主讲：李超

知识强化

一、知识概述

1、了解大气压强存在的客观性和有关现象，了解测量大气压的方法；

2、了解抽水机的工作原理，了解生活中对大气压强的利用；

3、了解气体压强与流速的关系，了解生活中气体压强与流速相关的现象；

二、重难点知识讲解

1、大气压强及有关现象

　　a、原因：大气受到重力作用，且能够流动，故空气内部向各个方向都有压强。

　　b、历史上著名的实验：马德堡半球实验、托里拆利实验。

　　c、变化：大气压随高度的增加而减小，大气压还与天气季节的变化有关。

　　d、对液体沸点的影响：一切液体的沸点都是气压减小时降低、气压增大时升高。

2、托里拆利实验的相关问题

　　a、托里拆利实验能精确地测出大气压强值。

　　原理：由于试管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气压，因此，大气压支撑着试管内水银柱不下落，即大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。

　　b、试管内水银柱的高度反映了外界大气压值，管的粗细、弯曲、倾斜及插入的深度都不会影响高度值；

　　c、若试管倾斜，试管内的水银柱长度增大，高度不变。

　　d、若试管内混有空气，则P气＋ρgh=P大气。水银柱高度减小。

　　e、若试管高不足大气压能承受的液柱的高度，则试管内充满水银，且水银对管顶的压强p=ρg(h－h′)。

3、大气压强的应用

　　（1）高压锅

　　由于液体的沸点随气压的减少而降低，随气压的增大而升高。一般食物需100℃才能煮熟，高压锅煮食物是利用了高压锅内气压高、温度高的特点，使食物易烂且熟的快。

　　（2）活塞式抽水机及离心式水泵

　　它们都是利用托里拆利实验原理制成的，这两种抽水机的实际吸水扬程都不能超过10.34m，否则，水便上不去。

4、流体压强与流速关系的问题

　　利用流体压强与流速的关系进行解题时，关键是认清哪部分流速大，流速大的主要原因有三种：一是其他物体的运动带动气体或液体快速流动；二是相同时间内，通过路程大的流体的流速较大；三是相同时间内，流体通过不同横截面时，通过横截面小的位置流速大。

三、典型例题讲解

例1、已知1标准大气压的值约为105Pa。小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大，他设计的实验方案是：将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平玻璃板上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离玻璃板。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力。再设法量出吸盘与玻璃板的接触面积，然后算出大气压（如图所示）。他选择的实验器材是；量程为5N的弹簧测力计，底面积为5cm2的吸盘。

　　（1）这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行？

　　（2）如果上述实验方案可行，小时同学选择的器材能否测出大气压的值？请你进行分析和评估。

解析：

　　①塑料挂钩的吸盘是靠大气压而紧紧地压在玻璃板上的，其受到的大气压力F大=P大S盘。

　　②用弹簧测力计拉塑料挂钩时，若拉力小于大气压力，吸盘不能被拉开；若拉力大于大气压力时，吸盘能被拉开；因此，题中把拉力F=F大作为吸盘刚好被拉开的临界条件。

　　③根据题中所给数据，大气压力F大=P大S盘=105pa×5×10－4m2 =50N>5N。故选用量程为5N的弹簧测力计是不合适的。

答案：

　　（1）方法可行。

　　（2）不能。原因：根据标准大气压算出大气压力F=PS=105pa×5×10－4m2 =50N>5N，所以他选用的器材不能测量大气压的值。

例2、如图所示，是小宇同学自制的水气压计，现在让他拿着这个装置从教学楼的一楼走上六楼，则玻璃管中的水柱高度变化是（　）

A．升高　　　　　　　　　　　　B．降低

C．不变　　　　　　　　　　　　D．无法确定

点拨：

　　①瓶内气压P内=P大＋ρgh

　　分析如下：∵PA=PB

　　而PA=P内　　PB=P大＋ρgh

　　∴P内= P大＋ρgh

　　②P内可看成是一个固定值，当外界大气压变化时，由P内= P大＋ρgh可知，玻璃管中的高度会变化，当P大↑时，h↓，当P大↓时，h↑。

答案：A

例3、有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”，它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀（如下图所示），这主要是为了让跑车高速行驶时，车轮能更好地抓紧地面。请解释其中的道理。

点拨：

　　①对流体现象，注意分析物形状，分析流速快慢（凸部流速快，窄处流速快），得到压力差的方向。

　　②根据题意，“气流偏导器”的横截面如图所示。

　　③当空气高速从左向右经过“气流偏导器”时，它的下方气速度比上方大。根据“流速越大、压强越小”原理，流过“气流偏导器”的空气产生向下的压力差。这样汽车就会受到向下的压力，车轮对地面的压力增大，“能更好地抓紧地面”，防止高速行驶时，车有一种“飘”的感觉。

答案：

　　空气高速流过“气流偏导器”时，上方的气流速度小，下方的气流速度大，根据“流速越大，压强越小”，流过“汽流偏导器”的空气对“气流偏导器”产生向下的压力差。使汽车对地面的压力增大，车轮与地面贴得更紧。

例4、有一个两端都开口的玻璃管，如图所示，它的一端蒙上一层橡皮膜，灌满水，用手堵住口的一端倒立过来，插入槽中，放手后橡皮膜下凹。当缓缓向上提起玻璃管(管口仍能在水面以下)，观察到下凹程度(　)

A．不变　　　　　　　　　　　　B．变大

C．变小　　　　　　　　　　　　D．以上情况都可能

点拨：

　　①当玻璃管被拔出水面的高度为h时，薄膜的上表面受到向下的大气压强，下表面受到水向上的压强。

　　P向下=P大　　P向上=P水=P大－ρgh

　　∵P向下>P向上　　∴薄膜向下凹。

　　②由P向上=P大－ρgh可知，随着量筒逐渐拔出，h在增大，而P大一定，则P向上在减小，而薄膜的凹下程度决定上、下压强差，即薄膜会凹下得多一些。

答案：B

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