大气压强 流体压强与流速的关系讲义
文明家庭-幼儿园科学育儿知识
大气压强 流体压强与流速的关系
一、概念:
大气对浸在它里面的物体的压强
叫做大气压强,简称大气压,一般用p
0
表示
。说明:“大气压”与“气压”(或部分
气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分
气体压强。高压锅外称大气压。
二、产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
三、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
☆
测得马德堡半球实验直径
30cm
则马德堡半球上受到得压力约多大
。
2
解:半球表面积S=πr=3.14×
2
2
=0.707 m
30X10
-
m
2
F=p
0
S=1.01×10
5
Pa×0.707
m
2
=7.14×10
3
N
☆
提供器材:塑料吸盘、刻
度尺、弹簧测力计、玻璃,请说明测量大气压的方法及大气压的表达
式。
解:①用刻度尺测出塑料吸盘的直径D
②把塑料吸盘内的空气全部挤压出来吸到玻璃上,用
弹簧测力计拉吸盘,记下拉开时测力计的
最大读数F
③则p=4FπD
2
解释现象:鸡蛋将被吞入瓶中。原因:点燃棉花使瓶中空气烘热,放上鸡蛋后,随着被封闭在瓶中
的气体降温,压强逐渐减小,当瓶内压强小于大气压时,大气压将鸡蛋压入瓶中。
四、大气压的实验测定:
托里拆利实验。
1、实验过程: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
管口的手指后,管内水银面下降一些就不在
下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
2、原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取
一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。
即向上的大气压=水银柱产生的压强。
3
、结论:大气压p
0
=760mmHg=76cmHg=1.01×10
5
P
a(其值随着外界大气压的变化而变化)
4、说明:
⑴
实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结
果偏小。
⑵ 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
⑶
将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
5、标准大气压:
支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×10
5
Pa
2标准大气压=2.02×10
5
Pa,可支持水柱高约20.6m
五、大气压的特点:
1、特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大
气压强都相等。大气压
随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,
晴天大气
压比阴天高,冬天比夏天高。
2、大气压变化规律研究:能发现什么规律?
① 大气压随高度的增加而减小。
②
大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢
六、测量工具:
1、定义:测定大气压的仪器叫气压计。
2、分类:水银气压计和无液气压计
3、说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
七、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
八、沸点与压强:
1、内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
2、应用:高压锅、除糖汁中水分。
九、液体和气体统称流体
十、
流体压强与流速:在流体中流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
一、选择题
1、如图所示,a、b两个不同的实心圆柱体,放在水平地面上,它们对地面的压
强相等,则下列判
断正确的是( )
A、a的密度大,受到的重力大
B、a的密度小,受到的重力小。
C、a的密度小,受到的重力大
D、a的密度大,受到的重力小。
2、如图所示,质量相同的甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面
上。若分别沿竖直方向截去厚
度相等的部分后,则剩余部分对水平地面的压强p
甲
和p
乙
的关系为 ( )
A、p
甲
<p
乙
B、p
甲
=p
乙
C、p
甲
>p
乙
D、以上都有可能。
甲
乙
3、甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知ρ甲 < ρ乙。若在两
个正方体的右
侧,沿竖直方向截去相同质量的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系中正确的是(
)
A. p甲 < p乙 B. p甲 = p乙
C. p甲 > p乙 D. 无法判断
6、如图两个实心圆柱体放置在水平地面上,沿水平方向分别截去其上部相同高度后,剩余
部分对水
平地面的压强相等,则他们原来对水平地面的压强关系 ( )
A、
p
甲
= p
乙
B、 p
甲
> p
乙
C、 p
甲
<
p
乙
D、 不能确定
5、如图
所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放置在水平桌面上,已知距容器底部h处A、B两点所受液体的压强p
A
和p
B
相等,则两容器底部所受液体压力F
甲
、F
乙
和压强p
甲
、p
乙
的关系是( )
A
F
甲
F
乙
,p
甲
p
乙
。
C
F
甲
F
乙
,p
甲
p
乙
。
6、(08青岛)试管中有一段被水银柱密封的空气柱,将此试管分别如图
压强为P,大气压为P
0
,则满足P<P
0
的是:
A、甲
B、乙 C、丙 D、乙和丙。
所示旋转,若空气柱的
B
F
甲
=F
乙
,p
甲
p
乙
。
甲
D
F
甲
F
乙
,p
甲
=p
乙
。
A
h
B
乙
7、下列现象中不属于应用大气压的是(
)
A. 塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服。
B. 纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒。
C. 用吸管吸敞口瓶中的饮料。
D. 用注射器能把药液注射到肌肉里。
8.你
是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风
严重变形。下列有关这一现象及其解释
,正确的是
A.伞面被向下“吸” B.伞上方的空气流速大于下方
C.伞上方的空气流速等于下方 D.伞上方的空气流速小于下方
二.填空题
1,有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图6所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面
呈弧形凸起,
当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度
(选填“大”或“小”),此时,上方空气压强比
下方空气压强
(选填“大”或“小”),这样,“气流偏导器”受到一个向
(选填““上”或“下”)
的压力差,从而使车轮抓紧地面。
2.生活处处有物理,留心观察皆学问. 厨房中也包含着很多物理知识.
如:抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气
体的流速大,压强
,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出.
3.如图20所示,把一张半卷着的硬纸片摆放在
桌子上如果使劲吹一下它的下面,可以发现硬纸片不会翻转过去并紧贴
在桌面上.这是因为流体的压强与
流体流动的 有关,吹出的气使硬纸片下面空气的压强
(选填“变大”、
“变小”或“不变”).
4.两个相同的圆柱形容器分别装有水和酒精,甲、乙两个
小球分别浸没在水和酒精中,此时液体对两容器底部的压强
相等。若不计液体损耗,分别取出小球后,水
和酒精各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积__小于_乙球的
体积;两容器中,水的质量_
__等于_______酒精的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
三.实验题
21、小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的
是
。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后
水平向右慢慢
拉动注射器筒,当注射器中的活塞
时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
吹来,伞面可能被“吸”,
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为________cm,计算得到活塞的横截面积为____
____cm
2
。
(4)计算得到大气压强的数值为________Pa。 (5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因
素有
(请写出两条)____________________________
____
__________________________________________________
________。
四.计算题
1.一个底面积为25cm的圆柱形容器放在水平桌面上,
高为30cm,重为4N。向容器中倒入500mL的某种液体后,容
器和液体共重7.92N。求:(
1)液体的密度;(2)液体对容器底的压强;(3)容器对桌面的压强。
3.有一只两端都开口的直玻璃管,用一个很轻
、面积比玻璃管口的横截面积稍大的塑料片挡住玻璃管的下端口,插
入水中10cm深处(水不漏人管中
),如图7-35所示。若向管内缓慢地倒入密度为0.8×10kgm的酒精,当管内酒精的
高度为何
值时,塑料片恰好下落?
图7-35
33
2