學(xué)案二813空氣的力量

1、滬科版八年級(jí)物理8.3空氣的“力量”學(xué)案一、溫故知新1上端開口，_的容器叫做連通器，連通器里的水_時(shí)，各容器中的水面總保持相平。（答案：底部連通 靜止）2加在_液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向_方向傳遞，這個(gè)規(guī)律稱為_原理。（答案：密閉 液體的各個(gè) 帕斯卡）3液壓機(jī)的小活塞上作用一個(gè)較小的力，就能在大活塞上產(chǎn)生一個(gè)_力。（答案：較大）二、名師解讀點(diǎn)撥知識(shí)點(diǎn)1：大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因地球周圍包圍著厚厚的大氣層（空氣），這些空氣同樣因受到地球的吸引而受到_作用，同時(shí)空氣又具有流動(dòng)性，因此對(duì)浸在空氣中的物體表面就產(chǎn)生了_，而且與液體一樣，在大氣層內(nèi)部向各個(gè)方向都有_（答案：重力 壓強(qiáng) 壓強(qiáng)）證明其存

2、在的例子有_（答案：馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、鋼筆吸墨水、覆杯實(shí)驗(yàn)、瓶口吞雞蛋、吸管吸飲料、瓷磚上的吸盤等等）【說明】馬德堡半球?qū)嶒?yàn)不但說明了大氣壓強(qiáng)的存在，而且還說明大氣壓很大知識(shí)點(diǎn)2：測(cè)量大氣壓在歷史上，最先測(cè)量出大氣壓的實(shí)驗(yàn)是_（答案：托里拆利實(shí)驗(yàn)）【點(diǎn)撥】托里拆利實(shí)驗(yàn)方法：拿一根大約1米長的一端封閉的玻璃管，在管內(nèi)灌滿水銀；用食指堵住開口的一端，把管豎直倒立在水銀槽里，放開食指，管內(nèi)水銀面就下降；管內(nèi)水銀面不再下降，用刻度尺測(cè)出水銀柱的豎直高度，這個(gè)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于大氣壓?！咀⒁狻客欣锊鹄麑?shí)驗(yàn)中，玻璃管上方為真空?！就卣埂吭谕欣锊鹄麑?shí)驗(yàn)中，有以下幾種情況需要注意：如果管傾斜，水銀柱的長度變

3、長，但豎直高度不變（如下圖甲和丙）改變管的粗細(xì)，管內(nèi)水銀柱豎直高度不變（如下圖甲和乙）管內(nèi)混入了空氣，水銀柱豎直高度減小【注意】托里拆利實(shí)驗(yàn)，選用水銀而不選用其他液體。【點(diǎn)撥】因?yàn)樗y是常溫下密度最大的液體，如果換用其他液體，則在同樣情況下，所用的玻璃管就必須很長，如果用水來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，則須大約10米高的水柱才能產(chǎn)生如此大的壓強(qiáng)。除了托里拆利實(shí)驗(yàn)外，還有其他測(cè)量大氣壓的工具_(dá)（答案：汞氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì)）【點(diǎn)撥】汞氣壓計(jì)的工作原理：利用托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理制成?？蘸袣鈮河?jì)的構(gòu)造和工作原理：抽成真空的波紋密閉金屬盒及一個(gè)與盒蓋中央相連的彈簧。固定在彈簧片末端的連桿通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外界壓

4、強(qiáng)大時(shí)，空盒被壓癟的程度大，連桿通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把彈簧拉動(dòng)的形變程度大，指針指示的示數(shù)也大；反之，指針指示的示數(shù)就小。【比較】汞氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì)區(qū)別汞氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)測(cè)量精確，攜帶不方便攜帶方便，測(cè)量結(jié)果不是很準(zhǔn)確用途氣象站測(cè)大氣壓制成高度計(jì)，在登山時(shí)，測(cè)高度除測(cè)量大氣壓強(qiáng)外，汽車輪胎、飛機(jī)機(jī)艙及太空站內(nèi)等氣壓的測(cè)量也要用測(cè)量氣體壓強(qiáng)，它們用_來測(cè)量（答案：管式彈簧壓強(qiáng)計(jì)）【點(diǎn)撥】管式彈簧壓強(qiáng)計(jì)中卷曲的空心彈簧管相當(dāng)于兒童玩具中的卷曲細(xì)鋼絲。當(dāng)氣壓大時(shí)，管就趨向于伸直，彎曲程度變小，通過末端的形變帶動(dòng)連接杠桿的齒輪和指針，指示所測(cè)的氣體壓強(qiáng)。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓_mm汞柱_帕_ m水柱（答案：76

5、0 1.013×105 10.3）【點(diǎn)撥】根據(jù)知識(shí)點(diǎn)3：大氣壓強(qiáng)的變化大氣壓隨高度變化：大氣壓隨距海拔高度增大而_（答案：減?。咀⒁狻客ǔＴ诤０蝺汕滓詢?nèi)，每上升12米，大氣壓就減小1毫米汞柱，即133帕，根據(jù)這個(gè)道理，飛機(jī)上的高度表實(shí)際上就是一個(gè)無液氣壓計(jì)（空盒氣壓計(jì)），只不過它的刻度是高度而已?！疽族e(cuò)點(diǎn)】大氣壓不能用計(jì)算【點(diǎn)撥】雖然大氣壓是由于大氣受重力而產(chǎn)生的，這一點(diǎn)與液體壓強(qiáng)類似，但大氣密度不均勻，因此不能用來計(jì)算大氣壓。大氣壓隨季節(jié)、氣候、天氣變化：一般情況下，冬天的氣壓比夏天_，晴天的氣壓比陰天_。（答案：高 高）【注意】大氣壓隨氣候變化的范圍較小。液體沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系：

6、液體的沸點(diǎn)隨液面上方的氣壓減小而_，隨氣壓增大而_（答案：降低 升高）【應(yīng)用】高壓鍋【想一想】為什么高壓鍋煮東西比一般的鍋要快些？【拓展】大氣壓隨氣體體積的變化：在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)越大，體積越小，壓強(qiáng)越小，體積越大?！緫?yīng)用】在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，如打氣筒、抽氣機(jī)、空氣壓縮機(jī)等三、拓展整合創(chuàng)新類型之一：大氣壓強(qiáng)【例1】(05年黃岡（非課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）)高尚同學(xué)發(fā)現(xiàn)家里用皮碗(如圖)掛東西,皮碗所能掛的物體重力大小與什么因素有關(guān)呢? (1)請(qǐng)你提出一種猜想: ；你猜想的依據(jù)是: ；(2)請(qǐng)你自選器材,提出一個(gè)驗(yàn)證你的猜想的探究實(shí)驗(yàn)方案；【答案】(1)猜想：皮碗的面積大?。灰罁?jù)：大

7、氣壓相同時(shí),壓力大小與受力面積有關(guān)；猜想：墻面的光滑程度；依據(jù)：壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,摩擦力越大；猜想：皮碗和墻面的清潔程度；依據(jù)：表面越臟,不能充分接觸或無法盡力排氣等；猜想：墻面的材料；依據(jù)：不同的材料,表面光滑程度可能不同；猜想：皮碗和墻面之間空氣排除程度；依據(jù)：皮碗內(nèi)氣體排除越多,內(nèi)外的壓強(qiáng)差越大；猜想：皮碗和墻面之間是否有水；依據(jù)：水可以使接觸面生分離, 減小摩擦；猜想：制作皮碗的材料；依據(jù)：不同材料,彈性不同,能排除氣體程度不同；猜想：大氣壓的大小有關(guān)；依據(jù)：面積相同時(shí),內(nèi)外氣壓差越大,能產(chǎn)生的壓力越大。(2)實(shí)驗(yàn)方案:探究猜想:選用兩個(gè)面積不同,但都是由同種塑性材料制成的形狀

8、相同的皮碗；將干燥清潔的皮碗按在同一磁磚墻面(表面都干燥清潔)上,都盡力排除皮碗內(nèi)的空氣,使皮碗表面與墻面緊密接觸；每個(gè)皮碗上掛一個(gè)塑料方便袋,分別向袋內(nèi)慢慢加沙子,直至皮碗開始脫離墻面為止,比較所掛物體重力?！咀兪筋}】市場(chǎng)上有一種圓形塑料吸盤，把它按在玻璃上，擠出它和玻璃之間的空氣，這時(shí)它就可以“吸”在玻璃上請(qǐng)你利用這樣的吸盤、彈簧秤和刻度尺粗測(cè)大氣壓的數(shù)值要求：（1）寫出操作步驟；（2）寫出大氣壓強(qiáng)的計(jì)算式【解析】首先我們要知道吸盤為什么可以“吸”在玻璃上，需要用力才能把它拉開，是因?yàn)槲P受到大氣壓力的作用，因此我們用的拉力實(shí)際上主要是克服大氣壓在吸盤上產(chǎn)生的壓力。所以我們需要用彈簧測(cè)力計(jì)

9、測(cè)出拉吸盤的力F，用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑D，用可求出吸盤的面積，根據(jù)公式可求出大氣壓。【答案】（1）實(shí)驗(yàn)步驟：將吸盤緊緊的壓在玻璃上，擠出它和玻璃之間的空氣，用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢的拉吸盤，直到吸盤從玻璃上脫離，并記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑D。（2）類型之二：測(cè)量大氣壓【例2】（05年廣西南寧（課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）下列各實(shí)驗(yàn)中，能測(cè)出大氣壓強(qiáng)值的是（ ）【答案】D【變式題】做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量的大氣壓強(qiáng)值比真實(shí)值小，其原因可能是（ ）A玻璃管放得不豎直 B玻璃管內(nèi)混入少量空氣 C水銀槽內(nèi)的水銀太多 D玻璃管粗細(xì)不均勻【解析】做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們測(cè)量的是玻璃管內(nèi)水銀柱的豎直高度，因

10、此A不對(duì)，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)水銀的多少并沒有嚴(yán)格要求，只要適量就行，因此C也不對(duì)，對(duì)于玻璃管的粗細(xì)對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，因此D也不對(duì)，所以選擇B?！敬鸢浮緽類型之三：大氣壓的變化【例3】(05年福州市八縣(非課改實(shí)驗(yàn)區(qū))高壓鍋容易把食物煮爛，是因?yàn)殄亙?nèi)水面上方的氣壓_1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)_100（以上兩空選填“>”或“<”）?！敬鸢浮?gt; >【變式題】如圖所示，壓力鍋直徑為24cm，限壓出氣口直徑為3.5mm，限壓閥質(zhì)量為100g，使用時(shí)壓力鍋內(nèi)外最大壓強(qiáng)差是多少?合多少標(biāo)準(zhǔn)大氣壓?鍋蓋與鍋的接口處至少能承受多大的力?【解析】由于壓力鍋內(nèi)氣體被封閉，鍋內(nèi)外氣體之間存在著壓強(qiáng)差，

11、因而鍋蓋上承受著很大的壓力。壓力鍋上的限壓閥是當(dāng)鍋內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到限定值時(shí)，保證安全而設(shè)置的一個(gè)裝置，當(dāng)鍋內(nèi)壓強(qiáng)超過一定數(shù)值時(shí)，限壓閥被抬起，放出部分氣體，降低鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng).求解這道題的關(guān)鍵就是要考慮到最大壓強(qiáng)差指的鍋內(nèi)氣體通過限壓出氣口對(duì)限壓閥的壓力p1S與限壓閥所受重力mg及大氣壓對(duì)限壓閥的壓力p0S平衡時(shí)，鍋內(nèi)氣壓p1與外界大氣壓p0的差，而鍋蓋能承受的最大壓力就是指這個(gè)壓強(qiáng)差對(duì)鍋蓋產(chǎn)生的壓力。【答案】解：設(shè)鍋內(nèi)氣壓為p1，大氣壓為p0，當(dāng)限壓閥剛被抬起向外噴氣時(shí)，有p1S=p0S+mg.鍋內(nèi)外最大壓強(qiáng)差為鍋蓋與鍋的接口處承受的力為答：壓強(qiáng)差為1.04×105Pa，約1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；鍋

12、蓋與鍋的接口處承受壓力為4.7×103N。四、當(dāng)堂檢測(cè)反饋1冬天，把自來水筆從室外帶進(jìn)室內(nèi)，有時(shí)會(huì)有墨水流出，這主要是因?yàn)?( ) A墨水受熱膨脹流了出來 B筆囊受熱膨脹，把墨水?dāng)D了出來 C筆囊中的氣體壓強(qiáng)增大，把墨水?dāng)D了出來 D筆尖處縫隙受熱膨脹，使墨水漏了出來【解析】氣體熱脹冷縮，房間里面溫度較高，因此自來水筆囊的氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，把墨水?dāng)D出來了?！敬鸢浮緾2在瓶內(nèi)點(diǎn)燃浸過酒精的棉花，然后用剝了殼的雞蛋堵住瓶口。雞蛋就會(huì)進(jìn)人瓶中，這是因?yàn)?( ) A瓶口發(fā)生熱脹，使雞蛋掉入瓶中 B瓶內(nèi)氣體把雞蛋吸人瓶中 C瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小，外界大氣壓把雞蛋壓人瓶中 D雞蛋受到重力的作用【答

13、案】C3把剛剛從火焰上拿開、且其中水已停止沸騰的燒瓶塞好倒過來，如圖所示，向瓶底澆冷水，燒瓶中的水能重新沸騰起來嗎?為什么?【答案】能重新沸騰起來。向瓶底澆冷水，瓶內(nèi)水蒸氣遇冷液化，氣體變稀薄、氣壓減小。由于氣壓減小時(shí)水的沸點(diǎn)降低，于是瓶內(nèi)的水重新沸騰起來。4地球的表面積約為5.14×1014m2，試估算一下大氣層空氣的重力是多少？5有的工廠里，通常通過裝有“吸盤”的裝置來搬運(yùn)光滑平板，當(dāng)把吸盤中的空氣抽去時(shí)，大氣壓就把平板緊緊壓在吸盤上，如右圖所示。如果四只吸盤的底面積都是0.02 m2，則在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最多能提起多少牛頓的平板?五、課后延伸閱讀乘飛機(jī)時(shí)，乘務(wù)員為什么要發(fā)給乘客口香糖？當(dāng)你乘飛機(jī)旅行時(shí)，乘務(wù)員總是要在飛機(jī)起飛前發(fā)給你口香糖，這是不是為了給你的旅行增加甜蜜的味道？不是，而是為了減輕你在飛行中的不適。我們知道大氣層空氣的密度是變化的，大氣壓強(qiáng)隨著高度的增加而減少。雖然我們的大型民航客機(jī)的機(jī)艙是密封的，但是在飛機(jī)起飛、降落和航行中，機(jī)艙內(nèi)空氣的壓強(qiáng)還是會(huì)有較大的變化。人在地面時(shí)，地面的大氣壓強(qiáng)為1個(gè)大氣壓左右，人的耳咽管及內(nèi)耳道內(nèi)空氣的壓強(qiáng)也是一個(gè)大氣壓左右，當(dāng)飛機(jī)升入高空之后，機(jī)艙內(nèi)的空氣壓強(qiáng)降低，而內(nèi)耳及耳咽管封閉著一個(gè)大氣壓的氣體，造成鼓膜內(nèi)外有個(gè)壓強(qiáng)差，使鼓膜受到從內(nèi)耳向