大氣壓強(qiáng) 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期

9.3大氣壓強(qiáng)液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，這是由于液體能夠流動(dòng)。大氣也能流動(dòng)，大氣對(duì)我們周圍的物體也有壓強(qiáng)嗎?生活中有很多現(xiàn)象可以讓我們感受到大氣壓強(qiáng)的存在，下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。大氣壓強(qiáng)的存在如圖9.3-1甲所示，擠壓出空氣的吸盤能吸附在光滑的墻面上并能承載重物，這是因?yàn)榇髿獍盐P壓在墻面上。怎樣證明這個(gè)想法呢?甲如果吸盤與墻面之間與大氣連通，吸盤內(nèi)外的大氣壓強(qiáng)相等，吸盤就不可能吸附在墻面上。我們可以在吸盤上扎一個(gè)小孔，這時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣用力壓吸盤，松開(kāi)手后它都不會(huì)吸附在墻面上。甲如圖9.3-1乙所示，把一端封閉的塑料管裝滿水用硬紙片蓋住管口，管口朝下水也不會(huì)流出來(lái)，這是大氣向上壓著紙片造成的。你能證明這個(gè)想法嗎?乙大量實(shí)驗(yàn)證明，大氣壓強(qiáng)確實(shí)是存在的。大氣壓強(qiáng)簡(jiǎn)稱大氣壓(atmosphericpressure)。大氣壓的測(cè)量在鐵桶內(nèi)放少量的水，用火加熱。水沸騰之后把桶口堵住，然后澆上冷水。在大氣壓的作用下，鐵桶被壓扁了(圖9.3-2)。圖9.3-2被壓扁的鐵桶大氣壓究竟有多大?在圖9.3-1乙中大氣壓可以把紙片上的液柱托住。根據(jù)大氣壓所能托起液柱的最大高度，我們就能精確地測(cè)出大氣壓的數(shù)值。大氣壓的測(cè)量(錄像)如圖9.3-3所示，在長(zhǎng)約為1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。圖9.3-3托里拆利實(shí)驗(yàn)放開(kāi)手指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時(shí)就不再下降，這時(shí)管內(nèi)外水銀面高度差約為760mm。把玻璃管傾斜，高度差不發(fā)生變化。圖9.3-3托里拆利實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方是真空，管外水銀面的上方是空氣，因此，是大氣壓支持管內(nèi)這段水銀柱不會(huì)落下，大氣壓的數(shù)值等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早是由意大利科學(xué)家托里拆利做的，他測(cè)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作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用p0

表示。圖9.3-3托里拆利實(shí)驗(yàn)圖9.3-3托里拆利實(shí)驗(yàn)p0＝ρgh＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa在粗略計(jì)算中，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以取1×105Pa。用氣壓計(jì)可以測(cè)量大氣壓。在圖9.3-3的實(shí)驗(yàn)中：如果玻璃管旁立一個(gè)刻度尺，讀出水銀柱的高度就知道當(dāng)時(shí)的大氣壓了。這就是一個(gè)簡(jiǎn)易的水銀氣壓計(jì)。水銀氣壓計(jì)要豎直懸掛水銀氣壓計(jì)比較準(zhǔn)確，但攜帶不便，用得比較多的氣壓計(jì)是金屬盒氣壓計(jì)，又叫作無(wú)液氣壓計(jì)(圖9.3-4)，它的主要部分是一個(gè)波紋狀真空金屬盒。圖9.3-4無(wú)液氣壓計(jì)大氣壓變化時(shí)，金屬盒會(huì)發(fā)生形變，傳動(dòng)裝置將這種變化轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀钠D(zhuǎn)，指示出大氣壓的大小。在玻璃瓶?jī)?nèi)裝入適量帶顏色的水，用穿有透明細(xì)塑料管的橡膠塞塞住瓶口。從細(xì)塑料管上端向瓶?jī)?nèi)吹入空氣，使細(xì)塑料管內(nèi)水面上升到瓶口以上。最后，在細(xì)塑料管上標(biāo)注刻度以測(cè)量水柱高度的變化(圖9.3-5)。圖9.3-5自制氣壓計(jì)圖9.3-5自制氣壓計(jì)將整個(gè)裝置放在電梯中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察水柱的高度與樓層的關(guān)系。在一次實(shí)驗(yàn)中電梯從2樓上升到12樓，水面升高了3cm。對(duì)此，你怎樣解釋?隨著高度的增加，大氣壓會(huì)減小，因此從樓下到樓上，瓶外大氣壓減小，而瓶?jī)?nèi)氣壓不變所以瓶?jī)?nèi)氣壓高于外界大氣壓，瓶中的水會(huì)在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下進(jìn)入玻璃管中，玻璃管中水柱會(huì)升高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著高度的增加，細(xì)塑料管中水柱的高度會(huì)逐漸升高，這表明瓶外的大氣壓在逐漸減小。在海拔3000m以內(nèi)，每升高10m，大氣壓大約減小100Pa。水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃，隨著大氣壓的減小，水的沸點(diǎn)也會(huì)降低。在我國(guó)的青藏高原，大部分地區(qū)水的沸點(diǎn)低于90℃。有的哨所海拔五千多米，水的沸點(diǎn)不足85℃，這樣的溫度，連面條也煮不熟。戰(zhàn)士們?cè)谌粘Ｉ钪斜仨毷褂脡毫﹀佔(zhàn)鲲?圖9.3-6)。圖9.3-6高原邊防哨所戰(zhàn)士用壓力鍋煮面條?在使用膠頭滴管吸取液體時(shí)，擠出膠頭滴管膠帽內(nèi)的空氣，將玻璃管放入液體中，松手后液體就被“吸”入玻璃管內(nèi)(圖9.3-7)。某同學(xué)猜想液體不是被“吸”上來(lái)的，而是被大氣“壓”上去的。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證他的猜想。圖9.3-7如圖所示，在小瓶里裝些帶顏色的水，將膠頭滴管的膠帽去掉，將兩端開(kāi)口的膠頭滴管穿過(guò)橡皮塞插入水中，從管子上端吹入少量氣體，這樣就會(huì)有一部分水進(jìn)入玻璃管，用手托著這個(gè)裝置從一樓乘坐電梯到十二樓，發(fā)現(xiàn)水柱是上升的，玻璃管內(nèi)水柱的高度變大，原因是隨著高度的增加，外界的壓強(qiáng)變小，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變，在這個(gè)壓力差下，使水柱上升了，這和“吸”液體道理是一樣的。?在“大氣壓的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中，如果換用稍微粗一些的玻璃管，或玻璃管內(nèi)不小心進(jìn)入了少量空氣，是否會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果?為什么?換用稍微粗一些的玻璃管做實(shí)驗(yàn)時(shí)，只要外界大氣壓不變，則管內(nèi)水銀柱的高度不變；如果管中進(jìn)入了空氣，少量的空氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)加水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界大氣壓，玻璃管內(nèi)的水銀柱會(huì)變短，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖9.3-8?1654年，德國(guó)馬德堡市市長(zhǎng)做過(guò)一個(gè)著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。他讓人們把兩個(gè)銅制空心半球合在一起，抽去里面的空氣，然后讓兩支馬隊(duì)向相反的方向拉這兩個(gè)半球。當(dāng)兩側(cè)的馬達(dá)到16匹時(shí)，才將半球拉開(kāi)，并發(fā)出巨大的響聲。圖9.3-8為同學(xué)們利用直徑26cm的壓力鍋代替空心銅半球模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的情形。他們將壓力鍋拉開(kāi)需要的力是多少?實(shí)際用力大小與計(jì)算的結(jié)果是否相同?請(qǐng)說(shuō)出你的理由。圖9.3-8圖9.3-8

?屋頂?shù)拿娣e是45m2，大氣對(duì)屋頂?shù)膲毫κ嵌嗌?這么大的壓力為什么沒(méi)有把屋頂壓塌呢?大氣對(duì)屋頂?shù)膲毫＝S＝1.013×105Pa×45m2＝4.5585×106N。由于大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，屋頂受到大氣向下的壓力，同樣，屋內(nèi)大氣對(duì)屋頂有向上的壓力，這兩個(gè)力的大小相等、方向相反、彼此平衡，合力為0，因而不會(huì)把屋頂壓塌，1.(2024·福建中考)如圖所示的生產(chǎn)生活實(shí)例，利用大氣壓強(qiáng)的是()A2.(德州期末)如圖所示是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下完成的托里拆利實(shí)驗(yàn)，原來(lái)玻璃管豎直，后來(lái)讓玻璃管傾斜，水銀充滿全管，有關(guān)尺寸如圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.玻璃管傾斜后，水銀對(duì)玻璃管上端有壓強(qiáng)B.外界大氣壓強(qiáng)等于76cm高水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)C.正確操作前提下，玻璃管豎直時(shí)，上端無(wú)水銀的部分是真空D.玻璃管傾斜后，若不慎將上端碰出一小孔，則水銀會(huì)向上噴出D3.(多選)將燒瓶?jī)?nèi)的水加熱至沸騰后移去火焰，水會(huì)停止沸騰。迅速塞上瓶塞，