第九章壓強(qiáng)第3節(jié)大氣壓強(qiáng)素養(yǎng)目標(biāo)1.通過觀察、探究、體驗大氣壓強(qiáng)的存在，理解托里拆利實驗的原理,知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值。2.通過探究大氣壓強(qiáng)的存在、大氣壓強(qiáng)的方向，培養(yǎng)科學(xué)推理、科學(xué)論證的能力。3.通過觀察演示實驗，提出問題，合作探究大氣壓強(qiáng)的存在、大氣壓強(qiáng)的方向。4.在觀察、交流分析、探究的過程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度.一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng)，這是由于液體能夠流動。大氣也能流動，大氣對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，說一說我們身邊存在大氣壓強(qiáng)的例子。二、大氣壓強(qiáng)的存在1.實驗探究：大氣壓的存在（1）覆杯實驗①將硬紙片放在空塑料杯口，用手按住，然后倒置過來放手后，觀察現(xiàn)象。硬紙片掉了下來。是因為受到了重力作用。②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，觀察現(xiàn)象。硬紙片沒有掉下來。杯中裝滿水，排出了空氣，杯內(nèi)水對硬紙片向下的壓強(qiáng)小于大氣對硬紙片向上的壓強(qiáng)，由于大氣壓的作用，硬紙片沒有掉下來。③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，將紙杯朝不同的方向，觀察現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)硬紙片都不會脫落。說明大氣向各個方向都有壓強(qiáng)。④在裝滿水倒置的塑料杯底部用針扎一個小孔，觀察現(xiàn)象。硬紙片掉了下來，水流出。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，觀察現(xiàn)象。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)的氣體冷卻后，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。熟雞蛋被“吞入”瓶中。觀看演示實驗視頻——《大氣壓的存在》（3）馬德堡半球?qū)嶒灑?654年5月8日，德國馬德堡市市長、抽氣泵的發(fā)明者奧托·格里克做了一個令人驚奇的實驗。他將兩個直徑約為36cm的銅質(zhì)空心半球緊扣在一起，用抽氣泵抽出球內(nèi)空氣，然后用16匹馬分別向相反方向拉兩個半球，結(jié)果16匹馬費(fèi)了很大的勁才拉開。兩個半球被拉開時，爆發(fā)劇烈響聲。假如不抽去半球內(nèi)空氣，用手就能拉開它們。這就是歷史上著名的馬德堡半球?qū)嶒?。②分析馬德堡半球?qū)嶒炃蝮w內(nèi)部沒有氣體，也就沒有向外的壓強(qiáng)（壓力），外部有大氣，對半球的四周表面有壓強(qiáng)，所以是大氣壓強(qiáng)（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

并且很大。觀看課堂影院——《馬德堡半球?qū)嶒灐?.大氣壓（1）大氣層：我們生活的地球是一個蔚藍(lán)色的星球。厚厚的氣體包圍著堅實的大地，保護(hù)、養(yǎng)育著地球上的生命。這層厚厚的氣體，人們通常稱之為

。（2）大氣壓強(qiáng)：空氣和液體一樣，內(nèi)部各個方向也都存在

。這種壓強(qiáng)稱為

，簡稱

或

。大氣層壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)大氣壓氣壓壓強(qiáng)（3）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

作用，同時空氣又具有

性，因此大氣對浸在空氣中的物體表面就產(chǎn)生了

。（4）大氣壓存在的現(xiàn)象吸飲料鋼筆吸墨水針管吸藥液一切吸液體的過程都是靠管內(nèi)外氣體

將液體“壓”的過程抽水機(jī)抽水重力流動壓強(qiáng)壓強(qiáng)差三、大氣壓的測量1.想想議議：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（圖甲）。在覆杯實驗圖乙中，大氣壓可以把紙片上的液柱托住。甲：被壓扁的鐵桶乙：覆杯實驗的紙片大氣壓究竟有多大？馬德堡半球?qū)嶒?，?6匹馬才能將馬德堡半球拉開2.托里拆利實驗（1）測量方法在如圖實驗裝置中，如果根據(jù)大氣壓所能托起水柱的最大高度，我們根據(jù)p0=ρ水gh就能測出大氣壓的數(shù)值。人們發(fā)現(xiàn)用水做實驗時，水柱太高，達(dá)到10m多高，不方便，能否用密度大的水銀代替？意大利科學(xué)家托里拆利解決了這個問題，用水銀測出了大氣壓的大小，叫做托里拆利實驗。水的壓強(qiáng)P大氣壓強(qiáng)P（2）托里拆利實驗過程①在長度大約1m、一端封閉、一端開口的玻璃管中灌滿水銀，排出空氣。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(dāng)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(jìn)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.（3）實驗分析玻璃管內(nèi)水銀面上方是

，

大氣壓，管外水銀面的上方是

，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

支撐著管內(nèi)這段水銀柱使它不會落下。（4）實驗結(jié)論真空沒有空氣大氣壓大氣壓的數(shù)值等于它支撐的這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即p大氣壓=p水銀這個實驗最早是由意大利科學(xué)家

做的，故被稱為

實驗。3.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

，不是指管傾斜時水銀柱的

，所以實驗過程中，只要測量正確（測量高度差），玻璃管是否傾斜

實驗結(jié)果。管內(nèi)水銀柱的高度

隨外界大氣壓的變化而變化，而與管的粗細(xì)、長度、形狀、插入水銀中的深度都

托里拆利托里拆利高度差長度不影響只無關(guān)。所以改用粗一些或細(xì)一些的玻璃管

影響結(jié)果。（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

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

部分的體積，而水銀柱的高度

。（3）玻璃管內(nèi)漏進(jìn)空氣實驗時，如果玻璃管內(nèi)漏進(jìn)去一些空氣，因為管內(nèi)空氣能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)，所以會使水銀柱的液面

，測量結(jié)果變

。（4）用水做實驗時，水柱的高度不會不真空不變下降小如果把水銀換成水，那么大氣壓托起的水柱有多高？根據(jù)P大=ρ水銀gh，把ρ水銀換成ρ水，則托起的水柱高度：h=p0/ρ水g=1.0×105Pa/1.0×103kg/m3×10N/kg=10.3m長的玻璃管太不方便了吧！4.標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓托里拆利當(dāng)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作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，常用字母p0表示。相當(dāng)于大約3層樓的高度。知道實驗室不用水做托里拆利實驗了吧。用這么根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式，760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa在粗略計算中，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可1×105Pa（2）大氣壓的一些單位帕（Pa）、千帕（kPa）、百帕（hPa）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米水銀柱高（mmHg柱）或厘米水銀柱高（cmHg柱）等。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013×105Pa=760毫米水銀柱=76厘米水銀柱5.物理學(xué)家—埃萬杰利斯塔?托里拆利意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛羅倫薩。托里拆利是伽利略的學(xué)生和晚年的助手，1642年繼承伽利略任佛羅倫薩學(xué)院數(shù)學(xué)教授。托里拆利的首要發(fā)明是水銀氣壓計，為了紀(jì)念他，小行星7437被命名為托里拆利。托里拆利還發(fā)現(xiàn)了托里拆利定律，這是一個有關(guān)流體從開口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液體射出的速度等于重力加速度與液體高度乘積的兩倍的平方根。演示實驗——《大氣壓的測量》6.氣壓計氣壓計：測量大氣壓的儀器叫作氣壓計。（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(dāng)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(zhǔn)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，大氣壓變化時，金屬盒會發(fā)生變化，傳動裝置將這種變化轉(zhuǎn)化為指針的偏轉(zhuǎn)，指示出大氣壓的大小。在玻璃瓶內(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)塑料管上端向瓶內(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)注刻度以測量水柱高度的變化（如下圖）。將整個裝置放在電梯中進(jìn)行實驗，觀察水柱的高度與樓層的關(guān)系。在一次實驗中，電梯從2樓上升到12樓，水面升高了3cm。對此，你怎樣解釋？四、大氣壓與海拔高度的關(guān)系1.自制氣壓計（1）制作方法在玻璃瓶內(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)塑料管上端向瓶內(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)注刻度以測量水柱高度的變化。根據(jù)玻璃管內(nèi)水柱的高低，就可以知道外部大氣壓強(qiáng)的大小。（2）自制氣壓計的測量原理p內(nèi)=p大氣壓+p水P內(nèi)=p0+ρ水gh水在玻璃管內(nèi)的底部取一液片“AB”，因為液片靜止，所以液片上下兩面受到的壓強(qiáng)相等。即因為瓶內(nèi)氣壓基本不變，即水對液片向上的壓強(qiáng)p內(nèi)基本不變，所以當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0降低時，玻璃管內(nèi)水的高度h水會變大。該氣壓計會受溫度的影響，當(dāng)溫度升高時，瓶內(nèi)氣壓P內(nèi)變大，h水變大。2.大氣壓與高度的關(guān)系（1）實驗探究將整個裝置放在電梯中進(jìn)行實驗，觀察水柱的高度與樓層的關(guān)系。使電梯從一樓到十二樓，觀察并記錄水面的變化情況。下表是某一次實驗中的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，可得到什么結(jié)論？現(xiàn)象：拿著自制氣壓計從一樓到五樓，會發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水面的高度差變大。結(jié)論：大氣壓隨高度的增加而減小。注意：使用自制氣壓計時，瓶口必須密閉，不能漏氣。不要用手直接拿瓶子，以免瓶子受熱，影響瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。演示實驗——《用自制氣壓計觀察大氣壓隨高度的變化》（2）大氣壓與高度的關(guān)系①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。在珠穆朗瑪峰的峰頂，大氣壓只有3.2×104Pa。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(dāng)離開地面的高度達(dá)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(biāo)上的是高度，就變成了高度計。因為大氣壓強(qiáng)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(yīng)關(guān)系刻在無液氣壓計的刻度盤上即可。五、液體沸點跟氣壓的關(guān)系1.液體沸點跟氣壓的關(guān)系（1）探究實驗如圖所示，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?，F(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。實驗結(jié)論：液體的沸點與液體表面上方的氣壓

關(guān)，氣壓降低，沸點，氣壓升高，沸點

。有降低升高演示實驗——《停止沸騰的水澆上冷水后會怎樣》（2）水的沸點與氣壓值對照表在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點100℃.觀察表格可以得出水的沸點與氣壓之間的關(guān)系：氣壓越大，水的沸點越高；氣壓越小，水的沸點越低。在海拔8848m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），這樣的溫度，連面條也煮不熟。2.高壓鍋的原理高壓鍋把水緊密地封閉起來，水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣不能擴(kuò)散到空氣中，只能保留在高壓鍋內(nèi)，就使高壓鍋內(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，飯就容易很快做熟了，并且相當(dāng)酥爛。家用高壓鍋使用溫度大約為110～120℃高原邊防哨所戰(zhàn)士用壓力鍋煮面條課堂總結(jié)大氣壓強(qiáng)大氣壓的存在大氣壓的測量沸點與大氣壓大氣壓與高度①大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)。①托里拆利實驗：首次測出大氣壓的大小p0=p水銀。②產(chǎn)生原因：空氣受重力，且具有流動性。③大氣壓存在的現(xiàn)象：“吸”飲料、藥液、墨水等。②標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：把760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=1.013×105Pa③氣壓計：水銀氣壓計、金屬盒氣壓計。①自制氣壓計：探究大氣壓與高度的關(guān)系。②大氣壓與高度的關(guān)系：海拔高度越高，氣壓越低。液體的沸點與液體表面上方氣壓的關(guān)系：氣壓減小，沸點降低，氣壓增大，沸點升高。課堂練習(xí)1.在“大