广州大学松田-先进个人获奖感言

第19讲 大气压强 压强的研究
19.1 学习提要
19.1.1 大气压强
地球周围包围着厚厚的空气层（大气层），这些空气同样
受到地球的 吸引。同时空气是可以流动的，因此对浸在空气中
的物体表面就产生了压强，并且与液体一样，在大气层 内部向
各个方向都有压强，如图19-1所示的覆杯实验就证明存在着
向各个方向的大气压强。
19.1.2 液体内部压强
托里拆利实验测出了大气压强的具体数值。如图19-2所示， 在长约1m、一端封闭的玻
璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵管口的手指时， 管内水银面下
降一些就不再下降，这时管内外水银面的高度差为760mm。管内留
有760m m高水银柱的原因正是因为有大气压的存在。由液体压强的
特点可知，水银槽内液体表面的压强与玻璃管 内760mm水银柱下等
高处的压强应是相等的。水银槽液体表面的压强为大气压强，由于
玻璃 管内水银柱上方是真空的，不受大气压力的作用，管内的压强
只能由760mm高的水银柱产生。因此， 大气压强与760mm高水银产
生的压强相等，则有大气压强
p
0
=ρ水银
gh=13.6×10kgm×9.8Nkg×0.76m=1.013×10Pa
这是历史上第一个测定大气压强数值大小的实验。实验必须保证玻璃管内没有气体，这
样内外液体压强差 才等于外部大气压强。实验结果与玻璃管的粗细、形状无关，只与水银柱
的竖直高度有关，当管子歪斜时 ，管内水银柱长度会发生变化，但竖直高度不会变化。由于
大气压值受多种因素影响，因此通常规定能支 持760mm水银柱的大气压强叫标准大气压，即
大小为1.013×10Pa，约10Pa。
19.1.3 气体压强的常用单位
通常情况下，表示气体压强的常用单位有帕斯卡（简称帕 ）、毫米水银柱（毫米汞柱）、
厘米水银柱（厘米汞柱）、标准大气压，它们的符号分别是Pa、mmH g、cmHg、atm。
55
335

19.1.4 大气压的值受高度影响
由于高度越高，大气越稀薄，即大气密度越小，因此，大气压随高度增加而减小 ，随高
度降低而增大。如高山顶与高山脚下的气压不相等。海平面附近的大气压接近于1标准大气
压，即760mmHg。
如果找出了大气压随高度变化的关系，就可以根据对气压的测定推算出所在 位置的高
度。航空、登山用的高度计，就是根据这个道理制成的。
19.1.5 大气压与沸点的关系
实验表明，随着大气压的增大，同种液体的沸点也随之升高，反之就降低。通常说 水的
沸点是100℃，是指1atm下的沸点。气压不同时，水的沸点也不同。如在我国西藏地区，水的沸点仅80℃左右。家用高压锅内水的沸点超过105℃。
19.2 难点释疑
19.2.1 大气压强
1、大气压强产生的原因解释
大气压产生的原因可以从两方面解释。
第一，空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各 个方向都有压强。得细致一些，
由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其 他物体来支持它，
这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用。单位面积上受到的大气压力 ，就
是大气压强。
第二，可以用分子动理论的观点解释。因为气体是由大量做无规则运动的分 子组成，而
这些分子必然要对浸在空气中的物体不断发生碰撞。每次碰撞，空气分子都要给物体表面一< br>个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压。
若单 位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数
就多，因而产生的 压强也就越大。
2、人们为何感受不到大气压
地球周围包围着一层厚厚的空气，通常把这层 空气的
整体称为“大气”。它上疏下密地分布在地球的周围，总厚

度达1000 km，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体
都要受到水的压强一样 ，人在大气层内并不感受到大气的压力，这是因为人体的内外部同时
受到气压的作用且恰好都相等的缘故 。
德国马德保市市长奥托∙格里克做的马德堡半球实验证实了大气压的存在，如图19-3所
示。
3、活塞式抽水机的工作原理
如图19-4所示为活塞式抽水机的工作原理示意图。活塞式抽 水机利用活塞的移动来排
出空气，造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽水，当活塞提上时，排气阀 门A关闭，
进水阀门B打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过进水阀门进入圆筒中。当活塞压< br>下时，进水阀门B被水压住关闭而排气阀门A打开，水进入到活塞上面。再提起活塞，水压
住阀门 A，只能从测管排出。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来。

19.2.2 柱形固体压强的计算
柱形固体（如长方体、正方体、圆柱体等）的重力G=mg=ρVg=ρShg， 当它放在水平地
面上时，它对水平地面的压强p=FS=GS=ρShgS=ρgh。所以，一个或多个 实心均匀柱形
固体放在水平地面上的压强问题，可以通过p=FS和p=ρgh联合求解。
19.2.3 液体对容器底部的压力、压强与容器对水平桌面的压力、压强的计算
液体对容 器底部的压力、压强问题：通常先用p=ρgh计算压强，再用F=pS计算压力；
容器对水平桌面的压 力、压强问题，其实是固体对水平桌面的压力、压强问题：通常先用
F=G=mg计算压力，再用p=F S计算压强。
19.2.4 什么是“液柱”
对于非柱形容器中液体对容器底部的压力大小
等于“液柱”的重力大小，“液柱”是以液体底面面

积为“液柱”底面面积大小 ，以液体的深度为“液柱”高度的一个设想的柱形体，如果容器
本身是柱形的，则“液柱”等于液体的实 际形状，如图19-5（a）所示，ABCD是该容器中的
液柱；如图19-5（b）所示，EFGH是 该容器中的液柱。
19.3 例题精析
19.3.1 大气压强
例1 在物理实验中，测量大气压的仪器是（ ）
A、天平 B、弹簧测力计 C、气压计 D、量筒
【解析】测量大气压的仪器叫做气压计。气压计有水银气压计和金 属盒气压计。水银气
压计测量结果准确，但携带不方便。
【答案】C

例2 两位同学分别在甲、乙两地同时做托里拆利实验，
两地的实验结果分别如图19-6（a ）和（b）所示，则两地海
拔高度h
甲
和h
乙
相比较（ ）
A、h
甲
>h
乙
B、h
甲
乙

C、h
甲
=h
乙
D、无法比较 【解析】大气压主要是由于大气层受到重力作用产生的，
离地面越高的地方，上面的大气层越稀薄， 那里的大气压就越小。由图19-6可知，p
甲
>p
乙
，
所以乙地海 拔高度比甲地海拔高度大。
【答案】B。

例3 如图19-7所示，有一球形容 器A，里面装有某种气体，与
一个水银压强计相连，测得液面之差h为100mm。若外界大气压强为< br>760mmHg，则A中气体的压强为 mmHg。

【解析】 选OO’平面为参考平面。这时水银处于静止状态，A中气体的压强应等于外界
大气压强与h高度水银柱 压强之和。A中气体压强p
A
=p
0
+p
h
=760mmH g+100mmHg=860mmHg。
【答案】860。

例4 如图19-8 （a）所示，玻璃管内的水银柱高36cm，当大气压为多少时，管顶内侧A
点的压强大小为40cmH g？

【点拨】本题关键是对玻璃管内液片CC’进行受力分析，如图19-8（b）所示。 36cm
高水银柱的压力F
水银
=p
水银
S=ρ
水银
ghS，管内侧A点对液片CC’的压力为F
0
，大气的压力
F
0
=p
0
S，由于液片静止，即F
0
=F
水银
+F
A
。
【解答】管内侧A点压强与水银柱的压强之和应等于大气压强p（取OO’为参考平面），
0
即有p
0
=p
A
+p
h
=40cmHg +36cmHg=76cmHg。
【反思】p
A
的压强是由p
0
引 起的，p
0
是原因，p
A
是结果。此题的思维过程是一种逆向思
维。 若已经知道了结果或结论来分析产生这一结果的原因和条件，就叫做逆向思维。

19.3.2 正方体的压强
例5 甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上，它们对 水平地面的压强相等，
已知ρ
甲
<ρ
乙
<ρ
丙
。若 在甲、乙、丙三个正方体上分别放一个质量相等的铜块，则三个正
方体对水平地面的压强大小关系为（ ）
A、p
甲
乙
丙
B、p
甲
=p
乙
=p
丙

C、p
甲
>p
乙
>p
丙
D、无法判断
【解析】本题综合运用p=FS和p=ρgh解题。

由题意可 知，p
甲
=p
乙
=p
丙
，且ρ
甲
<ρ乙
<ρ
丙
，
根据p=ρgh，可得h
甲
>h
乙
>h
丙
，
此可推得：S
甲
>S
乙
>S
丙
。
正方体上放上质量相等的铜块后，
p=FS=(G
0
+G
铜
)S=G
0
S+G
铜
S=p
0
+G
铜
S
其中p
0
为p
甲
、p
乙
、p
丙
， 且p
甲
=p
乙
=p
丙
，
S为S
甲
>S
乙
>S
丙
，所以，p
甲
乙

丙
。
【答案】A。

19.3.3 液体压强的比较
例6 如图19-10（a）所示，盛有某种液体的密闭容器，上底面小，下底面大。此时，
液 体未装满。现将这个容器倒置过来，问液体对容器底面的压力和压强将怎样变化？

【解析】 显然倒置过来后，h增大，所以p增大，即压强将增大，应用F=pS来比较液
体对容器底面的压力，倒 置过来后，p增大，S减小，那么怎样比较压力F的大小呢？
根据F=pS=ρghS，其中hS表示 以容器底面为底面、以液面的深度为高的柱状液体的体
积。也就是，无论什么容器底面受到的液体压力大 小都等于由底面积和液体深度决定的液柱
的重力。即液体对地面的压力分别为如图19-10中图（b） 和图（c）所示的柱状ABCD和柱
状EFGH中液柱的重力，若容器中液体重力为G，那么G
ABCD
>G，G
EFGH
ABCD
>G
EF GH
，即压
力变小了。
【答案】液体容器底面受到的压强将增大，压力将减小。

19.4强化训练
A卷
1、大气对浸在它里面的物体的压强叫做 。
2、用气压计测得某地大气压为7.9×10Pa，那么该地水的沸点 100℃（选填“大
于”、“等于”或“小于”）。
3、人用吸管把饮料吸入口中是 作用的结果。
4、如图19-11所示，杯中装满水，用纸片盖严杯口，手按住纸片把
杯子倒 过来，放开手后，水不流出来，是 力把纸片和水给托
住了。
5、高压锅是利用增大压强，使沸点 的原理来更快地煮熟
食物（选填“升高”或“降低”）。
6、意大利科学家 用实验首先测出了大气压的值。著名的表明大气压强
存在的实验是 。
7、大气压强可以用 测量。1标准大气压为 mmHg，等于 Pa。
8、大气压随高度增加而 。液体的沸点与液面上方气压有关，压强增大，沸
点 ；压强减小，沸点 。
9、香山主峰为540m高，山下大气压为750mmHg时，山顶大气压
标准大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
10、在做托里拆利实验时，测得水银 柱高755mm，若在实验过程中保
持玻璃管不离开水银面：
（1）将玻璃管竖直上提10mm时，水银柱高度为 mm；
（2）将玻璃管竖直压下10mm时，水银柱高度为 mm；
（3）将玻璃管稍微倾斜放置时，水银柱高度为 mm。
11、如图19-12所示的容器内盛满水，由图19-12可知水对容器底部的压强是 Pa。
4

12、如图19-13所示，A、B两容器装有质量相同的水，A容 器的
底面积较大，则水对A容器底面的压强 （选填“大于”、“小
于”或“等于”）水对B容器底面的压强。
13、如图19-14所示 ，置于水平桌面上的A、B两轻质容器，底
面积相等，注入同种液体，并且液面高度相同，则液体对A容 器底部的压力 液体对
B容器底部的压力；液体对A容器底部的压强 A容器对桌面的压强（均选填“大于”、
“小于”或“等于”）。
14、如图19-15所示 ，瓶中装有一定量的水，竖直放置时如图19-15（a）所示，水对
瓶底的压强为p
A
，若将它竖直倒置，如图19-15（b）所示，水对瓶盖的压强为p
B
，且p
A< br>B
。
根据这个事实，可以得出的结论是 。

15、在如图19-16所示的三个底面积相同、形状不同的容器中装入相同质量的水， 则容
器底部受到液体压力最大的是 容器；容器底部受到液体压强最小的是 容
器； 容器底面积上受到液体压力与液体受到的重力相等。
16、做托里拆利实验时，可能使玻璃管中水银柱竖直高度变小的情况是（ ）
A、使玻璃管向上提高一些（管口不离开水银面）
B、玻璃管稍倾斜一些
C、在同一地区，把实验装置由平地拿到高山上
D、把玻璃管向下按一些
17、如 图19-17所示，两个U形管中装有水银，a管内封闭端空
气的压强为p
1
，b管内 封闭端空气的压强为p
2
，则（ ）
A、p
1
>p
2
B、p
1
2

C、p
1
=p
2
D、无法确定

18、关于液体压强和压力的说法正确的是（ ）
A、容器底面积一定时，液体受的重力大，液体对容器底的压强就一定大
B、容器底面积一定时，液体受的重力大，液体对容器底的压力就一定大
C、容器底部受到的液体的压力可能大于它所装入液体的重力
D、在水平面上放置的容器底部受到的液体的压力就等于它所装
入的液体的重力
19 、如图19-18所示，竖直放置的试管内装有水，现使其与竖直方
向成30°角放置，且将其倾斜时水 不溢出，则在此变化过程中，水对试
管底部的压强（ ）
A、变大 B、变小
C、不变 D、不能确定

20、开 口的装满水的杯子放于水平桌面，若缓慢地将一个小木块放入其中，使木块放入
后水面仍然与杯口相平， 则水对杯子底部的（ ）
A、压力和压强都增大 B、压力增大，压强未变
C、压力和压强都未变 D、压力未变，压强增大
21、如图19-19所示，置于桌面上的A、B两容器重力相等、底面积相 等。注入质量相
等的同种液体后，下列关于液体对两容器底部的压强和压力的比较中，正确的是（ ）
A、p
A
B
，F
A
B
B、p
A
=p
B
，F
A
=F
B

C、p
A
>p
B
，F
A
>F
B
D、p
A
B
，F
A
>F
B

22、如图19-20所示是两只容积相等、但高度和底面积都不相等的圆柱形容器，都 盛满
水且放在水平桌面上，下列关于两容器底面受到水的压强p和压力F的比较中，正确的是（ ）
A、p
A
>p
B
，F
A
=F
B
B、p
A
B
，F
A
B

C、p
A
=p
B
，F
A
=F
B
D、p
A
B
，F
A
=F
B

23、中华第一高楼金茂大厦的最高层距离底面约为440m。要将自来水从地面用泵压上
去，泵最小要 用多大的压强？（不考虑大气压，g取10Nkg）



24、如图19 -21所示，一只玻璃瓶重为6N，底面积为50cm，内装9N
的水，水面距瓶底30cm。求：（1 ）水对瓶底的压强和压力；（2）玻璃瓶对
水平面的压力和压强。




25、油罐里装着5.3m深的煤油，在罐壁上有2cm的小孔，用塞子塞着，塞子中心距罐
底0.3m，煤油的密度为0.8×10kgm。求：（1）煤油对塞子中心的压强；（2）煤油对塞子
的压力。



26、有一圆桶，底面积为0.25m，内盛液体 ，桶和液体总的重力为1500N。为了减少对
地面的压强，先在水平地面上放一面积为1m、重力为1 00N的正方形木板，然后把圆桶置于
木板的中央。求（1）圆桶对木板的压强p
1
； （2）木板对地面的压强p
1
。

2
2
33
2
2

27、如图19-22所示，市场上有一种圆形软塑料吸盘，把它按在玻璃上，挤出它和玻璃
之间的 空气，它就可以“吸”在玻璃上。请你利用这样的吸盘、弹簧测力计和刻度尺来估测
大气压强的数值。要 求：（1）写出操作步骤；（2）导出大气压强的计算式。





B卷
1、圆台形容器中装满水，置于水平桌面上，如图19-23（a）所示，此 时水对容器底部
的压强为p
A
，水对容器底部的压力为F
A
，将容器 倒置于水平桌面上，如图19-23（b）所示，
此时水对容器底部的压强为p
B
，水 对容器底部的压力为F
B
，则p
A
p
B
，F
A
F
B
。（均
选填“>”、“=”或“<”）
2、如果图19-23（a）的 圆台形容器中水没有装满，置于水平桌面上，将容器倒置于水
平桌面前后比较，则p
A
p
B
，F
A
F
B
。（均选填“>”、“=”或“<”）

3、如图19-24所示，两 个完全相同的容器A和B，置于水平桌面上，分别倒入水和酒
精，并使两种液体液面相平，则此时液体对 容器底部的压强为p
A
p
B
，液体对容器底部
的压力为F
A
F
B
。（均选填“>”、“=”或“<”）
4、如果在图19-24所示容器中，装 入质量相等的水和酒精，则此时液体对容器底部的
压强为p
A
p
B
，液体对容器底部的压力为F
A
F
B
。（均选填“>”、“=”或“<”）

5、如图19-25所示 ，三个容器中分别装入三种液体，它们对容器底部的压力相等，则
液体质量最大的为 ，最小的为 。


6、如图19-26所示，粗细均匀并相同的 两只试管，装入质量相同的不同种液体，比较
液体对试管底部的压强大小，则（ ）
A、试管A大 B、试管B大
C、两管一样大 D、条件不够，无法判断
7、做托里拆利实验时，玻璃管倾斜后，玻璃管中水银柱的长度和高度会（ ）
A、都变大 B、都不变化
C、长度边长，高度不变 D、长度不变，高度变小
8、用托里拆利实验测大气压强时，下列各因素中与测量结果有关的是（ ）
A、当时的天气情况 B、做实验用的玻璃管的粗细
C、做实验用的玻璃管的曲直 D、做实验时玻璃管放置是否竖直
9、下列各现象中，不是利用大气压强的是（ ）
A、用抽水机把水从低处抽到高处 B、用自来水笔吸墨水
C、用吸管吸饮料 D、自行车轮胎充足气后，骑起来轻快
10、有一种砖的密度为2.5×10kgm，能承受的压强为 2.45×10Pa。若将这种砖整齐
地堆放在能承受2×10Pa的水平地面上，求这种砖最多能堆的 高度。


6
335

11、一潜水艇潜入海水50m深处，求一个面积为2m的舱盖上受到的海水的压力（海水
的密度为 1.03×10kgm）。






12、一只底面积为0.01m的盛水烧杯放在面积为1.4m的水平桌面上，烧杯和所盛水的
总重 力为11N，烧杯高为0.12m，杯中水深为0.1m。求：（1）杯底受到水的压强；（2）杯底
受 到水的压力；（3）桌面受到盛水烧杯的压强。





13、重为2N、底面积为1×10m的薄壁圆柱形容器内装有水，放在水平桌面的中央，
若容器中重 为12N。（1）求容器中水对容器底部的压强；（2）若在容器中轻轻放入一个物块，
物块排开水的体 积为2×10m，问水对容器底部压强变化的范围是多大？


-43
-22
22
33
2

强化训练答案
A卷
1. 大气压强 2. 小于
3. 大气压 4. 大气压
5. 升高 6. 托里拆利，马德堡半球实验
7. 气压计，760，1.01×10 8. 减小，升高，降低
9. 小于 10. 755，755，755
11. 1960 12. 小于
13. 等于，大于 14. 同种液体，深度越大，液体产生的压强越大
15. A，C，B
16. C 17. B 18. C 19. B 20. C 21. A 22. D
23. 4 400 000Pa 24. 2940Pa，14.7N，15N，3000Pa
25. 39200Pa，7.84N 26. 6000Pa，1600Pa
27. （1）操作步骤：（a）用刻度尺测量出吸盘的直径D ；（b）把吸盘吸在洁净的玻璃或其
他光滑平面上；（c）用弹簧测力计勾在吸盘背部的挂钩，沿垂直于 玻璃方向拉吸盘，记下吸
盘脱离玻璃时的最大读数F；
（2）吸盘面积S=π（D2），大气压强p=FS=4F(πD)

B 卷
1. =，<
2. >，<
3. >，>
4. =，=
22
5

5. 硫酸，盐水
6. B 7.C 8.A 9.D
10. 10m
11. 1 009 400N
12. （1）980Pa；（2）9.8N；（3）1100Pa
13. （1）1200Pa；（2）0~196Pa