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文檔簡介
第九章壓強(知識清單)第1節(jié)壓強知識清單知識清單1壓力2影響壓力作用效果的因素3壓強4怎樣減小或增大壓強一、壓力1.壓力的概念(1)垂直作用在物體表面上的力叫做壓力,常用F表示。如圖所示:杯子對桌面的壓力圖釘尖對墻壁的壓力木塊對斜面的壓力(2)壓力的作用點:在受壓的物體表面。(3)壓力的方向:垂直并指向受壓的物體表面。由于受力物體的受力面可能是水平面,也可能是豎直面,還可能是角度不同的傾斜面,因此壓力的方向沒有固定指向,它可能指向任何方向,但始終和受力物體的受力面相垂直。(4)壓力的大小水平面(5)產(chǎn)生條件:兩個物體必須相互接觸,而且有相互擠壓的作用。(6)壓力的作用效果:壓力作用在接觸面上,使物體發(fā)生形變。2.壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別壓力重力定義垂直作用在物體表面的力由于地球吸引而使物體受到的力方向垂直于受力物體表面,并指向被壓物體豎直向下作用點被壓物體表面重心大小有時與重力有關(guān),大小相等。有時與重力有關(guān),但大小不等。有時與重力無關(guān)。與質(zhì)量成正比G=mg力的性質(zhì)接觸的物體間相互擠壓而發(fā)生形變產(chǎn)生的,屬于彈力來源于萬有引力,是非接觸力受力示意圖(2)壓力與重力的聯(lián)系只有當物體處于水平面,且在豎直方向上只受重力和支持力時,物體對水平面壓力的大小、方向才與重力的大小方向相同,盡管如此,壓力仍不是重力。二、實驗:探究影響壓力作用效果的因素【猜想與假設(shè)】小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破,重重的駱駝卻不會陷入沙中。由此猜想:壓力作用的效果除了與壓力的大小有關(guān),還跟受力面積有關(guān)?!驹O(shè)計實驗】(1)實驗器材:形變顯著的物體(如海綿、沙子等)、壓力小桌、砝碼。(2)實驗方法①控制變量法:探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關(guān)系,采用該法進行。②轉(zhuǎn)換法:壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)。(3)改變壓力和受力面積的方法①保持小桌與海綿的接觸面積不變,在小桌上放一個砝碼,改變壓力,比較海綿兩次形變的程度,如圖甲、乙所示,記入表中?!具M行實驗與收集證據(jù)】操作1:在海綿上放一個小桌,觀察圖甲所示海綿被壓陷的深淺;操作2:在小桌子上方放一個砝碼,再次觀察海綿的凹陷深度,如圖乙;操作3:將小桌子倒置,桌面和海綿接觸,放上砝碼,然后再次觀察海綿的凹陷深度,如圖丙。實驗現(xiàn)象與記錄:實驗壓力受力面積壓力作用效果甲小桌的重力桌腳(小)明顯乙小桌+砝碼重力桌腳(?。┖苊黠@丙小桌+砝碼重力桌面(大)極不明顯【分析論證】(1)由甲、乙可得出,受力面積大小相同時,壓力作用效果與壓力大小有關(guān),壓力越大,壓力作用效果越明顯。(2)由乙、丙可得出,壓力大小相同時,壓力作用效果與受力面積大小有關(guān),受力面積越小,壓力作用效果越明顯?!緦嶒灲Y(jié)論】壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關(guān);在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯?!窘涣饔懻摗繉嶒炛羞x擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生形變,實驗現(xiàn)象明顯,而木板不易發(fā)生形變,實驗現(xiàn)象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。三、壓強1.壓強(1)物理意義:表示壓力的作用效果。(2)定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。(3)公式:壓強=eq\f(壓力,受力面積)p=eq\f(F,S)壓強在數(shù)值上等于物體單位面積所受的壓力。適用范圍:這是壓強的定義式,適用于所有物體間的壓強計算,包括氣體、固體、液體。(4)單位:壓強的國際單位是帕斯卡,簡稱帕,符號是pa。1pa=1N/m2,1pa表示1m2面積上所受的壓力是1N。實際應用中常用千帕(kpa)、兆帕(Mpa)作單位,氣象學中常用百帕(hpa)作單位。換算關(guān)系:1Mpa=103kpa1kpa=103pa1hpa=100pa(5)理解壓強公式p=eq\f(F,S)與F成正比,在F一定時,p與S成反比。②公式中的F是壓力,而不是重力。當物體放在水平上時,壓力的大小等于重力。③公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,二者相互接觸的面積,而不是其他面積,而且在計算時S的單位用國際單位。3.柱體的壓強(1)公式推導:如圖所示,有一質(zhì)量分布均勻的柱狀固體,密度為??,底面積為S,高度為h。求該柱體對水平面的壓強。這個柱體的體積V=sh;這個柱體的質(zhì)量m=ρV=ρSh;對水平面壓力F=G=mg=ρVg=ρgSh對水平面壓強:p=eq\f(F,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh即柱體產(chǎn)生的壓強p=ρgh(2)公式p=ρgh中各物理量的意義與單位ρ表示密度,單位為千克/米3(kg/m3);h表示高度,單位為米(m);g=p表示壓強,單位為帕(Pa)各物理量的單位全部采用國際單位制。(3)理解公式p=ρgh①公式p=ρgh只適用于柱形的物體(例如長方體、正方體、圓柱體等)對水平面的壓強,不能用于其他形狀的物體產(chǎn)生的壓強;②柱形的物體對水平面的壓強只與物體的密度和高度有關(guān),與物體的底面積、重力等無關(guān)。(均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)四、怎樣減小或增大壓強1.減小壓強的方法(1)減小方法①當受力面積一定時,減小壓力;②當壓力一定時,增大受力面積(均選填“減小”或“增大”)。(2)減小壓強的事例軌道鋪在枕木上、坦克履帶、滑板都是通過增大受力面積減小壓強的;汽車限重是通過減小汽車對地面的壓力減小壓強的。2.增大壓強的方法(1)增大方法①當受力面積一定時,增大壓力;②當壓力一定時,減小受力面積(均選填“減小”或“增大”)。(2)增大壓強的事例第2節(jié)液體的壓強知識清單知識清單1液體壓強的特點2液體壓強的大小3連通器4液體產(chǎn)生的壓力一、液體壓強的特點1.實驗:探究液體內(nèi)向各個方向都有壓強
(1)實驗探究①如圖1所示,表明水對容器的底部有向下的壓強;如圖2所示,說明水對側(cè)壁有壓強。②下側(cè)面上如圖4所示,將底部和側(cè)壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中,發(fā)現(xiàn)底部和側(cè)壁的橡皮膜向瓶內(nèi)凹,表明水內(nèi)部向各個方向都有壓強。(2)實驗結(jié)論:液體內(nèi)向各個方向都有壓強。(3)液體產(chǎn)生壓強的原因:液體受到重力,液體具有流動性。2.壓強計(1)作用:測量液體內(nèi)部壓強。(2)構(gòu)造:壓強計主要由U形管、橡皮管、探頭(由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成)三部分組成。(3)原理:放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發(fā)生形變,U形管左右兩側(cè)液面就會產(chǎn)生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小,液面的高度差越大,壓強越大。(4)壓強計的使用①實驗前應檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣。常用方法是用手輕按橡皮膜,觀察壓強計U形管兩側(cè)液面的高度差是否發(fā)生變化,如果變化,說明不漏氣;如果不變,說明漏氣,則要查出原因,加以修整。②當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時,U形管中的液面應該是相平的,若出現(xiàn)高度差,需要將橡皮管取下,再重新安裝。3.實驗探究:液體內(nèi)部壓強的大小有什么特點【猜想與假設(shè)】猜想1:潛水越深,需要的裝備越堅固,液體壓強的大小可能與深度有關(guān);猜想2:水越多,重力越大,液體壓強的大小可能與液體的質(zhì)量有關(guān);猜想3:液體的壓強是由液體產(chǎn)生的,壓強的大小可能與液體的種類有關(guān);猜想4:液體壓強的大小可能與液體內(nèi)部的方向有關(guān)?!驹O(shè)計實驗】(1)實驗器材:壓強計、鐵架臺、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。(2)探究方法——控制變量法①保壓強計探頭在水中的深度不變,改變探頭的方向,觀察并記錄U形管液面的高度差。②控制液體的種類不變(水)、探頭在水中的方向不變,逐漸改變探頭在水中的深度,觀察并記錄U形管液面的高度差。③把壓強計的探頭放入鹽水中,控制探頭的深度不變、在鹽水中的方向不變,觀察并記錄U形管液面的高度差?!具M行實驗與收集證據(jù)】操作1:保持U形管壓強計探頭在水中的深度不變;改變探頭的方向,分別沿水平向上、水平向下、沿豎直方向,觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:U形管液面的高度差Δh相等。操作2:保持液體的種類不變(水)、探頭在水中的方向不變(水平向下),逐漸增加探頭在水中的深度,觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:U形管液面高度差Δh1<Δh2<Δh3。操作3:把壓強計的探頭分別放入水、酒精中,控制深度相同、探頭所對某一方向不變,觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:Δh水>Δh酒精?!痉治稣撟C】①由操作1可得出:在液體內(nèi)部的同一深度,向各個方向的壓強相等。②由操作2可得出:同種液體,液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大。③由操作3可得出:液體內(nèi)部的壓強跟液體密度有關(guān)。深度相同時,密度越大,液體內(nèi)部的壓強越大?!緦嶒灲Y(jié)論】液體壓強的特點:在液體內(nèi)部的同一深度,向各個方向的壓強都相等;深度越深,壓強越大;液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關(guān),在深度相同處,液體的密度越大,壓強越大?!窘涣饔懻摗糠较蛏疃纫后w密度無關(guān)深度4.與液體壓強有關(guān)的現(xiàn)象①在醫(yī)院輸液時,要把藥液提高到一定的高度;②修建水壩時上窄下寬;③“蛟龍”號潛水器下潛深度最大為7062米;④潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。二、液體壓強的大小1.研究方法——“理論推導法”要想得到液面下某處的壓強,可以設(shè)想這里有一個水平放置的“平面”S。這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力,所以計算出液柱所受的重力是解決問題的關(guān)鍵。2.推導液體壓強的大小如圖所示,設(shè)想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。這個液柱體的體積V=Sh,這個液柱的質(zhì)量m=ρV=ρSh這個液柱對平面的壓力F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的壓強p=eq\f(F,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh因此,液面下深度為h處液體的壓強為p=ρgh3.進一步理解p=ρgh(1)壓強公式中的物理量及其單位ρ表示液體的密度,單位為千克/米3(kg/m3)h表示液體的深度,單位為米(m);g為常數(shù),大小為9.8N/kgp表示液體在深度為h處的壓強,單位為帕(Pa)。公式中的物理量單位全部使用國際單位。(2)深度h:指液面到某點的豎直距離,而不是高度。如圖所示,容器底部的深度為27cm,A點的深度為13cm,B點的深度為22cm。(4)帕斯卡破桶實驗帕斯卡在1648年曾經(jīng)做了一個著名的實驗:他用一個密閉的裝滿水的木桶,在桶蓋上插入一根細長的管子,從樓房的陽臺上向細管子里灌水。結(jié)果只灌了幾杯水,竟把桶壓裂了。分析:由于細管子的容積較小,幾杯水灌進去,大大提高了水的深度h,從而對水桶產(chǎn)生很大的,這個壓強就對桶壁在各個方向產(chǎn)生很大的壓力,把桶壓裂了?!芭了箍淹皩嶒灐闭f明:同種液體產(chǎn)生的壓強取決于液體的深度,與液體的質(zhì)量、重力等因素無關(guān)。三、連通器1.連通器
(1)連通器的概念:上端開口、下端連通的容器叫做連通器。注意連通器的特征:底部互相連通;容器上端都開口;與形狀無關(guān)。連通器連通器液面相平的原理(2)連通器的特點①連通器里裝同種液體,當液體不流動時,連通器各部分中的液面總是相平的。②利用液體壓強知識解釋連通器的特點如上圖所示,在連通器中,設(shè)想在容器底部連通的部分有一“液片”AB。因為液體不流動時,液片AB處于平衡狀態(tài),所以液片兩側(cè)受到壓力相等:F1=F2根據(jù)壓強公式p=F/S可知:F1=P1SF2=P2S,所以液片兩側(cè)受到壓強相等:p1=p2又因p1=ρgh1p2=ρgh2即ρgh1=ρgh2所以h1=h2,即兩管液面相平。2.連通器的應用(1)茶壺:茶壺的壺身與壺嘴構(gòu)成連通器,如果壺嘴太高,則倒不出水;如果壺嘴太低,則裝不滿水,如圖所示。(2)鍋爐水位計:能通過觀察水位計的玻璃管中的水位了解鍋爐內(nèi)的水位,如圖所示。
(3)洗手間下水管:U形管存水彎頭是一個連通器,正常使用時應充滿水,阻礙下水道內(nèi)的臭味從下水管進入洗手間內(nèi),如圖所示。(4)乳牛自動喂水器:儲水槽與飲水槽構(gòu)成連通器,水位不相平時水就能流動,使水槽內(nèi)始終有水,如圖所示。3.三峽船閘(1)船閘的基本構(gòu)造:船閘由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成(見甲圖)。(2)船閘的工作過程①分析一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。甲甲關(guān)閉下游閥門B,打開上游閥門A,閘室和上游水道構(gòu)成了連通器.乙閘室水面上升到和上游水面相平后,打開上游閘門C,船駛?cè)腴l室.下游閘門閘室上游閘門丙關(guān)閉上游閘門C和閥門A,打開下游閥門丙關(guān)閉上游閘門C和閥門A,打開下游閥門B,閘室和下游水道構(gòu)成了一個連通器.丁閘室水面下降到跟下游水面相平后,打開下游閘門D,船駛向下游.②輪船由下游通過船閘駛往上游的情況可參照上述①分析。四、液體產(chǎn)生的壓力因為液體具有流動性,所以容器中的液體對容器底部的壓力大小與容器的形狀有關(guān)。1.液體對容器底部的壓力與容器形狀的關(guān)系(1)三種常見不同形狀的容器甲是柱形,乙是口大底小形,丙是口小底大形。甲乙丙(2)柱形容器設(shè)柱形容器的底面積為S,內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。則液體對容器底部的壓強為p=ρgh液體對容器底部的壓力為F=pS=ρghS,而hS的含義是以容器底為底、以液柱深度為高的柱體的體積,即V柱=hS,所以F=pS=ρghS=ρgV柱=m柱g=G柱(G柱的含義是以V柱為體積的那部分液體的重力)。結(jié)論:在柱形容器中,液體對容器底的壓力大小等于液體自身的重力。(3)口大底小形容器設(shè)容器的底面積為S,內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。則液體對容器底部的壓強為p=ρgh液體對容器底部的壓力為F=pS=ρghS(hS相當于右圖中紅色部分液柱的體積)因為hS<V液,所以F<ρgV液=m液g=G液,液體對容器底部的壓力F<G液結(jié)論:在口大底小形容器中,液體對容器底的壓力小于液體自身的重力??谛〉状笮稳萜髟O(shè)容器的底面積為S,內(nèi)盛有密度為ρ、深度為h的液體。則液體對容器底部的壓強為p=ρgh液體對容器底部的壓力F=pS=ρghS(hS相當于右圖中紅色部分液柱的體積)因為hS>V液,所以F>ρgV液=m液g=G液,液體對容器底部的壓力為F>G液結(jié)論:在口小底大形容器中,液體對容器底的壓力大于液體自身的重力。(5)總結(jié):液體對容器底的壓力與容器形狀的關(guān)系F=G液體p=ρgh第3節(jié)大氣壓強知識清單知識清單1大氣壓強的存在2大氣壓的測量3大氣壓的應用一、大氣壓強的存在1.實驗探究:大氣壓的存在(1)覆杯實驗①實驗一:把杯內(nèi)加滿水,將硬紙片放在塑料杯杯口,用手按住并倒置過來,放手后,發(fā)現(xiàn)硬紙片沒有掉下來。原因分析:杯中裝滿水,排出了空氣,杯內(nèi)水對硬紙片向下的壓強小于大氣對硬紙片向上的壓強,由于大氣壓的作用,硬紙片沒有掉下來。實驗一實驗二實驗三②③實驗三:在裝滿水倒置的塑料杯底部用針扎一個小孔,發(fā)現(xiàn)硬紙片掉了下來,水流出。原因分析:用針在塑料杯杯底扎孔后,水上方有大氣壓,下面也有大氣壓,所以水在重力的作用下流出來。(2)瓶吞雞蛋將剝了皮的熟雞蛋放入廣口瓶中,雞蛋不會掉入瓶中。將浸過酒精的棉花點燃后放入廣口瓶內(nèi),然后立即將剝殼的熟雞蛋堵住瓶口,發(fā)現(xiàn)熟雞蛋被“吞入”瓶中。原因分析:棉花燃燒,瓶內(nèi)空氣受熱膨脹被排出一部分,堵上雞蛋,瓶內(nèi)氣體冷卻后,瓶內(nèi)氣壓低于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,雞蛋被壓入瓶中。(3)馬德堡半球?qū)嶒灥聡R德堡市的市長奧拓?格里克,1654年5月,他做了兩個直徑36cm的空心銅半球,密合后抽出里面的空氣,然后每個半球上栓8匹馬,總共16匹馬才把兩個半球拉開。馬德堡半球?qū)嶒灥慕忉專呵蝮w內(nèi)部沒有氣體,也就沒有向外的壓強(壓力),外部有大氣,對半球的四周表面有壓強,所以是大氣壓強(壓力)把兩個半球緊緊壓在一起。馬德堡半球?qū)嶒?,證明大氣存在壓強并且很大。(4)探究歸納:大氣與液體一樣,向各個方向都有壓強。2.大氣壓(1)概念:大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓。(2)大氣壓產(chǎn)生的原因地球周圍的空氣層因地球的吸引而受到重力作用,同時空氣又具有流動性,因此大氣對浸在空氣中的物體表面就產(chǎn)生了壓強。(3)大氣壓的特點在大氣層內(nèi)部向各個方向都有壓強;在同一高度、同一地點向各個方向的壓強大小相等。(4)大氣壓存在的現(xiàn)象生活中吸飲料、吸藥液、吸墨水等例子都表明大氣壓的存在,實際上,一切“吸”液體的過程都是靠管內(nèi)外氣體壓強差將液體“壓”的過程。二、大氣壓的測量1.托里拆利實驗②一只手握住玻璃管中部,用另一只手指緊緊堵住玻璃管開口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里。③待開口端全部浸入水銀時放開手指,將管子豎直固定,當管內(nèi)水銀停止下降時,讀出此時水銀柱的高度,約760mm。④如果玻璃管傾斜,進入到玻璃管內(nèi)水銀的長度會變大,但是水銀柱的豎直高度不變,依舊是760mm。(2)實驗分析玻璃管內(nèi)水銀面的上方是真空,沒有大氣壓,管外水銀面的上方是空氣,玻璃管內(nèi)的水銀面之所以能夠高于水銀槽內(nèi)的水銀面,是因為大氣壓支撐著管內(nèi)這段水銀柱使它不會落下。(3)實驗結(jié)論大氣壓的數(shù)值等于它支撐的這段水銀柱產(chǎn)生的壓強,即p大氣壓=p水銀這個實驗最早是由意大利科學家托里拆利做的,故被稱為托里拆利實驗。2.理解托里拆利實驗(1)水銀柱的高度水銀柱的高度是指管內(nèi)外水銀面的豎直高度差,不是指管傾斜時水銀柱的長度,實驗過程中,只要測量正確(測量高度差),玻璃管是否傾斜不影響實驗結(jié)果(選填“影響”或“不影響”)。管內(nèi)水銀柱的高度只與外界的大氣壓有關(guān),與管的粗細、長度、形狀、插入水銀中的深度都無關(guān),改用粗一些或細一些的玻璃管不影響結(jié)果(選填“影響”或“不影響”)。(2)玻璃管口在水銀中的深度玻璃管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實驗結(jié)果,稍稍向上提或向下按玻璃管,只能改變管內(nèi)水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變。(3)玻璃管內(nèi)漏進空氣實驗時,如果玻璃管內(nèi)漏進去一些空氣,因為管內(nèi)空氣能夠產(chǎn)生壓強,所以會使水銀柱的液面下降,測量結(jié)果變小(選填“大”或“小”)。h3.標準大氣壓(1)標準大氣壓托里拆利當時測得管內(nèi)外水銀面的高度差為760mm,通常把這樣大小的大氣壓叫做標準大氣壓,用字母p0表示。根據(jù)液體壓強的公式,760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa粗略計算時可取標準大氣壓為1.0×105Pa。(2)大氣壓的一些單位帕(pa)、千帕(kpa)、百帕(hpa)、標準大氣壓、毫米水銀柱高(mmHg柱)或厘米水銀柱高(cmHg柱)等。1標準大氣壓=1.013×105Pa=760毫米水銀柱=76厘米水銀柱4.氣壓計氣壓計:測量大氣壓的儀器叫做氣壓計。(1)水銀氣壓計:在托里拆利實驗中,如果玻璃管旁立一個刻度尺,讀出水銀柱的高度,就知道當時的大氣壓了,這就是一個簡單的水銀氣壓計。水銀氣壓計比較準確,但攜帶不便。(2)金屬盒氣壓計(又稱無液氣壓計)它的主要部分是一個波紋狀真空金屬盒,氣壓變化時,金屬盒厚度會發(fā)生變化,傳動裝置將這種變化轉(zhuǎn)化為指針的偏轉(zhuǎn),指示出氣壓的大小。(3)自制氣壓計①制作與使用取一個瓶子,裝入適量帶色的水,再取一根兩端開口的細玻璃管,在它上面畫上刻度,使玻璃管穿過橡皮塞插入水中。從管的上端吹入少量氣體,使瓶內(nèi)氣體壓強大于大氣壓,水沿玻璃管上升到瓶口以上。根據(jù)玻璃管內(nèi)水柱的高低,就可以知道外部大氣壓強的大小,如下圖所示。②自制氣壓計的測量原理在玻璃管內(nèi)的底部取一液片“AB”,因為液片靜止,所以p內(nèi)=p大氣壓+p水即P內(nèi)上=p0+ρ水gh水因為瓶內(nèi)氣壓基本不變,即水對液片向上的壓強p內(nèi)基本不變,所以當外界大氣壓強p0降低時,h水變大;反之,外界大氣壓強p0增大時,h水變小。該氣壓計會受溫度的影響,當溫度升高時,瓶內(nèi)氣壓P內(nèi)變大,h水變大。6.大氣壓與高度的關(guān)系(1)實驗探究:拿著自制氣壓計從一樓到五樓,記錄并觀察玻璃管內(nèi)水柱的高度(即管內(nèi)與瓶內(nèi)水面的高度差)。樓層12345管內(nèi)與瓶內(nèi)水面的高度差/cm55.35.766.3實驗現(xiàn)象:拿著自制氣壓計從一樓到五樓,發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水面的高度差變大。實驗結(jié)論:大氣壓隨高度增加而減小。(2)大氣壓與高度的關(guān)系【看圖分析】①結(jié)論:大氣壓隨高度增加而減小,在海拔3000m以內(nèi),每升高10m,大氣壓大約減小100pa。②大氣壓隨海拔高度的升高而減小的原因大氣壓由于大氣受重力而產(chǎn)生,因為海拔越高,空氣越稀薄,空氣密度變小,大氣重力變小,因此大氣壓就會降低。當離開地面的高度達到100km時,大氣就變得極其稀薄了。(3)高度計:如果無液氣壓計的刻度盤上標的是高度,就變成了高度計。因為大氣壓強隨高度的增加而減小,我們可測出不同高度的氣壓值,把它們的對應關(guān)系刻在無液氣壓計的刻度盤上即可。7.水的沸點與大氣壓的關(guān)系(1)實驗探究①進行實驗:如圖所示,將水加熱至沸騰后停止加熱,沸騰停止,若將燒瓶內(nèi)部的空氣抽出,停止沸騰的水又重新沸騰起來。②現(xiàn)象分析:抽出空氣,瓶內(nèi)的氣壓降低,停止沸騰的水還能重新沸騰起來,說明瓶內(nèi)水的沸點降低了。③實驗結(jié)論液體的沸點與液體表面上方的氣壓有關(guān),氣壓降低,沸點降低;氣壓升高,沸點升高。(2)水的沸點與氣壓值對照表觀察表格可以得出水的沸點與氣壓之間的關(guān)系:氣壓值氣壓值(×103pa)12351020305070101沸點(℃)41623324660698190100①氣壓越大,水的沸點越高;氣壓越小,水的沸點越低。②在1標準大氣壓下,水的沸點為100℃。在海拔8848米的珠穆朗瑪峰頂上,大氣壓約為31000pa,水的沸點大約是:70℃(69~75℃間)。(3)高壓鍋的原理高壓鍋使鍋內(nèi)部的氣壓高于1個大氣壓,水的沸點升高,要在高于100℃時才沸騰,這樣高壓鍋內(nèi)部就形成高溫高壓的環(huán)境,飯就容易很快做熟。三、大氣壓的應用1.生活中應用實例在生活中,吸塵器、吸盤掛鉤、拔火罐等都是應用了大氣壓,這些吸的過程都是靠大氣壓“壓”的結(jié)果。吸塵器吸盤掛鉤拔火罐2.活塞式抽水機(1)組成:活塞式抽水機由圓筒、活塞、出水管、兩個單向閥門A、B等組成。(2)工作原理①提起活塞,閥門A受到大氣壓的作用關(guān)閉?;钊旅婵諝庀”。瑲鈮盒∮谕饨绲拇髿鈮?。低處的水受到大氣壓的作用,推開閥門B進入圓筒。②當壓下活塞時,閥門B被水壓下關(guān)閉,水被阻不能向下流動,便沖開閥門A進入圓筒的上部。③再提起活塞時,活塞上面的水迫使閥門A關(guān)閉,水從側(cè)管流出。同時井的水又在大氣壓的作用下推開閥門B而進入圓筒。3.離心式抽水機如圖所示,葉輪在電動機的帶動下高速旋轉(zhuǎn),泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn),同時被甩入出水管中,這時葉輪附近的壓強減小,大氣壓迫使低處的水推開底閥,沿進水管進入泵殼,進入泵殼的水又被葉輪甩入出水管,這樣一直循環(huán)下去,就不斷把水送到了高處。第4節(jié)流體壓強與流速的關(guān)系知識清單知識清單1流體壓強與流速的關(guān)系2飛機的升力3用傳感器研究氣體流速與壓強的關(guān)系一、流體壓強與流速的關(guān)系1.流體壓強與流速的關(guān)系
(1)流體:液體和氣體都具有流動性,統(tǒng)稱為流體。如空氣、水等,流體流動時產(chǎn)生的壓強稱作流體壓強。①實驗一:分不開的紙如圖所示,手握兩張紙,讓紙自然下垂,在兩張紙中間向下吹氣。發(fā)現(xiàn)兩張紙不但不分開,反而會靠攏。【實驗分析】吹氣時,兩張紙條內(nèi)側(cè)空氣流動快,壓強變小,而紙條外側(cè)空氣的流速基本不變,大氣壓強相對較大,存在壓強差,因而有壓力差,是這個壓力差把兩紙條壓到了一起?!緦嶒灲Y(jié)論】在氣體中,流速越大的位置,壓強越小。②實驗二:口吹硬幣跳躍木塊如圖所示,在離桌邊20~30cm的地方放一枚鋁制硬幣,在硬幣前10cm左右放置一個高度約2cm的木塊,在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當?shù)墓P記本。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣,發(fā)現(xiàn)硬幣會跳過木塊?!粳F(xiàn)象分析】實驗中的硬幣,上面只有空氣與它接觸。吹氣時硬幣向上“跳”,說明它下面空氣向上的壓力較大。硬幣上下兩面的面積相同,因此一定是下面空氣向上的壓強比較大。由于吹氣,硬幣上面的流速變大,壓強變小;硬幣下方空氣流速小,壓強大。【實驗結(jié)論】在氣體中,流速越大的位置,壓強越小。③實驗三:吹不開的乒乓球如圖所示,在盛水的淺容器中放入兩個乒乓球,使兩球間隔一定的距離且靜止?,F(xiàn)用一細紙管向兩乒乓球中間吹氣,兩乒乓球會靠攏。【實驗分析】兩個乒乓球向中間靠攏,說明兩球內(nèi)側(cè)受到液體的壓強變小,吹氣前后兩球外側(cè)受到液體壓強不變,球內(nèi)外存在壓強差,因而存在壓力差,兩球在壓力差作用下向中間靠攏?!緦嶒灲Y(jié)論】在液體中,流速越大的位置,壓強越小。④實驗四:玻璃管中水柱的高度為何不同?如圖所示是一粗細不同的玻璃管,在粗細不同的位置上分別有豎直玻璃細管與其連通,讓水流過玻璃管。會發(fā)現(xiàn)三個豎直玻璃管中的水柱高度不相同,與粗管處連接的管子,水柱高,與細管處連接的管子,水柱低?!緦嶒灧治觥克焦艿拇旨毑煌鲃訒r,流量是相同的,故三段水平管中水的流速是不同的(均選填“相同”或“不相同”);粗管中的水,流速小,細管中的水,流速大。水流動時,小豎管中水柱的高度不相同,根據(jù)液體的壓強公式
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