事業(yè)。3.12鞏固提升1.影響液體黏度的因素主要有哪些？這些影響因素的變化對(duì)應(yīng)著黏度怎樣變化？2.流體在圓形管道中以恒定的流量流動(dòng)，當(dāng)圓形管道的截面直徑突變?yōu)橹爸睆降膬杀稌r(shí)，流速變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？?dāng)圓形管道的截面直徑突變?yōu)橹爸睆降囊话霑r(shí)，流速變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲?.分組討論有關(guān)人體內(nèi)血液流動(dòng)的問題，練習(xí)用血壓計(jì)測量心臟的收縮壓和舒張壓。4.參觀都江堰水利工程或查閱相關(guān)資料，分析該工程隨著季節(jié)變化自動(dòng)調(diào)控水流量的原理。第四節(jié)理想氣體狀態(tài)方程學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、理想氣體三、氣體狀態(tài)參量四、實(shí)驗(yàn)探究五、理想氣體狀態(tài)方程六、物理與社會(huì)七、鞏固提升教學(xué)目標(biāo)：通過建構(gòu)理想氣體模型，了解理想氣體的狀態(tài)參量。通過實(shí)驗(yàn)，了解理想氣體狀態(tài)方程；能用其解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。4.1問題導(dǎo)入在生產(chǎn)生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些有關(guān)氣體狀態(tài)及變化的問題。例如，我們用打氣筒給自行車胎打氣，不一會(huì)兒我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的管壁溫度升高；在非常熱的天氣里，高速行駛的汽車有時(shí)會(huì)突然爆胎。氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積這3個(gè)物理量之間有著怎樣的關(guān)系？下面我們就來學(xué)習(xí)這方面的有關(guān)內(nèi)容。

4.2理想氣體理想氣體是人們對(duì)實(shí)際氣體簡化而建立的一種理想模型。理想氣體具有如下特點(diǎn)：分子本身不占有體積；分子間無相互作用力。從理想氣體的特點(diǎn)可以看出，真正的理想氣體是不存在的，因?yàn)榉肿与m然體積很小，但還是占有體積，分子間作用力是在任意時(shí)刻、任意距離情況下都存在的。在實(shí)際應(yīng)用中，我們把溫度不太低、壓強(qiáng)不太高條件下的氣體近似看作理想氣體，而且溫度越高、壓強(qiáng)越低，越接近于理想氣體。4.3氣體狀態(tài)參量在研究氣體性質(zhì)時(shí)，氣體的體積V、溫度T和壓強(qiáng)p較易觀察和測量，是大量氣體分子集體運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，可以用來描述氣體的狀態(tài)，這些描述氣體狀態(tài)的物理量稱為系統(tǒng)的狀態(tài)參量。（1）氣體的體積氣體的體積通常就是氣體容器的容積。氣體具有流動(dòng)性，它總能充滿整個(gè)容器，因此，氣體的體積就是指氣體分子能夠到達(dá)的容器空間。（2）氣體的溫度宏觀上講，溫度是描述物體冷熱程度的物理量；從微觀方面看，溫度是指物體內(nèi)分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。氣體分子做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子平均動(dòng)能越大，溫度也就越高。同理，氣體分子做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越慢，分子平均動(dòng)能越小，氣體溫度越低。4.3氣體狀態(tài)參量T=t+273.15K定量表示溫度高低的方法，稱為溫標(biāo)。人們常采用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)等。用攝氏溫標(biāo)表示的溫度稱為攝氏溫度，用符號(hào)t表示，單位是攝氏度，符號(hào)為℃。熱力學(xué)溫標(biāo)是這樣規(guī)定的：把-273.15℃作為熱力學(xué)溫標(biāo)的零度，稱為絕對(duì)零度，它每一度的大小與攝氏溫標(biāo)相同。用這種溫標(biāo)表示的溫度，稱為熱力學(xué)溫度。符號(hào)用T表示，單位為開爾文，符號(hào)用K表示。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系如上式。（3）氣體的壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)是由于大量氣體分子對(duì)容器壁持續(xù)、無規(guī)則的撞擊產(chǎn)生的。單位面積上大量氣體分子對(duì)容器壁的壓力，就是氣體壓強(qiáng)，簡稱氣壓。壓強(qiáng)用p表示。在國際單位制中，壓強(qiáng)的單位是帕斯卡，簡稱帕，符號(hào)是Pa。壓強(qiáng)的單位還有千帕（kPa）和兆帕（MPa），它們和帕的換算關(guān)系分別是1kPa=103Pa1MPa=106Pa4.4實(shí)驗(yàn)探究探究一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、溫度和體積的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)備氣壓計(jì)、溫度計(jì)、活塞、玻璃管、水槽、熱水、涼水、鐵架臺(tái)等。實(shí)驗(yàn)原理以封閉在玻璃管內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，分別控制氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)不變，測出另外兩個(gè)量的數(shù)值。通過分析，得出一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、體積和溫度之間的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)步驟（1）根據(jù)圖片安裝實(shí)驗(yàn)器材；（2）在保持氣體壓強(qiáng)不變的情況下，把玻璃管分別放入溫度不同的水槽中，放置一會(huì)等玻璃管內(nèi)的氣體與水的溫度平衡后，測量水的溫度，即為玻璃管內(nèi)氣體的溫度。改變水的溫度，即改變氣體的溫度。測量多組數(shù)據(jù)，將其換算成SI單位（或統(tǒng)一單位）后填入表中，分析氣體體積與溫度之間的關(guān)系。4.4實(shí)驗(yàn)探究（3）在保持氣體體積不變的情況下，把玻璃管分別放入溫度不同的水槽中，改變水的溫度，即改變氣體的溫度。測量多組數(shù)據(jù)，將其換算成SI單位（或統(tǒng)一單位）后填入表中，分析氣體壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系。（4）在保持氣體溫度不變的情況下，改變氣體的體積，測量多組數(shù)據(jù)，將其換算成SI單位（或統(tǒng)一單位）后填入表中，分析氣體壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系。（5）用作圖法，分析得出一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、體積和溫度之間的關(guān)系。4.5理想氣體狀態(tài)方程思考一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、溫度和體積的關(guān)系通過實(shí)驗(yàn)，我們可以得出以下結(jié)論：在密閉容器中的定量氣體，在溫度保持不變的條件下，壓強(qiáng)與體積成反比關(guān)系；在密閉容器中的定量氣體，在體積保持不變的條件下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比；在密閉容器中的定量氣體，在壓強(qiáng)保持不變的條件下，體積與熱力學(xué)溫度成正比。綜合以上結(jié)論可得或式中，p為壓強(qiáng)（Pa），V為氣體體積（m3），T為溫度（K），C是與氣體種類和質(zhì)量有關(guān)的常量。上式反映了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)壓強(qiáng)、體積和溫度所遵循的規(guī)律，稱為理想氣體狀態(tài)方程，又稱作理想氣體定律、普適氣體定律。它是描述理想氣體在處于平衡態(tài)時(shí)壓強(qiáng)、體積、溫度間關(guān)系的狀態(tài)方程。4.6物理與社會(huì)工業(yè)氣體氣體種類繁多，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。我們常見的液化石油氣（圖1-4-3）在常溫常壓下呈氣態(tài)，就是一種典型的工業(yè)氣體，主要用于工業(yè)制造方面。工業(yè)氣體是整個(gè)工業(yè)的基礎(chǔ)性資源，在國民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中有著重要的地位和作用，廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、機(jī)械、電子、航空航天等諸多領(lǐng)域，在國防建設(shè)和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。如同水和電一樣，有人形象地把工業(yè)氣體比喻為工業(yè)的“血液”。2010年，我國工業(yè)氣體市場規(guī)模達(dá)到410億元，比2005年增長了67%，在全球市場的占比提高到10.6%；2015年，我國工業(yè)氣體市場規(guī)模達(dá)到近1000億元；2019年，我國工業(yè)氣體市場規(guī)模達(dá)到1477億元，在全球市場的占比提高到17%左右；2021年年末，我國工業(yè)氣體市場規(guī)模有望達(dá)到近1600億元。我國的工業(yè)氣體以超乎尋常的速度飛速發(fā)展，一定程度上反映了我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。4.7鞏固提升1.冬季，將裝有半瓶熱水的暖水瓶放置一個(gè)夜晚，次日一早拔瓶口的軟木塞時(shí)會(huì)覺得很緊，不易拔出。這是為什么？2.炎熱的夏天，給汽車輪胎充氣時(shí)，一般都不能充得太足；給自行車輪胎充氣時(shí)，也不能充得太足。這是為什么呢？3.通過參觀，了解化工生產(chǎn)和制藥過程中常見氣壓計(jì)的工作原理，撰寫調(diào)查小報(bào)告，并在課堂上交流。進(jìn)一步發(fā)展實(shí)驗(yàn)觀察、技術(shù)運(yùn)用等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。第五節(jié)氣體壓強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、氣體壓強(qiáng)的概念三、道爾頓分壓定律四、物理與生活五、物理與環(huán)境六、鞏固提升教學(xué)目標(biāo)：通過觀察，了解大氣壓強(qiáng)、絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、正壓、負(fù)壓的概念；能列舉醫(yī)療和防火救生中應(yīng)用正壓、負(fù)壓的實(shí)例。了解道爾頓分壓定律。5.1問題導(dǎo)入當(dāng)你收聽收看天氣預(yù)報(bào)時(shí)，常聽到“高氣壓”“低氣壓”等，這是怎么回事？我們知道氣體壓強(qiáng)都是正值，為什么還會(huì)聽到有人說負(fù)壓？絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)之間有什么區(qū)別？下面我們來學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。

5.2氣體壓強(qiáng)的概念在初中階段我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過大氣壓強(qiáng)，就是作用在單位面積上的大氣壓力，即等于單位面積上向上延伸到大氣上緣的垂直空氣柱所受的重力。氣壓大小與高度、溫度等條件有關(guān)，一般隨高度增大而減小。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于760mm高的水銀柱所受的重力，它相當(dāng)于1cm2面積上承受1.0336Ｎ的大氣壓力。在粗略計(jì)算時(shí)，可以用105Pa表示1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。絕對(duì)壓強(qiáng)是以沒有任何氣體存在的絕對(duì)真空為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)就是以絕對(duì)真空為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)。相對(duì)壓強(qiáng)是以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)為基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)。相對(duì)壓強(qiáng)按絕對(duì)壓強(qiáng)與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)的相對(duì)大小，又可分為兩種：正壓和負(fù)壓。5.2氣體壓強(qiáng)的概念正壓和負(fù)壓在物理學(xué)中，正壓和負(fù)壓分別叫表壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)（真空值），都是相對(duì)壓強(qiáng)的一種，它們之間的關(guān)系如下：正壓=表壓強(qiáng)=絕對(duì)壓強(qiáng)-標(biāo)準(zhǔn)大氣壓負(fù)壓=真空壓強(qiáng)（真空值）=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓-絕對(duì)壓強(qiáng)正壓和負(fù)壓一般指一個(gè)密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)狀態(tài)。假設(shè)該密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)為p，當(dāng)p＞1atm時(shí)，稱該密閉容器內(nèi)為正壓；當(dāng)p=1atm時(shí)，稱該密閉容器內(nèi)為常壓；當(dāng)p＜1atm時(shí)，稱該密閉容器內(nèi)為負(fù)壓。正壓就是指比常壓（即常說的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）的氣體壓力大的氣體狀態(tài)。例如，給自行車或汽車輪胎打氣時(shí)，打氣筒的出氣端產(chǎn)生的就是正壓。負(fù)壓是低于常壓的氣體壓力狀態(tài)。在工業(yè)上，如微型泵（如微型增壓泵、微型氣泵、微型抽氣打氣泵、微型氣體循環(huán)泵等）選型中常要涉及正壓。通常在負(fù)壓脈動(dòng)式清肺儀的治療、負(fù)壓病房等涉及負(fù)壓。5.2氣體壓強(qiáng)的概念高氣壓和低氣壓高氣壓是指比周圍的氣壓高的地點(diǎn)，其中氣壓最高的地點(diǎn)叫作“高氣壓中心”。北半球的高氣壓中心附近，風(fēng)是以順時(shí)針渦旋向外吹去，所以該部分的空氣較為稀薄。為補(bǔ)充它，空氣自上空降落，形成下降氣流，通常都是好天氣。某地區(qū)氣壓的高低是與周圍比較而言的，其中氣壓最低的地方叫作“低氣壓中心”。四周壓力較大地方的空氣都會(huì)流到中心來，就像四周高山上的水都匯集到盆地中心去一樣。北半球的低氣壓中心附近，風(fēng)是向中心吹進(jìn)，為逆時(shí)針旋渦，且吹進(jìn)來的空氣形成上升的氣流，通常是天氣不好。5.3道爾頓分壓定律道爾頓定律道爾頓分壓定律（也稱道爾頓定律）描述的是理想氣體的特性。這一經(jīng)驗(yàn)定律是在1801年由約翰?道爾頓（JohnDalton）觀察得到的。在任何容器內(nèi)的氣體混合物中，如果各組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則每一種氣體都均勻地分布在整個(gè)容器內(nèi)，它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)和它單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。也就是說，一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強(qiáng)僅與溫度有關(guān)。例如，0℃時(shí)，1mol氧氣在22.4L體積內(nèi)的壓強(qiáng)是101.3kPa。如果向容器內(nèi)加入1mol氮?dú)獠⒈３秩萜黧w積不變，則氧氣的壓強(qiáng)還是101.3kPa，但容器內(nèi)的總壓強(qiáng)增大一倍?？梢?，1mol氮?dú)庠谶@種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強(qiáng)也是101.3kPa。道爾頓總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)，得出下列結(jié)論：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于在相同溫度下它單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力，而氣體混合物的總壓強(qiáng)等于其中各氣體分壓之和。這就是氣體的道爾頓分壓定律。道爾頓分壓定律只適用于理想氣體混合物，實(shí)際氣體并不嚴(yán)格遵從道爾頓分壓定律，在高壓情況下尤其如此。當(dāng)壓力很高時(shí)，分子所占的體積和分子之間的空隙具有可比性；同時(shí)，更短的分子間距離使分子間作用力增強(qiáng)，從而改變各組分的分壓力。這兩點(diǎn)在道爾頓分壓定律中并沒有體現(xiàn)。5.4物理與生活了解壓強(qiáng)的這些概念，有助于解釋壓強(qiáng)在各種實(shí)際情況的應(yīng)用。如在醫(yī)療中，可以在高壓（超過常壓）環(huán)境中呼吸純氧或高濃度氧，以治療缺氧性疾病和相關(guān)疾患，即高壓氧治療。高壓氧艙是進(jìn)行高壓氧療法的專用醫(yī)療設(shè)備，按加壓的介質(zhì)不同，分為空氣加壓艙和純氧加壓艙兩種。高壓氧艙通常由艙體、供排氣（氧）系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。加壓介質(zhì)為空氣或醫(yī)用氧氣，空氣加壓最高工作壓力不大于0.3MPa，氧氣加壓最高工作壓力不大于0.2MPa?？諝饧訅焊鶕?jù)艙內(nèi)治療人數(shù)不同分為單人氧艙和多人氧艙。氧氣加壓艙進(jìn)艙人數(shù)為1人，通常分為成人醫(yī)用氧艙和嬰幼兒（含新生兒）醫(yī)用氧艙。高壓氧艙5.4物理與生活中醫(yī)的“拔罐療法”也是氣體壓強(qiáng)的應(yīng)用，在我國已有2000多年的歷史，是我國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，現(xiàn)已經(jīng)成為中醫(yī)重要的外治法之一。此法能使施治部位充血，從而產(chǎn)生療效。此法在民間很常見，多與針刺配合使用，主要用于治療風(fēng)濕痛、腰背肌肉勞損、頭痛、腹痛及哮喘等。祖國醫(yī)學(xué)中的物理應(yīng)用：拔罐療法5.5物理與環(huán)境消防和搶險(xiǎn)救援中常用的空氣呼吸器就是利用氣體壓強(qiáng)特點(diǎn)工作的?？諝夂粑饔址Q儲(chǔ)氣式防毒面具，有時(shí)也稱為消防面具。它主要是由面罩、氣瓶、瓶帶組、肩帶、報(bào)警哨、壓力表、氣瓶閥、減壓器、背托、腰帶組、快速接頭、供給閥等部件組成?？諝夂粑魇抢脡嚎s空氣的正壓形成自給開放式的呼吸器，當(dāng)使用者呼氣時(shí)，有適量的新鮮空氣經(jīng)由氣體儲(chǔ)存氣瓶開關(guān)、減壓器中軟導(dǎo)管供給閥進(jìn)入面罩，使用者將氣體吸入肺部，完成了整個(gè)呼吸循環(huán)過程。在這個(gè)呼吸循環(huán)過程中，由于在面罩內(nèi)設(shè)有兩個(gè)吸氣閥和呼氣閥，它們?cè)诤粑^程中單向開啟，整個(gè)氣流方向始終沿一個(gè)方向前進(jìn)，構(gòu)成整個(gè)的呼吸循環(huán)過程。打開氣瓶閥，高壓空氣依次經(jīng)過氣瓶閥、減壓器，進(jìn)行一級(jí)減壓后，輸出約0.7MPa的中壓氣體，再經(jīng)中壓導(dǎo)氣管送至供氣閥，供氣閥將中壓氣體按照使用者的吸氣量進(jìn)行二級(jí)減壓，減壓后的氣體進(jìn)入面罩，供使用者呼吸使用，人體呼出的濁氣經(jīng)面罩上的呼氣閥排到大氣中，這樣氣體始終沿著一個(gè)方向流動(dòng)而不會(huì)逆流?？諝夂粑?.6鞏固提升1.什么是大氣壓強(qiáng)、絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、正壓、負(fù)壓？2.什么是道爾頓分壓定律？它在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用？請(qǐng)舉例說明。3.中醫(yī)常用“拔火罐”來治療某些疾?。簩Ⅻc(diǎn)燃的酒精棉放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)酒精棉燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，此時(shí)火罐會(huì)被緊緊地“吸”在皮膚上。請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象。4.查閱資料，進(jìn)一步了解消防員在濃煙、毒氣或缺氧等環(huán)境下使用的空氣呼吸器的工作原理，并在課堂上交流。第六節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測量氣體的壓強(qiáng)學(xué)習(xí)步驟：一、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析五、注意事項(xiàng)六、實(shí)踐與探索七、物理與環(huán)境

教學(xué)目標(biāo)：1.通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步養(yǎng)成認(rèn)真觀察、規(guī)范操作、準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。2.增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作、尊重他人的協(xié)作意識(shí)，進(jìn)一步發(fā)展探究設(shè)計(jì)、操作技能、合作交流等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。3.通過實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成理論與實(shí)踐相結(jié)合的思維習(xí)慣，培養(yǎng)大膽假設(shè)、小心求證的探究方法。4.學(xué)會(huì)用U形管和大氣壓強(qiáng)計(jì)測量容器中氣體的壓強(qiáng)。6.1實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)U形管壓強(qiáng)計(jì)的玻璃管中注入一定量的水銀時(shí)，由于其兩側(cè)都與大氣相通，即壓強(qiáng)都是大氣壓強(qiáng)p0，U形管兩側(cè)的水銀柱是等高的。將壓強(qiáng)計(jì)左側(cè)的玻璃管通過橡皮塞與一個(gè)容器相連，容器中的空氣就被封閉。若容器中氣體的壓強(qiáng)p大于大氣壓強(qiáng)p0，則左側(cè)管中的水銀柱比右側(cè)管中的水銀柱低。量出兩個(gè)水銀柱的高度差h，并用ph表示高度為h的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，那么，容器中氣體的壓強(qiáng)p=p0+ph。若容器中氣體的壓強(qiáng)p小于大氣壓強(qiáng)p0，則左側(cè)管中的水銀柱就會(huì)比右側(cè)管中的水銀柱高。量出兩個(gè)水銀柱的高度差h，仍用ph表示高度為h的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則容器中氣體的壓強(qiáng)p=p0-ph。6.2實(shí)驗(yàn)器材U形管、大氣壓強(qiáng)計(jì)、燒瓶等

6.3實(shí)驗(yàn)步驟1.調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室中福廷式水銀氣壓計(jì)，讀出此時(shí)的大氣壓強(qiáng)p0，將數(shù)據(jù)換算成SI單位填到表中（1mmHg=133.3Pa）。2.把燒瓶放入盛有冷水的水槽中，使其大部浸入冷水中。將溫度計(jì)放入水中，等待3min，使被封閉的空氣與冷水進(jìn)行充分的熱交換，達(dá)到熱平衡狀態(tài)后，從溫度計(jì)上讀出水的溫度（即燒瓶中空氣的溫度），換算成SI單位并填到表中；從刻度尺上讀出U形管兩側(cè)水銀柱的高度差h，計(jì)算出此刻燒瓶中空氣的壓強(qiáng)，換算成SI單位并填到表中。3.將水槽中的冷水取出一部分，倒入適量的熱水，使水溫升高大約20℃。等待3min，達(dá)到熱平衡狀態(tài)后，測出水的溫度及燒瓶中空氣的壓強(qiáng)，換算成SI單位并填到表中。4.再將水槽中的水取出一部分，倒入適量的熱水，使水溫再升高大約20℃。重復(fù)前面的步驟，測出溫度和壓強(qiáng)值，換算成SI單位并填到表中。6.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析表6.5注意事項(xiàng)1.溫度計(jì)放入水中時(shí)，不要接觸水槽的底面或側(cè)面。2.實(shí)驗(yàn)中控制水溫的變化范圍，不能太高或太低，不能使水銀柱從右側(cè)管中冒出或進(jìn)入左側(cè)管的水平部分。6.6實(shí)踐與探索1.本實(shí)驗(yàn)中，將溫度計(jì)和燒瓶放入水中后，為什么要等待3min？2.仔細(xì)研究本實(shí)驗(yàn)測得的氣體溫度和壓強(qiáng)，能猜出存在什么規(guī)律嗎？3.測量液體壓強(qiáng)，把液體壓強(qiáng)計(jì)插入液體中即可?？墒?，氣體的壓強(qiáng)如何測量？我們經(jīng)常見到汽車維修工測量汽車輪胎的壓強(qiáng)，汽車維修工是怎樣測量汽車輪胎壓強(qiáng)的？6.7物理與環(huán)境近100年來，全球平均氣溫經(jīng)歷了“冷—暖—冷—暖”波動(dòng)，總體來看為上升趨勢。據(jù)世界環(huán)境組織報(bào)告，全球近20年已明顯變暖。按照目前二氧化碳的增長情況，到2050年，全球平均氣溫將上升1～3.5℃，到2102年地球表面的溫度將比1990年上升6℃。全球變暖的主要原因是人類大量使用礦物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等溫室氣體。由于這些溫室氣體對(duì)來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性，而對(duì)地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性，也就是具有常說的“溫室效應(yīng)”，會(huì)導(dǎo)致全球變暖。全球變暖，會(huì)使全球降水量重新分配、冰川和凍土消融、海平面上升等，既危害自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，又威脅人類的食物供應(yīng)和居住環(huán)境。如果不采取有效措施遏制溫室效應(yīng)，人類未來的生存環(huán)境將越來越嚴(yán)峻。碳排放是關(guān)于溫室氣體排放的總稱或簡稱。溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳，因此用“碳”作為代稱。環(huán)境治理與我國的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)6.7物理與環(huán)境為應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)，我國出臺(tái)了一系列環(huán)保措施，并專門成立了國家氣候變化對(duì)策協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。為營造良好的宜居環(huán)境，減少溫室效應(yīng)，2020年9月，我國向全世界莊嚴(yán)承諾：中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更有力的政策和舉措，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這就是我國的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。2021年3月15日，在主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議時(shí)發(fā)表重要講話指出：實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，彰顯了我國堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展的戰(zhàn)略定力和積極應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的大國擔(dān)當(dāng)。地球只有一個(gè)，我們別無選擇，但我們可以選擇更合理的生活方式和消費(fèi)行為來保護(hù)我們的家園。環(huán)境治理與我國的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)液體氣體科技讓生活更美好,物理讓生活更有趣在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力,提高科技創(chuàng)新能力

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專題二

聲波及其應(yīng)用中等職業(yè)公共基礎(chǔ)課程《物理（化工農(nóng)醫(yī)類）》教學(xué)課件聲波超聲波第一節(jié)聲波多普勒效應(yīng)第二節(jié)超聲波第一節(jié)聲波多普勒效應(yīng)教學(xué)目標(biāo)：一、通過探究實(shí)驗(yàn)，了解聲波的概念；知道聲波的性質(zhì)。二、了解樂音、噪聲，知道樂音、噪聲對(duì)人體的影響。三、了解多普勒效應(yīng)，能列舉多普勒效應(yīng)在醫(yī)藥衛(wèi)生、氣象、生活等方面應(yīng)用的實(shí)例。學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、聲波三、物理與德行四、多普勒效應(yīng)五、物理與技術(shù)六、物理與社會(huì)七、鞏固提升1.1問題導(dǎo)入在水槽中加入水，放上一個(gè)軟木塞。然后用鉛筆不斷輕觸水面，水面上就會(huì)形成一圈一圈的水波向外傳播，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)水槽中的軟木塞在上下振動(dòng)。那么，當(dāng)我們?cè)诳諝庵星脫艄拿鏁r(shí)，鼓面周圍空氣中的輕小物體又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？有哪些特性？

1.2聲波與水波的傳播相似，聲音在空氣中也是以波的方式向遠(yuǎn)處傳播的。當(dāng)喇叭的振動(dòng)面向外側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓縮鄰近的空氣，使這部分空氣變密；當(dāng)喇叭的振動(dòng)面向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這部分空氣變疏。振動(dòng)面不斷振動(dòng)，空氣中就形成疏密相間的波，向遠(yuǎn)處傳播。因此，聲音也是一種波，我們把它叫作聲波。將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在喇叭的前方，當(dāng)喇叭中發(fā)出較強(qiáng)的聲音時(shí)，蠟燭火焰會(huì)搖晃。這是聲波在空氣中傳播時(shí)壓縮空氣造成的。1.2聲波聲音無法在真空中傳播，這是由于真空中沒有可以傳播振動(dòng)的物質(zhì)，不能形成疏密相間的聲波。因此，在沒有空氣的月球表面，雖然兩位航天員近在咫尺，但不用無線電的話也聽不到對(duì)方講話。聲音既能在空氣中傳播，也能在液體和固體中傳播。聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的?？諝庵械穆曀龠€與溫度有關(guān)，溫度低，聲速就小。在0℃的空氣中聲速約為332m/s，而在100℃的干燥空氣中聲速約為386m/s。1.2聲波有些聲音可以讓人身心愉悅，但有些聲音卻讓人躁動(dòng)不安，這是為什么呢？原來，發(fā)聲體有規(guī)律振動(dòng)和無規(guī)律振動(dòng)之分。由于發(fā)聲體有規(guī)律地振動(dòng)而產(chǎn)生的具有固定音調(diào)的音稱為樂音，如鋼琴、小提琴、二胡等都是能發(fā)出樂音的樂器。樂音是音樂中所使用的最主要、最基本的素材，音樂中的旋律、和聲等均由樂音構(gòu)成。反之，噪聲是發(fā)聲體做無規(guī)律振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。音樂對(duì)人的心理狀態(tài)和身體狀況能起到某種特殊的作用，所以有治療疾病的作用。這種作用是通過心理作用和物理作用來實(shí)現(xiàn)的。1.2聲波噪聲對(duì)人體的危害是全身性的，既可以引起聽覺系統(tǒng)的變化，也可以對(duì)非聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生影響。這些影響的早期主要是生理性改變，長期接觸比較強(qiáng)烈的噪聲，可能引起病理性改變。此外，作業(yè)場所中的噪聲還可以干擾語言交流，影響工作效率，甚至造成意外事故。噪聲對(duì)聽覺器官的影響是從生理轉(zhuǎn)移至病理的過程，造成病理性聽力損傷必須達(dá)到一定的強(qiáng)度和接觸時(shí)間。長期接觸較強(qiáng)烈的噪聲引起聽覺器官損傷的變化，一般是從暫時(shí)性聽閾位移逐漸發(fā)展為永久性聽閾位移。

1.3物理與德行噪聲對(duì)人體有非常大的危害，因此我們?cè)谏钪幸⒁庾陨硇袨?，遵守社?huì)公德，減少噪聲的產(chǎn)生，如在坐車時(shí)要注意禁止鳴笛標(biāo)志，并提醒司機(jī)不在禁止鳴笛的區(qū)域鳴笛；不在教室、影院等公共場所大聲喧嘩等。禁止鳴笛標(biāo)志標(biāo)志1.4多普勒效應(yīng)當(dāng)消防車向我們駛來或遠(yuǎn)去時(shí)，你注意過它們發(fā)出的鳴笛聲有什么變化嗎？當(dāng)消防車向我們駛來時(shí)，它們發(fā)出的鳴笛聲的音調(diào)變得更高了；離我們遠(yuǎn)去時(shí)，音調(diào)變得更低了。如圖所示。這是為什么呢？實(shí)際上，消防車的鳴笛聲的并沒有變化，只是由于救護(hù)車與地面觀察者之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使觀察者接收到的聲波頻率發(fā)生了變化。這種因波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為多普勒效應(yīng)（DopplerEffect）。這一現(xiàn)象是奧地利科學(xué)家多普勒（C.Doppler）發(fā)現(xiàn)的。1.4多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。如交通警察使用的多普勒測速儀，就利用了多普勒效應(yīng)。1.4多普勒效應(yīng)多普勒彩色超聲診斷儀（簡稱“彩超”，圖是多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)方面的重要應(yīng)用。醫(yī)生可以借助該儀器向人體的待檢測部位發(fā)射一定頻率的超聲波，再通過儀器對(duì)收集到的反射波頻率進(jìn)行分析，通過顯示屏上的圖像即可判斷出人體中的血流方向和速度，進(jìn)而確定是否存在病變及病變大小或部位。多普勒彩超的應(yīng)用，可以幫助醫(yī)生對(duì)人體內(nèi)部組織、器官進(jìn)行體外檢測，大大降低了患者痛苦，且提高了檢測質(zhì)量。1.4多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)在氣象方面也有著廣泛的應(yīng)用。氣象雷達(dá)作為天氣監(jiān)測中的重要儀器之一，在人們的生活中被廣泛應(yīng)用在氣象及民航等部門。氣象雷達(dá)通過向外發(fā)射一定頻率的發(fā)射波，然后對(duì)接收到的反射波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)地區(qū)的降雨情況進(jìn)行分析和預(yù)測。氣象雷達(dá)在工作時(shí)處于旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，能夠多方位地對(duì)氣象情況進(jìn)行監(jiān)測。氣象研究對(duì)于人們的生產(chǎn)生活有著重要的意義，錯(cuò)誤的氣象數(shù)據(jù)和不及時(shí)的氣象信息，可能會(huì)導(dǎo)致人們受到自然災(zāi)害的危害。1.5物理與技術(shù)

宇宙學(xué)研究中也用到多普勒現(xiàn)象。20世紀(jì)20年代，美國天文學(xué)家斯萊弗（V.Sliphev）在研究遠(yuǎn)處的旋渦星云發(fā)出的光譜時(shí)，首先發(fā)現(xiàn)了光譜的紅移，認(rèn)識(shí)到旋渦星云正快速遠(yuǎn)離地球而去。人們認(rèn)識(shí)到宇宙在長時(shí)間內(nèi)一直在膨脹，物質(zhì)密度一直在變小。1948年，伽莫夫（G.Gamow）和他的同事們提出大爆炸宇宙模型。20世紀(jì)60年代以來，大爆炸宇宙模型逐漸被人們廣泛接受，天文學(xué)家稱之為宇宙的“標(biāo)準(zhǔn)模型”。多普勒效應(yīng)使人們對(duì)距地球任意遠(yuǎn)天體運(yùn)動(dòng)的研究成為可能。1868年，英國天文學(xué)家哈金斯（W.Hugging）通過分析天狼星光譜中的多普勒效應(yīng)，測量出天狼星遠(yuǎn)離我們而去的速度約為46km/s。多普勒現(xiàn)象在宇宙學(xué)研究中的應(yīng)用1.5物理與技術(shù)

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第3個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)認(rèn)定的服務(wù)供應(yīng)商。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱“北斗系統(tǒng)”）秉承“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，愿與世界各國共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果，促進(jìn)全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)蓬勃發(fā)展，為服務(wù)全球、造福人類貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。北斗系統(tǒng)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供重要時(shí)空信息保障，是中國進(jìn)行改革開放40余年來取得的重要成就之一，是新中國成立70余年來重大科技成就之一，是中國為全世界提供的全球公共服務(wù)產(chǎn)品。北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段等3部分組成。我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1.6物理與社會(huì)

多普勒效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)純屬偶然。1842年的某天，多普勒正路過鐵路道口，恰逢一列火車從他身旁駛過，他發(fā)現(xiàn)火車從遠(yuǎn)到近時(shí)汽笛聲變大，但音調(diào)變得尖細(xì)，而火車從近到遠(yuǎn)時(shí)汽笛聲變小，但音調(diào)變得雄渾。他對(duì)這個(gè)物理現(xiàn)象產(chǎn)生了極大的興趣，并進(jìn)行了研究。他發(fā)現(xiàn)，這是由于波源與觀察者之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者聽到的聲音頻率不同于波源頻率。這就是頻移現(xiàn)象！后人把這一現(xiàn)象稱為“多普勒效應(yīng)”。多普勒效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1.7鞏固提升1.若有一根長100m的鋼管，當(dāng)甲敲擊鋼管的一端時(shí)，乙用耳朵緊貼著鋼管的另一端，一共聽到幾次聲音？為什么？2.當(dāng)你在站臺(tái)等火車進(jìn)站時(shí)，聽到火車發(fā)出“嗚嗚”的鳴笛聲；你在站臺(tái)時(shí)，火車在等乘客上車時(shí)發(fā)出“嗚嗚”的鳴笛聲；你下火車后，火車離你而去時(shí)發(fā)出“嗚嗚”的鳴笛聲。以上這3種鳴笛聲有什么區(qū)別？請(qǐng)你利用所學(xué)聲波知識(shí)進(jìn)行解釋。3.觀察聽診器的機(jī)構(gòu)，了解其主要功能，并用聽診器聽自己或同學(xué)的心音和呼吸聲，互相交流心得。試著自制一個(gè)簡易聽診器，并總結(jié)通過這次制作活動(dòng)你學(xué)到了什么。第二節(jié)超聲波學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、超聲波三、物理與生活四、超聲波在工農(nóng)醫(yī)方面的應(yīng)用五、鞏固提升教學(xué)目標(biāo)：一、通過實(shí)驗(yàn)，了解超聲波；知道超聲波的性質(zhì)。二、能列舉超聲波在農(nóng)林生產(chǎn)、醫(yī)療實(shí)踐、制藥等方面的應(yīng)用實(shí)例。2.1問題導(dǎo)入

夜間出來覓食的蝙蝠不是用眼睛“看到”前方的食物或障礙物，而是用聲波來判斷前方的情況，并由此來改變飛行線路的。人類能聽到蝙蝠發(fā)出的聲波嗎？

2.2超聲波物體振動(dòng)發(fā)出聲音的頻率范圍是很寬的，其中能引起人的聽覺的聲音頻率在20～20000Hz范圍內(nèi)。頻率高于20000Hz的聲波叫作超聲波，頻率低于20Hz的聲波叫作次聲波。人的耳朵聽不到超聲波，也聽不到次聲波。人的發(fā)聲系統(tǒng)也發(fā)不出超聲波和次聲波。但在自然界中，有一些動(dòng)物對(duì)聲音的敏感程度大大超過人類。如我們熟知的狗，既能聽到超聲波，也能聽到次聲波。人和動(dòng)物的發(fā)聲頻率和聽覺頻率如圖所示。2.3

物理與生活空氣非常干燥時(shí)，我們的皮膚容易龜裂，這就需要增加空氣的濕潤度，營造濕潤的環(huán)境來改善。加濕器就是常用的選擇。超聲波加濕器主要是采用高頻振蕩，再通過霧化片的高頻振動(dòng)使加濕器中的水被拋離水面產(chǎn)生水霧，達(dá)到對(duì)空氣加濕的目的。2.4

超聲波在工農(nóng)醫(yī)方面的應(yīng)用在工業(yè)上，可利用超聲波對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行檢測。通常均勻材料中存在的缺陷會(huì)導(dǎo)致一些物理特性的不一致。超聲波在兩種物理特性不同的介質(zhì)的界面處會(huì)發(fā)生反射，通過接收反射回來的能量和相關(guān)物理特性的信號(hào)，可以檢測金屬的內(nèi)部情況。

用超聲波對(duì)金屬構(gòu)件檢測在農(nóng)業(yè)上，對(duì)種子、作物進(jìn)行超聲處理，消毒殺菌，有利于種子的發(fā)芽和作物的生長。當(dāng)超聲波射到浸泡在水中的種子上時(shí)，會(huì)對(duì)種子產(chǎn)生一種類似摩擦的作用，大大提高了種皮的透水性和透氣性，種子就能提前發(fā)芽。同時(shí)，超聲波能促使種子內(nèi)儲(chǔ)存的淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)更好地溶解于水，變成易被種胚吸收的養(yǎng)料，使幼苗茁壯成長。超聲波還能殺死潛伏在種子上的某些病菌和蟲卵。此外，超聲波霧化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于溫室無土栽培中（圖2-2-5），可以增加溫室內(nèi)的濕度，提高作物的產(chǎn)量。2.4

超聲波在工農(nóng)醫(yī)方面的應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)上，超聲波（B型超聲）檢查已成為臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。醫(yī)生把能發(fā)射超聲波的探頭放在患者體表的適當(dāng)位置，讓超聲波在人體內(nèi)傳播。當(dāng)某臟器發(fā)生病變時(shí)，反射回來的信號(hào)與正常情況不同。醫(yī)生就可據(jù)此診斷該臟器是否發(fā)生了病變，并可分析病變的性質(zhì)，從而確定治療方案。另外，超聲波碎石已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床治療當(dāng)中。2.4

超聲波在工農(nóng)醫(yī)方面的應(yīng)用2.5鞏固提升1.在海洋探測中常利用超聲波測量海洋的深度。大洋某處，海平面處的聲吶從發(fā)出信號(hào)到接收信號(hào)共需3.6s。請(qǐng)計(jì)算該處海洋的深度。（超聲波在海水中傳播的速度按1500m/s計(jì)算）2.收集資料，了解醫(yī)學(xué)上B超儀器的工作原理，撰寫調(diào)查小報(bào)告，并在課堂上交流。3.收集資料，了解漁船上超聲探測儀的工作原理，撰寫調(diào)查小報(bào)告，并在課堂上交流?？萍甲屔罡篮?物理讓生活更有趣在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力,提高科技創(chuàng)新能力

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專題三電學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用中等職業(yè)公共基礎(chǔ)課程《物理（化工農(nóng)醫(yī)類）》教學(xué)課件第一節(jié)自感互感第二節(jié)電容器電感器第三節(jié)熒光燈第四節(jié)二極管第五節(jié)電學(xué)知識(shí)的應(yīng)用第一節(jié)自感互感學(xué)習(xí)步驟：一、問題導(dǎo)入二、自感三、互感四、變壓器五、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)目標(biāo)：一、理解自感電動(dòng)勢、電感的概念。二、能用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的自感現(xiàn)象。三、了解熒光燈和變壓器的工作原理。四、了解互感現(xiàn)象和變壓器的應(yīng)用。六、物理與社會(huì)七、變壓器在遠(yuǎn)距離輸電方面的應(yīng)用八、渦流九、渦流應(yīng)用及危害十、鞏固提升1.1問題導(dǎo)入1.1問題導(dǎo)入我們?cè)谏钪锌赡苡龅竭^這樣的情景：在開關(guān)閉合時(shí)，燈慢慢變亮；在開關(guān)斷開時(shí)，燈慢慢變暗至熄滅。這是為什么？本節(jié)我們將學(xué)習(xí)與這些現(xiàn)象有關(guān)的物理知識(shí)。1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究---（1）小燈泡的亮度變化探究設(shè)備：干電池、開關(guān)、帶鐵芯的線圈L、燈泡2個(gè)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器R0。探究步驟:按圖連接電路。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R0，使小燈泡1、小燈泡2的亮度相同，然后斷開開關(guān)。再次閉合開關(guān)，觀察小燈泡1和小燈泡2的發(fā)光情況有什么不同。想一想：為什么2個(gè)小燈泡的發(fā)光變化情況不同？1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究---（1）小燈泡的亮度變化1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究---（1）小燈泡的亮度變化由實(shí)驗(yàn)可知，再次閉合開關(guān)接通電路時(shí)，與滑動(dòng)變阻器R0串聯(lián)的小燈泡1立刻亮了，而與線圈L串聯(lián)的小燈泡2卻是逐漸亮起來。這是因?yàn)殚]合開關(guān)接通電路的瞬間，電流由零開始迅速增大，小燈泡2所在支路穿過線圈的磁通量也隨之增大，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢要阻礙線圈中電流的增大，使小燈泡2過一會(huì)兒才與小燈泡1一樣亮。這種由線圈自身的電流變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)探究開關(guān)斷開時(shí)小燈泡發(fā)光的變化實(shí)驗(yàn)設(shè)備干電池、開關(guān)、帶鐵芯的線圈L、燈泡2個(gè)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器R0。實(shí)驗(yàn)步驟按圖連接電路。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R0，使小燈泡1、小燈泡2的亮度相同。斷開開關(guān)，觀察小燈泡1和小燈泡2的發(fā)光情況有什么不同。想一想：為什么2個(gè)小燈泡的發(fā)光變化情況不同？1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究---（2）小燈泡的亮度變化1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究---（2）小燈泡的亮度變化由實(shí)驗(yàn)可知，開關(guān)斷開時(shí)，與滑動(dòng)變阻器R0并聯(lián)的小燈泡2立刻熄滅，但與線圈L并聯(lián)的小燈泡1沒有立刻熄滅，而是稍后才熄滅。這說明在開關(guān)斷開的瞬間，線圈L與小燈泡1構(gòu)成的回路中仍然有電流存在。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢？這是因?yàn)?，在開關(guān)斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減小，穿過線圈的磁通量也隨之減小，從而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙電流的減小。這樣，線圈L和小燈泡1所構(gòu)成的回路中仍然有電流通過，因此小燈泡不會(huì)立即熄滅。這說明，開關(guān)斷開時(shí)也會(huì)有自感現(xiàn)象產(chǎn)生。在上面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生都是由線圈本身電流的變化引起的。這種由線圈自身電流變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為自感電動(dòng)勢。1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)自感電動(dòng)勢與電流變化有什么關(guān)系呢？大量的實(shí)驗(yàn)和研究表明：當(dāng)線圈中的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢阻礙電流的增大，自感電動(dòng)勢的方向與原電流的方向相反；當(dāng)線圈中的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢阻礙電流的減小，自感電動(dòng)勢的方向與原電流的方向相同。因此，自感電動(dòng)勢總是要阻礙線圈自身的電流發(fā)生變化。人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，自感電動(dòng)勢的大小與線圈本身的一些特性密切相關(guān)，物理學(xué)中用自感系數(shù)來表示線圈的這些特性。自感系數(shù)簡稱自感或電感，是線圈的重要參數(shù)。1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)國際單位制中，自感的單位是亨利，簡稱亨，符號(hào)是H。常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（μH），它們和亨（H）的換算關(guān)系是1mH=10-3H，1μH=10-6H日光燈鎮(zhèn)流器的自感為幾亨，小型收音機(jī)所用線圈的自感僅為幾毫亨。線圈的自感與線圈的形狀、橫截面積、長短、匝數(shù)等因素有關(guān)。線圈的橫截面積越大，單位長度匝數(shù)越多，線圈越長，它的自感就越大。此外，將鐵芯插入線圈，會(huì)使線圈的自感大大增加。1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)

電焊也利用了自感現(xiàn)象。電焊時(shí)，焊條和金屬工件分別用導(dǎo)線通過電焊機(jī)與電源連接。先把焊條與被焊的工件短暫接觸，然后迅速將焊條提起，與工件保持4～5mm的距離。在焊條突然被提起的瞬間，電流突然減小，電焊機(jī)內(nèi)的線圈自感產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢，使焊條與工件之間的空隙產(chǎn)生電弧火花，電弧火花產(chǎn)生的高溫將焊條和金屬工件局部熔化，冷卻后焊接處就融為一體了。1.2自感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)

在兩繞組變壓器中，原線圈中電流的變化會(huì)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這種由一個(gè)線圈電流的變化導(dǎo)致相鄰線圈的磁通量發(fā)生變化，而在該相鄰線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢稱為互感電動(dòng)勢。利用互感現(xiàn)象可將能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈?；ジ鞋F(xiàn)象在電工、電子測量技術(shù)中應(yīng)用較多。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的，用電壓互感器把高電壓變成低電壓再連接到交流電壓表，就可測量高電壓；用電流互感器把大電流變成較小電流再連接到交流電流表，就可測量大電流。1.3互感1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)發(fā)電廠發(fā)出的電一般都需要先把電壓升到高壓，輸送到用電地區(qū)后，再降到一定的電壓供用戶使用。怎樣才能實(shí)現(xiàn)電壓的升高與降低呢？我們將學(xué)習(xí)能實(shí)現(xiàn)這種要求的設(shè)備——變壓器。變壓器是一種升高或降低交變電流電壓的裝置。變壓器的種類雖然很多，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相似，主要由閉合的鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈組成。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成，線圈一般用高強(qiáng)度的漆包線繞制，也稱繞組。1.4變壓器1.2液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)兩繞組變壓器的符號(hào)如圖所示。通常把與電源相連的線圈稱為原線圈或初級(jí)線圈，與負(fù)載相連的線圈稱為副線圈或次級(jí)線圈。原、副線圈的匝數(shù)分別用符號(hào)n1和n2表示。原線圈兩端的電壓稱為輸入電壓，用符號(hào)U1表示；副線圈兩端的電壓稱為輸出電壓，用符號(hào)U2表示。1.4變壓器實(shí)驗(yàn)設(shè)備：可拆變壓器、初級(jí)線圈（1600匝）、次級(jí)線圈（100匝、400匝）、220V交流電源、演示交流電壓表、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)步驟:按下圖連接電路。其中初級(jí)線圈n1為1600匝，U1處通220V交流電。（1）次級(jí)線圈n2為100匝時(shí)，用交流電壓表測U2處的交流電壓并記錄。（2）次級(jí)線圈n2為400匝時(shí)，用交流電壓表測U2處的交流電壓并記錄。（1）（2）中測得的電壓是否一樣，為什么？1.5實(shí)驗(yàn)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系通過實(shí)驗(yàn)，我們可以得到（1）中測得的交流電壓是13.75V，（2）中測得的交流電壓是55V。因此可以看出，隨著次級(jí)線圈匝數(shù)的變化，輸出電壓也相應(yīng)變化。這是因?yàn)?，?dāng)原線圈兩端加上交變電壓U1時(shí)，原線圈中就有交變電流I1通過，并在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場，鐵芯中的磁通量就發(fā)生