中考物理专题复习 大气压强 流体压强与流速的关系学案
校运会解说词-吉林教育考试院
大气压强 流体压强与流速的关系
一、目标与策略
明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件,要做到心中有数!
学习目标:
知道大气压及产生原因,了解大气压的变化及其应用掌握测量大气压的方法。
初步了解流体压强与流速的关系,知道飞机升力产生的原因。
重点难点:
重点:大气压强、大气压强的测量;流体压强与流速的关系。
难点:大气压强的测量,大气压强的变化;飞机的升力。
学习策略:
联系生活实际,加深理解此知识点。
二、学习与应用
“凡
事预则立,不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习
(一)压强
的定义式: ;
(二)液体压强的公式
。
知识点一:大气压的产生
(一)概念:大气对其中的物体产生的
叫做大气压强简称大气
压,历史上能证明大气压存在的最著名的实验是
实验。
(二)产生原因:空气受 作用。
(三)特点:空气和液体一样,具有 性,所以大气压内部向
方向都有压强。
(四)单位:国际单位是 ( )。
常用单位还有毫米汞柱(mmHg),厘米汞柱(cmHg),标准大气压(atm)
1标准大气压= mmHg= cmHg=
Pa。
例1.赵晶和王霞两同学讨论大气压的应用,举出了下列四种事例,其中
不属于利用大
气压的事例是( )
A.把吸盘式挂衣钩贴在墙上后,可以挂衣服
B.用力压打气筒的活塞,把气体压进轮胎中
C.茶壶的盖上留一个小孔,水才容易倒出来
D.用胶头滴管吸取药液
解析:
答案:
知识点二:大气压强的测量
(一)托里拆利实验法
大气压强的数值不是确定不变的,要随各种因素的变化而变化。历史
上
实验第一次测出了大气压的数值。
实验过程:
如图所示,取一根长约
的一端封闭的
玻璃管,首先将管中灌满水银,用食指堵住开口一
端把管
在水银槽里的水银中,松开食指,管内
水银面下降,下降到一定高度就不再下降了。
托里拆利实验是将大气压强转化为 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
cm高的水银柱,大气压强跟76cm高的水银柱产生
的压强相等。
通常把等于
高的水银柱产生的压强的大气压叫做标准大气压。
根据液体压强公式
p
hg13.610
3
kgm
3
0.76m9.8Nkg1.013
10
5
Pa
。
在托里拆利实验中,管内上方是
,管内水银柱的高度只随
的变化而变化,和管的 、倾斜
、管的 及将玻璃
管 等因素无关,只与水银柱的
有关。
(二)气压计测量法
(1)气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)常见的气压计: , , 是
在托里
拆利管的旁边设置一根与玻璃管平行的刻度尺,当外界大气压变化时,从
刻度尺上直接读
出管内水银柱的高度。
的测量结果较准确,但携带不方便。
实际应用中经常使用 ,也叫 气压计,它的主要
部分
是一个被抽成真空的,表面是波纹状的金属盒,用弹性钢片向外拉着
金属盒,弹性钢片与指针相连。当外
界大气压发生变化时,金属盒的凸凹
程度就发生变化,通过弹性钢片带动指针转动,指示大气压的数值。
计携带方便,但测量结果不够准确。
例2.在托里拆利实验中,下列哪种情况会对测量结果产生影响( )
A.往水银槽内多加水银
B.将玻璃管稍微倾斜一些
C.换用内径粗一些的玻璃管做实验
D.玻璃管中混进少许空气
解析:
答案:
知识点三:大气压的变化
(一)大气压随高度的升高而降低。
由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的
升高而
,由于大气层密度变化是 的,因此压强随高度
的变化也是
的。
(二)天气、气候影响大气压:
一般来说冬天的气压比夏天
,晴天的气压比阴雨天
的 。温度升高、气压 ,大气越潮湿,气压
。
知识点四:抽水机
抽水机:抽水机又叫水泵,是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。
(1)活塞式抽水机:又叫
抽水机,如图所示,
是利用活塞的移动排出管里的空气,造成内外
差,
从而使水在大气压作用上升的。
(2)离心式抽水机,在启动前先
,排出泵壳内
的 ,使泵内中心部分压强 外界大气压
强。
当启动后,叶轮在动力机带动下高速旋转,泵壳内的
水随叶轮高速旋转,被甩入出水管。
知识点五:流体压强与流速的关系
(一)流体:
物理学中把具有
统称为流体,如空气、
水等。
(二)流体的压强:
前面学过的液体的压强与大气压
强,它们是流体静止时的压强,流体
流动时也有压强,此时的压强叫流体的压强。
(三)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
,流速小的地方压强 。
(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 ,流速小的地方压强 。
总结结论:
在气体和液体中,流速大的地方压强 ,流速小的地方压
强
。
知识点六:飞机的升力
(一)飞机的机翼与空气流动速度
飞机的机翼一般做成上 下 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。
(二)升力的产生
从机翼上方流过的空气通过的路程 ,速度
,从机翼
下方通过的空气通过的路程 、速度
;于是空气对机翼上
表面的压强 ,对下表面的压强
,机翼上下表面所受压力
差的方向 ,这个压力差就叫“举力”,又叫飞机的“升力”,
飞机
起飞前要在跑道上加速滑行一段距离,直升飞机起飞前螺旋桨要高速旋转
一段时间,两者都
是为了获得较大的升力以升上高空。
(一)基础知识
例1.如图所示是利用水银气压计测量不同高度的大气压数值
(1)认真分析可知:大气压的变化规律是________________。
(2)由于
不同高度的大气压是不同的,这就给人们一个启发:那就
是可以将水银气压计改装成一个______
,如果我们在武当山的金顶上
测得的大气压是83.6kPa,则金顶的海拔高度大约是______
m。
(3)如果在金顶上烧开水,则水沸腾的温度将______
100℃。(填
“高于”“等于”“低于”)
解析:
答案:
总结升华:
。
举一反三:
青藏铁路已全线贯通,已经投入运营的高原列车有完善的供氧系统
和
完备的医疗系统,这样做是因为( )
A.高原空气稀薄,大气压强小
B.高原空气稀薄,大气压强大
C.高原空气稠密,大气压强小
D.高原空气稠密,大气压强大
解析:
答案:
(二)综合运用
例2.阅读理解题
黑龙江《生活报》2003年5月2日在头版报道了这样一条科技新闻:
由哈尔滨工业大学机
电工程学院和哈尔滨医科大学的五位科研人员,
研制出一间微型非典隔离监护室。这种隔离监护室最突出
的设计特点就是
室内用负压原理设计(室内的气压比室外的气压低一些)。室壁设有进气孔
和抽
气孔,这样,不但能为室内提供新鲜空气还可以利用真空泵将病人呼
出的携带病毒的气体抽出去……
看过报道后,结合非典SARS病毒通过空气扩散而造成交互传染的特
点,运用物理知识回答:
(1)微型非典隔离室形成相对低压的作用是什么?
(2)针对非典,隔离室为保护医护人员
和医院周边群众的安全及为
方便医护人员对非典病人的观察和护理,从物理学的角度还应采取哪些合理措施?(提出一条即可)
答案:
总结升华:
。
举一反三:
用如图所示的水杯盛水,经常会遇到这样的情况,往
杯里装大半怀热水,
拧紧杯盖,经过较长的一段时间后,
杯盖会很难拧下来。
(1)简要回答产生这一现象的原因。
(2)请设计两种找开杯盖的方法,并说出每种方法
用到的物理原理(不能损坏杯子)
解析:
答案:
例3.为精确测量世界屋脊——喜马拉雅山的高度,2005年中国科学院组
织科考
队利用现代测量技术对喜马拉雅山主峰顶进行重新测量,测量考查
中,科考队员们戴着墨镜,身穿防寒羽
绒服,背着氧气瓶,手拿尖头冰镐,
脚蹬防滑靴,他们不畏艰难险阻,克服重重困难,终于在5月下旬完
成了
测量任务,根据以上情景,请你提出两个问题并从物理学角度加以简答。
例:问题:科考队员为什么要使用尖头的冰镐?
简答:使用尖头冰镐,可以增大对封冻雪地压强。
问题1:________________
简 答:________________
问题2:________________
简 答:________________
解析:
答案:
总结升华:
。
举一反三:
盛夏时分,“小问号”王欣同学在打开冰箱取饮料时,突然脑海里浮出
一
个问题:为什么每次开冰箱门都比较费力?通过仔细观察他发现打开冰
箱门时,冰箱里的冷空气出来,外
面的热空气进去,冰箱门重新关上后,
就将这部分热也关在了里面,冰箱内热空气冷却收缩,压强减小,
王欣判
断这应该是开冰箱门费力的一个原因,若冰箱门长为0.6m,宽为0.5m,冰
箱外的
气压为
110
5
Pa
,设冰箱内部与外部的气压相差
11000<
br>,求
(1)箱内气体压强是多少?
(2)冰箱内、外气体对门的压力各是多少? <
br>(3)冰箱门受到内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力大
小(
g10Nkg
)
解析:
答案:
(三)流体压强与流速的关系
例4.如图是家用煤气灶
灶头的示意图,使用时打开煤气
阀门,拧动点火装置、煤气和空气在进口处混合并流向燃
烧头被
点燃,煤气不会从进口处向空气中泄漏的原因是
( )
A.进口处煤气的流速小,压强大于大气压强
B.进口处煤气的流速小,压强小于大气压强
C.进口处煤气的流速大,压强大于大气压强
D.进口处煤气的流速大,压强小于大气压强
解析:
答案:
总结升华:
。
举一反三:
把一个乒乓球放在倒置的漏斗中间,如图所示,对漏
斗吹气,乒乓球会掉下来吗?为什么?
解答:
探究园地
例1.如图所示是
利用一端封闭的玻璃管探究气体体积与
压强关系的实验装置图,实验时,用水银在管内封入
一定
质量的气体,将试管倒插在水银槽中,使管内外
水银面相等,此时管内空气柱的长度为4cm,每向上<
br>提起玻璃管时,管内水银面升高空气柱增长,并作相
应测量,下表是该同学在实验过程中记录的部
分数
据。(在实验过程中温度保持不变,外部压强始终为
p
0
76cmHg
,托里拆利管的横截面积为2cm
2
)
(1)第3次遗漏的数据应为___
_____cm
3
,第4次遗
漏的数据为________
c
m
。
(2)通过对上面实验数据的分析,可得出一个结论:
一定质量的气体,温度不
变时,________________
实验次数 1 2 3
空气柱长度
hcm
空气的体积
Vcm
管内外液面差
hcm
气体压强
pcmHg
解析:
答案:
例2.请你阅读下面的文章:
小丽在研究一定质量的气体的压强时,想到了这样一
个
问题,如果使这些气体的体积保持不变,它的压强会不
会随着温度的变化而变化呢?针对这一问题,她经
过思考,
提出了两种猜想:①这些气体在体积不变时,温度越高,
压强越大;②这些气体在体积
不变时,温度越高,压强越
小。
究竟哪一种猜想是正确的呢?小丽进行了如下的实
验
:在烧瓶中封入一定质量的某种气体,烧瓶的一端连接
在压强计上,将烧瓶放入水中,通过温度计可以测
得水的
温度,也就是瓶中气体的温度(如图)。给水槽中的水加热,
通过不断调整压强计以保持
瓶中的气体体积不变,并通过
温度计和压强计每隔一段时间记录瓶中气体的温度值及相
应的压强
值。经过一段时间、实验数据记录如下:
3
1
4
16
32
4
8
0
P
0
16
3
32
3
8
38 19
3p
0
4
p
0
2
p
0
4
气体的温度
(℃)
气体的压强
(Pa)
20
30 40 50
…
…
…
…
1.010
5
1.0310
5
1.0710
5
1.110
5
小丽对上述数据进行了归纳分析,看出了在这种情况
下气体的压强与温度的某种关系。
小丽经过进一步思考,得出了一个初步结论,并验证
了自己其中一种猜想是正确的,根据你刚才的阅读
,请回
答下列问题:
(1)小丽得出的结论是什么?
答:一定质量的气体,在________保持不变时
________。
(2)在
夏天,小宁将自行车车胎中的气打得足足的,
准备出去游玩,路上遇到同学小周,于是他就将自行车停<
br>放在烈日下,与小周聊天。正聊到兴头上,猛听到“砰”
的一声巨响,车胎爆裂!这是怎么回事?
请你用刚才探究
的结论解释一下。
(3)小丽探究出的这个结论在日常生活中有何应
用?请举一例。
(4)小丽是按照怎样的思维程序进行探究活动的?
答:________→_______
_→________→________→
________。
答案:
例3.已知1标准大气压的值约为
1.010
5
Pa
,小明同学想通过实验探究
大气压究竟有多大,他设计的方案是:
将沾水的塑料挂钩的
吸盘按在光滑水
平桌面上,挤出里面的空气,用弹簧
测力计钩着挂钩缓缓往上拉,直到吸
盘脱离桌面记录刚刚拉脱时弹簧测力
计的读数,这就是大气对吸盘的压力,
再设法测出吸盘与
桌面的接触面积,然后算出大气压(如
图所示)。他选择的实验器材是:量程为5N的弹簧测力计,底面积为
5cm
2
的吸盘。
(1)种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的
方法的原理是________。
(2)如果上述实验方案可行,小明同学选择的器材
能否测出大气压值?请你进行分析和评估。
答案:
例4.新建的广场喷泉引起了同学们的好奇:喷水时,“泉水”中央有一颗颗大的石球不停地翻滚,这是怎么回事?
同学们有种种猜测,小玲联想所学到的知识
,意识到这个
问题可能跟“流体压强与流速的关系”等方面的知识有关,
她与同学们反复讨论,
设计了一个模拟实验获得成功。
实验器材:圆珠笔杆、乒乓球、软管、自来水等。
实验步骤:
(1)取圆珠笔杆作为喷管,通过软管接在自来水龙头
上,打开龙头,自
来水从笔杆尖顶竖直向上喷出水来。
(2)将乒乓球放到水束上方,观察乒乓球的情况。
观察结果:多次实验表明,乒乓球能稳定地在水束上方旋
转。
分析讨论:
(1)球能稳定在水束上方某一位置,是因为它在竖
直方向受到________作用的缘故;球在水束
上方旋转,
是由于水对球左右两侧向上的推力不相等,从图中球的
旋转情况看,此时水束对球左
侧向上的推力________右
侧(选填“大于”或“小于”),根据你的思考,在多次
实验
中,每次乒乓球旋转的方向________(选填“一定相
同”,“一定不同”或“不一定相同”)
(2)如图所示,水束偏向左边的多,球为什么没有
向右远离而下落呢?这是因为,左侧水的流
速________右
侧水的流速导致左侧水的压强________右侧水的压强,使
球在水
平方向能维持平衡。(选填“大于”或“小于”“等
于”)
解析:
答案:
三、总结与测评
课后复习是学习不可或缺的环节,它可以帮助我们巩固学
习效果,弥补
知识缺漏,提高学习能力。要想学习成绩好,总结测评少不了!
规律方法
(一)基本概念
(1)大气压:大气压对浸在它里面的物体产生的压强。
(2)标准大气压:1标准大气压= mm水银柱
产生的压强=
Pa
(3)气压计:测量大气压的仪器常见的
有: , 。
(4)流体:流动的 都可以统称为流
体。
(二)基本规律
(1)大气压随高度的变化规律:
大气压随高度的增大而
。
(2)流体压强与流速的关系:
在气体和液体中,流速越大的位置压强越
,流
速越小的位置压强越 。
(三)基本原理
飞机的升力:气流通过飞机机翼上、下表面的流速不
同,通过上表面的流速
,压强 ,通过下表
面的流速 ,压强 。
成果测评
现在来检测一下学习的成果吧!请到网校测评系统和模拟考试系统进行相关知识点的
测试。
知识点:大气压强 流体压强和流速的关系
测评系统分数: 模拟考试系统分数:
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学完本节知识,你有哪些新收获?总结本节的有关习题,将其中的好题及错题分类整
理。
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习题整理
好题
题目或题目出处 所属类型或知识
点
分析及注意问题
错题