大气压强-流体压强与流速的关系-知识讲解.pdf

大气压强 流体压强与流速的关系 撰稿：肖锋 审稿：史会娜 【学习目标】 1. 了解由于大气压强的客观存在而产生的现象； 2. 知道测量大气压强的方法、大气压强大小和单位； 3. 了解抽水机的工作原理、生活中大气压强的变化； 4. 了解流体压强与流速的关系，知道飞机升力产生的原因。 【要点梳理】 要点一、证明大气压强存在的实验 1. 简单实验： （1）塑料吸盘：把塑料吸盘中的空气排出一部分，塑料吸盘内外压强不等，塑料吸盘就能吸在光滑墙 壁上。如果塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔，进入塑料吸盘和光滑的墙壁之间，吸盘便不能贴在光滑 墙面上。 （2 ）悬空塑料管里的水：塑料管装满水，用硬纸片盖住管口倒置，塑料管中的水不会流出来。如果把 塑料管的上方和大气相通，上、下压强相等，水就不能留在管中。 （3 ）用吸管吸饮料：如果把杯口密封，空气不能进入杯内，便无法不断的吸到饮料。大气压的作用使 饮料进入口中。 2. 大气压的存在： 以上实验说明大气压强确实存在，历史上证明大气压强存在的著名实验是马德堡半 球实验。在大气内部的各个位置也存在着压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压。 要点诠释： 空气和液体一样，具有流动性，所以大气内部向各个方向都有压强。 要点二、大气压的测量 （高清课堂《大气压强与流体压强》 ） 1. 托里拆利实验 （1）实验过程：如图所示，在长约 1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指堵住，然后倒插在水银槽 中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面高度差约 760mm 。 （2 ）实验是将大气压强转化为液体压强来进行测量的。如图所示，在管内外水银面交界处设想有一假 想的液片，由于水银柱静止，液体受到管内水银柱产生的向下的压强与外界大气压相等，也就是大气压 支持了管内大约 760mm 高的水银柱，大气压强跟 760mm 高的水银柱产生的压强相等。通常把这样大小 的压强叫做标准大气压，用 P 表示。 0 4 5 根据液体压强公式： P gh 1.36 10 9.8N / kg 0.76 m 1.01 10 Pa 。 0 （3 ）在托里拆利实验中，管内上方是真空，管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化，和管的 粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是下压等因素无关，只与水银柱的竖直高度有关。 2. 气压计 （1）气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。 （2 ）常见的气压计：水银气压计、无液气压计，氧气瓶和灭火器上的气压计也是一种无液气压计。 3. 大气压的变化 （1）大气压随高度的升高而减小。由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，由于大气层密度变 化是不均匀的，因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔 2000m 以内，大约每升高 12m，大气压减 小 133Pa。 （2 ）天气的变化影响大气压。一般来说，晴天的气压比阴雨天的高。 4. 大气压和水的沸点： 水的沸点在标准大气压下是 100℃，随着大气压的减小，水的沸点会降低。 要点诠释： 1. 单位： 国际单位是帕斯卡 (Pa) 。常用单位还有毫米汞柱 （mmHg），厘米汞柱 （cmHg），标准大气压 (atm) 。 2. 托里拆利实验中，如果玻璃管中有部分空气，测量的大气压值比实际值偏小；如果实验中用水代替水 银，需要约 10m长的玻璃管。 3. 水银气压计的测量结果较准确， 但携带不方便。 实际应用中经常使用金属盒气压计， 也叫无液气压计， 它的主要部分是波纹真空金属盒。气压变化时，金属盒的厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为 指针的偏转，指示出气压的大小。 要点三、活塞式抽水机 活塞式抽水机，是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。使用时，若提起活塞，阀门 A 受到大 气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用 推开阀门 B 进入圆筒（图甲）