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13
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第
第十三讲
气体压强
气体压强
学习内容
学习内容
1.
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.了解流体压强与流速的关系,知道飞机升力产生的原因;
知识梳理
知识梳理
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。大气对处在它里面的物体有压强叫做大气压强,简称为大气压。
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。
二.大气压的测量
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76cm高的水银柱,大气压强跟76cm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。
根据液体压强公式:。
(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3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
(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。
诠释:
=1\*GB3①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\*GB3②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\*GB3③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。
三.流体压强与流速的关系
1.探究流体压强与流速的关系:
(1)对着两张平行放置的纸的中间吹气,使得两张纸中间的气流速度增大,这时两张纸外侧的气流速度相
对较小,两张纸会向中间靠扰,这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力,可见空气
流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(2)将两只小船放入水盘中,用水管向两船中间冲水,两船向中间靠拢,这说明船两侧的水对船的压力大
于船中间的水对船的压力,可见液体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2.生活中的应用:等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地
面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
3.流体压强和流速的关系:在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
4.飞机的升力
(1)机翼的形状:飞机的机翼一般做成上凸下平的形状,机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度,
从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与机翼发生相对运动,由
于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以机翼上方的空气流动比下方要快。
(2)升力产生的原因
从机翼上方流流通过的路程长,速度大,它对机翼上表面的压强较小;机翼下方气流通过的路程较短,速度小,它对机翼下表面的压强较大。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。
例题讲解
例题讲解
1.赵晶和王霞两同学讨论大气压的应用,举出了下
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