備課時間：2012.11.20 學生： 上課時間：2012.11.24 任課教師：教學內容大氣壓強、流體壓強與流速的關系教學目標1、 知道大氣壓強產生的原因，了解大氣壓強存在的實例。2、 知道托里拆利實驗的方法及結果，記住大氣壓強的值。3、 能用大氣壓強的知識解釋有關現象重點難點重點：理解大氣壓強的現象。難點：大氣壓強知識的應用課程主體部分一、知識網絡：一、大氣壓強產生原因空氣受到重力作用，而且空氣能流動,因此空氣內部向各個方向都有壓強，這個壓強就叫大氣壓強.單位：國際單位是帕斯卡(Pa)。常用單位還有毫米水柱(mmHg)，厘米水柱(cmHg),標準大氣壓(atm)1標準大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.013105Pa馬德堡半球實驗：有力地證明了大氣壓的存在.冋時還可說明，大氣壓強是很大的.大氣壓的測定托里拆利實驗測出了大氣壓的大小.在托里拆利實驗中，測量結果和玻璃管的粗細、形狀、長度(足夠長的玻璃管)無關;如果實驗時玻璃管傾斜，則水銀柱的長度變長，但水銀柱的高度，即玻璃管內外水銀面的高度差不變;這個高度是由當時的大氣壓的大小和水銀的密度所共同決定的，通常情況下，為76厘米左右.2、 大氣壓的變化大氣壓隨海拔高度的增加而減小，這主要是由于離地面越高的地方空氣越稀薄，空氣的密度越小.大氣壓的變化和天氣有關，一般說來，晴天的大氣壓比陰天的咼，冬天的大氣壓比夏天的咼.3、 氣壓計測量大氣壓的儀器叫氣壓計.常見的氣壓計有水銀氣壓計和金屬盒氣壓計兩種.水銀氣壓計是根據托里拆利實驗制成的，它在測量時，必須掛豎直，如果掛歪斜了，則測量結果將比實際值偏大.金屬盒氣壓計即無液氣壓計，如將其刻度盤上所標的大氣壓值折算成高度，則成了航空、登山用的高度計.4、 液體的沸點與液面氣壓大小有關，液面氣壓減小,液體沸點降低;液面氣壓增大，液體沸點升高.5、 活塞式抽水機和離心式水泵，都是利用大氣壓來工作的?普通的抽水機工作時,其抽水高度約10米左右?這是由于1標準大氣壓大約能支持10.3米高的水柱.二、流體壓強與流速的關系流體：物理學中把具有流動性的液體與氣體統稱為流體，如空氣、水等。流體的壓強：前面學過的液體的壓強與大氣壓強，它們是流體靜止時的壓強，流體流動時也有壓強，此時的壓強叫流體的壓強。探究流體壓強與流速的關系。（1）對著兩張平行放置的紙的中間吹氣，使得兩張紙中間的氣流速度增大，這時兩張紙外側的氣流速度相對較小,兩張紙會向中間靠擾，這說明紙兩側的空氣對紙的壓力大于紙中間空氣對紙的壓力，可見空氣流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。（2）將兩只小船放入水盤中，用水管向兩船中間沖水，兩船向中間靠攏，這說明船兩側的水對船的壓力大于船中間的水對船的壓力，可見液體流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。要點詮釋：在氣體和液體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。飛機的升力1飛機的機翼與空氣流動速度飛機的機翼一般做成上凸下平的形狀，機翼的形狀決定機翼上下表面空氣流動的速度，從機翼橫截面的形狀可知，其上方彎曲，下方近似于直線、飛機飛行時，空氣與機翼發生相對運動，由于機翼上方的空氣要比下方的空氣運行的路程長，所以機翼上方的空氣流動比下方要快。升力的產生從機翼上方流過的空氣通過的路程長，速度大，從機翼下方通過的空氣通過的路程短、速度慢；于是空氣對機翼上表面的壓強小，對下表面的壓強大，機翼上下表面所受壓力差的方向豎直向上，這個壓力差就叫“舉力”又叫飛機的“升力”，飛機起飛前要在跑道上加速滑行一段距離，直升飛機起飛前螺旋槳要高速旋轉一段時間，兩者都是為了獲得較大的升力以升上高空。例題解析：用液片分析法解決大氣壓強問題用液片分析法解大氣壓強計算題所謂“液片”就是在管內和管外相交處或管內某一處找一液面，它的面積等于管的面積，它的厚度可以看作零，它的質量很小可以忽略，它屬于液體的一部分。液片分析法的步驟如下：找準合適的液片。一般在管內和管外的相交處或管內某一處。分析上下或左右表面受到的壓強；根據液片所處的平衡狀態，列出上下或左右表面壓強相等的等式，并將未知數代入等式建立方程；解方程。例1.如圖1所示，一端開口的玻璃管內被水銀封有一部分氣體，水銀柱長3cm（1）當開口向上豎直放置時，管內氣體壓強是多少厘米汞柱？（2）當開口向下豎直放置時，管內氣體壓強是多少厘米汞柱？（3）當管水平放置時，管內氣體壓強是多少厘米汞柱？（周圍的大氣壓強是一個標準大氣壓）分析：（1）先在管內氣體與水銀相交處找一液片a,此液片上表面受到向下的管內水銀壓強戸規，大氣壓強戸o作用在水銀面上經水銀傳遞到液片上表面，下表面受到管內氣體向上的壓強P，由于液片處于靜止，所以上下表面的壓強相等，即P=P^+^o=3cm-\-76cm=79cm（2） 先在管外氣體與水銀相交處找一液片B此液片上表面受到向下的管內水銀壓強戸艱，管內氣體向下的壓強p經水銀傳遞到液片上表面，下表面受到管外氣體向上的大氣壓強戸0,由于液片處于靜止，所以上下表面的壓強相等，日仃左+戸銀-Pop=76cff2-3cffi=13cm即」 ， 。（3） 先在管內氣體與水銀相交處找一液片c,左邊液面受到管內氣體向右的壓強p,右邊液面受到管外氣體向左的大氣壓強肌，由于液片處于靜止，所以左右表面壓強相等，即P=P^=16cmo用液片分析法解答大氣壓說理題一些判斷液體流動的題目可以用液片分析法得到很好的解釋，它的方法是：（1） 找準合適的液片。一般在管內和管外的相交處或管內某一處。（2） 分析上下或左右表面受到的壓強。（3） 根據上下或左右表面受到的壓強的大小來判斷液體的流動。例2.如圖2所示，把測量大氣壓強的托里拆利實驗裝置放在電子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水銀槽B的底部不接觸，當大氣壓強是10x10'^時，電子秤的示數為Q,若外界大氣壓下降時，電子秤的讀數將怎樣？圖2分析：在管內水銀和槽內水銀相交處找一液片c,液片上表面受到管內水銀對它向下的壓強，液片下表面受到向上的大氣壓強，由于液片靜止 。當外界大氣壓強變小時，液片上表面受到水銀向下的壓強大于這時的大氣壓強，管內水銀就會流入水銀槽內，當流到上下表面壓強相等時，水銀不再流動，水銀槽內水銀增多，總重增大，電子秤的示數增大，就會大于Q。用液片分析法也可以靈活解答與托里拆利實驗有關的問題，同學們可以試一試。用壓強與沸點的關系解釋實際問題一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。在運用這個關系時應該注意，這里的氣壓是指液體表面上方的壓強，可以是大氣壓強，也可能是其它氣體的壓強。例3.用高壓鍋煮粥，熄火后用冷水將鍋冷卻，拿去限壓閥后打開鍋蓋，可以看到鍋內的粥仍在沸騰。普通鋁鍋卻看不到這樣的現象。這是為什么？(A)j>h<圖3分析：熄火時，高壓鍋內溫度仍然高于100r，冷卻后鍋內水蒸氣液化，蒸氣減少，液面上方的氣壓比原來降低，水的沸點降低，低于現在的溫度，所以重新沸騰。用平衡力的方法計算大氣壓強的問題要選準研究對象，對研究對象進行受力分析，除分析重力外，還要分析各種壓強對物體表面產生的壓力，然后根據物體的靜止或勻速運動狀態列出力的平衡方程或方程組，代入數據并正確求解。例4.小樂家的壓力鍋鍋蓋上標有“鋁制品廠24cm壓強鍋”的字樣，他測得限壓閥門的質量是100g，排氣孔的直徑約為3mm，這個壓力鍋正常工作時的最大壓強是多少？(g=10N/kg)分析：最大壓強指的是當限壓閥門剛被抬起將向外噴氣時的壓強。設鍋內氣壓為乃，大氣壓為鞏，現在對限壓閥進行受力分析，限壓閥所受重力為mg，鍋內氣體通過限壓出氣口對限壓閥的壓力為戸心，大氣壓對限壓閥的壓力為円j",當限壓閥剛被抬起將向外噴氣時，此時限壓閥處于靜止，有：用=廠嚴噸，最大壓強為：皿1伽圧+汽3.14x(1.5xlO-3^)2=2A2xW5Pa二、課堂練習：如圖所示是利用水銀氣壓計測量不同高度的大氣壓數值,給ip/kPa認真分析可知：大氣壓的變化規律是 由于不同高度的大氣壓是不同的，這就給人們一個啟發：那就是可以將水銀氣壓計改裝成一 ，如果我們在武當山的金頂上測得的大氣壓是83.6kPa,則金頂的海拔高度大約是 m。如果在金頂上燒開水，則水沸騰的溫度將 100°C。（填“高于”“等于”“低于”）解析：通過觀察圖可以發現大氣壓隨高度的變化規律是大氣壓隨高度的增加而減小，大氣壓隨高度的變化是不均勻的由于不同高度的大氣壓是不同的，人們可以把水銀氣壓計改裝成高度計；從圖中可以看出，橫坐標表示海拔高度，縱坐標表示某一高度所對應的大氣壓值,83.6kPa海拔高度約為1740m。由于金頂上的大氣壓小于標準大氣壓，所以在金頂上燒開水，水沸騰時溫度將低于100C。答案：①大氣壓隨高度增加而減小，大氣壓隨高度的變化是不均勻的。②高度計1740③低于升華：本題考查的是會從圖表中獲取信息，然后加工整理總結出規律，培養概括知識的能力和運用知識的能力。舉_反三青藏鐵路已全線貫通，已經投入運營的高原列車有完善的供氧系統和完備的醫療系統，這樣做是因為B.C舉_反三青藏鐵路已全線貫通，已經投入運營的高原列車有完善的供氧系統和完備的醫療系統，這樣做是因為B.C.D.A.高原空氣稀薄，大氣壓強小稀薄，大氣壓強大稠密，大氣壓強小稠密，大氣壓強大解析：大氣壓是由空氣受重力而產生的。青藏高原海拔較高，大氣層相對稀薄,空氣稀薄，（）高原空氣高原空氣高原空氣故氣壓較低，由于空氣中含氧量較少，一般人難以適應，故需要有完善的供氧系統和完備的醫療應急系統。答案：（A）閱讀理解題黑龍江《生活報》2003年5月2日在頭版報道了這樣一條科技新聞：由哈爾濱工業大學機電工程學院和哈爾濱醫科大學的五位科研人員，研制出一間微型非典隔離監護室。這種隔離監護室最突出的設計特點就是室內用負壓原理設計（室內的氣壓比室外的氣壓低一些）。室壁設有進氣孔和抽氣孔，這樣，不但能為室內提供新鮮空氣還可以利用真空泵將病人呼出的攜帶病毒的氣體抽出去……看過報道后，結合非典SARS病毒通過空氣擴散而造成交互傳染的特點，運用物理知識回答：微型非典隔離室形成相對低壓的作用是什么？針對非典，隔離室為保護醫護人員和醫院周邊群眾的安全及為方便醫護人員對非典病人的觀察和護理，從物理學的角度還應采取哪些合理措施？（提出一條即可）解析：①作用：開病房后，由于室內氣壓小于室外大氣壓，室外空氣會向室內流動，而室內空氣不會向室外流動，這樣可防止室內空氣中的SARS病毒擴散到室外，避免醫院內非典病人與醫護人員的交互傳染。A利用電能轉化為內能，將被真空泵抽出去的含SARS病毒的空氣通入密閉的電熱容器進行高溫消毒，殺死SARS病毒。B利用電能轉化為光能，將被真空泵抽出去的含SARS病毒空氣通入密閉的紫外線消毒裝置殺死SARS病毒。C為防止SARS病毒擴散，要求非典病人，疑似病人醫護人員帶上符合要求的口罩。D利用光的直線傳播、光的反射，在隔離室設置抗壓強透光度好的觀察窗口。總結升華：閱讀理解應用題，要從材料中提取有用的重要信息，用學過的物理知識解答設計，培養分析，運用物理知識的能力。舉一反三用如圖所示的水杯盛水，經常會遇到這樣的情況，往杯里裝大半懷熱水，擰緊杯蓋，經過較長的一段時間后，杯蓋會很難擰下來。

A明士教育A明士教育個性化輔導專家簡要回答產生這一現象的原因。請設計兩種找開杯蓋的方法，并說出每種方法用到的物理原理（不能損壞杯子）解析：要回答產生這一現象原因，首先要弄清杯蓋擰不開是什么現象，說明杯蓋與杯子間摩擦力大，引起摩擦力大的原因是壓力大，產生壓力大的原因是杯子內外的壓強差引起，當“杯中裝入大半杯熱水”時，杯中有較多的高溫水蒸氣，“擰緊杯蓋后”，經過一段時間水溫下降，水蒸氣液化，使水上方氣壓減小，杯內外形成氣壓差。答案：杯內溫度降低，同時部分水蒸氣液化，致使杯內上方空氣壓強減小，小于外部大氣壓，杯內外形成氣壓差。A墊上毛巾，用力擰；B放在熱水中燙一段時間，再用手擰下來。氣進口4?如圖是家用煤氣灶灶頭的示意圖，使用時打開煤氣閥門，擰動點火裝置、煤氣和空氣在進口處混合并流向燃燒頭被點燃，煤氣不會從進口處向空氣中泄漏的原因是（）氣進口進口處煤氣的流速小，壓強大于大氣壓強進口處煤氣的流速小，壓強小于大氣壓強進口處煤氣的流速大，壓強大于大氣壓強進口處煤氣的流速大，壓強小于大氣壓強 ：解析：煤氣從煤氣管流出，通過進口流向燃燒頭，在進口處，煤氣是高速運動的，導致進口處中心的煤氣的壓強小于周圍大氣的壓強，故煤氣不會從進口處向空氣中泄漏。答案：（D）總結升華:：本題運用的物理知識是在氣體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。舉一反三把一個乒乓球放在倒置的漏斗中間，如圖所示，對漏斗吹氣，乒乓球會掉下來嗎？為什么？解答：當對漏斗吹氣時，球靠近漏斗的地方和球的上側空氣流動速度大，壓強小，球的下側空氣流動速度小、壓強大，因此對乒乓球產生向上的托力將球托住。三、課后練習:1、下列關于大氣壓的說法正確的是 （ ）大氣壓的數值是不變的在其他條件相同時，離海平面越高，大氣壓的值越小做托里拆利實驗時，換用粗細不同的玻璃管做實驗，測量結果不同大氣壓的數值與天氣無關.2、如圖所示各種應用中，不是應用大氣壓強的是 （ ）A.利用低壓吸盤搬運玻璃C.船閘A.利用低壓吸盤搬運玻璃C.船閘B.離心式水泵D.向鋼筆膽中吸墨水3、把裝滿水的玻璃杯，用紙片覆住杯口，把它倒置放入足夠深的水中，然后移去紙片，將玻璃杯向上提，在杯口沒有離開水面前，玻璃杯內（ ）A.充滿水 B.杯內水面比杯外水面高，但不滿C.杯內外水面相平 D.杯內水面比杯外水面低4、在做托里拆利實驗時，如果把玻璃管傾斜一定角度，玻璃管內水銀柱的長度將 ;3、把裝滿水的玻璃杯，用紙片覆住杯口，把它倒置放入足夠深的水中，然后移去紙片，將玻璃杯向上提，在杯口沒有離開水面前，玻璃杯內（ ）A.充滿水 B.杯內水面比杯外水面高，但不滿C.杯內外水面相平 D.杯內水面比杯外水面低4、在做托里拆利實驗時，如果把玻璃管傾斜一定角度，玻璃管內水銀柱的長度將 ;水銀柱的高度 .（填"變大”、"變小"或"不變"）5、 沿著下垂的紙面從上方吹氣，如圖1所示，你觀察到的現象 。6、 2007年4月18日零時起，中國鐵路采用“和諧號”動車組開始了第六次大提速.高速圖8列車經過時，若人離鐵道太近很可能被吸進鐵道，應特別注意安全.從物理學的角度看，這是因為 。7、如圖3所示，是噴霧器的原理示意圖，當空氣從小孔迅速流出時，小孔附近空氣的流速較大，壓強 ，容器里液面上方的空氣壓弓 ，液體就沿著細管上升,從管口流出后，受氣8、（吉林?。⑵抗酀M水，用手堵住瓶口倒立于水槽中，如圖所示，將手指移開，則瓶中水的質量 （填“減少”或“不變”）.9、一次龍卷風發生時，屋外氣壓急劇降到90KPa；當