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文檔簡(jiǎn)介
1、天氣與氣候授課主題天氣與氣候一授課日期及時(shí)段教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)大氣層;氣溫;大氣的壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí)思考:我們?nèi)嗽诤粑辉?,雨,雪等現(xiàn)象的發(fā)生;飛機(jī)在空中飛行,它們都與什么有關(guān)?簡(jiǎn)答:這都與大氣有關(guān)。 歸納:地球周圍被一層很厚的空氣包圍著,它一直延伸到3000千米的高空(主要集中在1000千米的高度)。包圍地球的空氣層叫大氣層,空氣也叫大氣。與地球的半徑相比,大氣層顯得很薄,但它對(duì)地球卻非常重要。它不僅是維持生物生命所必需的,而且參與地球表面的各種過(guò)程,如水循環(huán)、化學(xué)和物理風(fēng)化、陸地上和海洋中的光合作用及腐敗作用等,各種波動(dòng)、流動(dòng)和海洋化學(xué)也都與大氣活動(dòng)有關(guān)。補(bǔ)充:大氣的成分:由氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、稀?/p>
2、氣體、臭氧、水蒸氣以及懸浮在其中的固體雜質(zhì)等物質(zhì)組成。討論:如果沒(méi)有大氣,地球會(huì)變得怎樣?提示:地球?qū)⒆兊煤驮铝帘砻嬉粯樱瑳](méi)有天氣變化,沒(méi)有聲音,易受隕石的侵襲,溫度日較差增大等。大氣的作用: 1. 保護(hù)地球,如避免流星的襲擊2. 大氣中的各種氣體,都是人類不可缺少的資源(舉例:氧氣是進(jìn)行生命活動(dòng)必需的氣體;二氧化碳是光合作用的重要原料)3. 臭氧層能保護(hù)地面上的生物免受太陽(yáng)紫外線的傷害4. 水蒸氣能成云致雨思考:你有沒(méi)有去過(guò)黃山等著名山脈旅行,在爬山時(shí),你越往高處爬,你會(huì)覺(jué)得越冷嗎?為什么呢?回答:大氣溫度垂直分布知識(shí)點(diǎn)1:大氣層大氣溫度的垂直分布圖特點(diǎn):1. 大氣溫度的變化范圍約在84-2
3、500之間。2. 在85千米以上,大氣的溫度呈逐漸上升趨勢(shì)(想一想為什么?太陽(yáng)輻射強(qiáng))。3. 在012千米、5585千米之間氣溫隨高度的增加而降低4. 在1255千米之間,氣溫隨著高度的增加而升高。1)思考:神舟七號(hào)和三位航天員從地面進(jìn)入太空(遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約340千米)的過(guò)程中,所經(jīng)過(guò)的大氣層的氣溫怎么變?回答:先下降,然后上升,再下降,最后上升。2)思考:根據(jù)大氣溫度垂直分布特點(diǎn),說(shuō)說(shuō)哈勃望遠(yuǎn)鏡(約600千米高空)的外面為什么要穿一件銀白色的“外衣”?回答:因?yàn)樵?5千米以上的高空,大氣的溫度呈逐漸上升趨勢(shì)。因而在600千米的高空,大氣溫度會(huì)較高,銀白色的金屬外殼可以反射熱輻射,避免高溫下外殼
4、熔化。大氣的分層:1)分層依據(jù):大氣的溫度、密度和物質(zhì)組成等特點(diǎn)(大氣溫度在垂直方向上的變化是我們對(duì)大氣進(jìn)行分層的主要依據(jù))。2)五層:對(duì)流層、平流層、中間層、暖層、外層。層序高度溫度分布特點(diǎn)對(duì)流層平流層中間層暖 層外層0至17千米17至50千米50至80千米80至500千米500千米之外隨高度升高而降低隨高度升高而升高隨高度升高而降低隨高度升高而升高是地球大氣與宇宙的過(guò)渡層1000千米以上,大氣變得十分稀薄,密度很小。5000千米以外,大氣已接近真空。3)各層大氣的特征例題1. 大氣主要集中在地面以上的 ( )A. 1000千米左右的高度內(nèi) B. 2000千米左右的高度內(nèi)C. 3000千米左
5、右的高度內(nèi) D. 1500千米左右的高度內(nèi)解析:此題考查大氣層的基本概念。大氣是指包圍在地球表面并隨地球旋轉(zhuǎn)的空氣層,它主要集中在地面以上1000千米左右的高度內(nèi)。答案:A例題2. 在85千米以上, 大氣溫度的變化是呈 ( )A. 迅速上升的趨勢(shì) B. 逐漸下降的趨勢(shì) C. 逐漸上升的趨勢(shì) D. 平穩(wěn)的趨勢(shì)解析:此題考查大氣各層的溫度變化特征。在85千米以上,大氣的溫度呈逐漸上升的趨勢(shì)。答案:C例題3. 如果地球上沒(méi)有大氣,那存在的是( )A. 火山噴發(fā) B. 碧海藍(lán)天 C. 狂風(fēng)暴雨 D. 雷電交加解析:此題考查大氣的重要性,如果沒(méi)有大氣,地球上將沒(méi)有天氣變化,沒(méi)有聲音等。而火山爆發(fā)是由于地
6、殼運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的,仍將存在。答案:A例題4. 發(fā)射的“神舟七號(hào)”中的宇航員將穿著宇航服走出飛船船艙,進(jìn)行“太空行走”。根據(jù)太空環(huán)境,在下列功能中,控制溫度、濕度;供給氧氣;控制氣壓、抗射線輻射;收集雨水;無(wú)線通訊;與外界氣體交換,宇航服應(yīng)具備的是( )A. B. C. D. 解析:此題考查太空環(huán)境中宇航員需要的設(shè)備,在沒(méi)有大氣的情況下,宇航員需要控制溫度、濕度;供給氧氣;控制氣壓、抗射線輻射;無(wú)線通訊。答案:C例題5. 關(guān)于大氣層的氣溫特點(diǎn),下列各圖中表示不正確的是( )解析:此題考查大氣各層的溫度變化特征。答案:C例題6. 關(guān)于大氣各層及其相關(guān)作用之間的連線,正確的是 ( ) 對(duì)流層氣溫隨高度
7、增加而降低 電離層地球生命的保護(hù)傘 臭氧層反射無(wú)線電波 平流層氣溫隨高度增加而升高 A. B. C. D. 解析:此題考查大氣各層的特征答案:C知識(shí)點(diǎn)2:對(duì)流層對(duì)流層的特點(diǎn)1. 對(duì)流層是大氣的底層。2. 在兩極和赤道地區(qū)的厚度不同。兩極厚度約8千米,在赤道增大到1718千米。3. 對(duì)流層集中了地球四分之三的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)。4. 對(duì)流層最顯著的特點(diǎn)有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。對(duì)流的形成:熱的地方空氣的垂直運(yùn)動(dòng)呈上升,而冷的地方空氣的垂直運(yùn)動(dòng)呈下降,形成了空氣的對(duì)流。思考:想一想對(duì)流層的溫度特點(diǎn),對(duì)形成對(duì)流有利嗎? 結(jié)論:對(duì)流層的溫度特點(diǎn)是氣溫隨高度的增加而降低,有利于對(duì)流的形成。所以,
8、顯著的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和充足的水汽,使對(duì)流層的天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變,云、雨、雪和雷電等主要的天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。對(duì)流層的各種天氣變化影響著生物的生存和行為,對(duì)流層是大氣層中與人們生活和生產(chǎn)關(guān)系最密切的一層。拓寬思考:制冷空調(diào)應(yīng)該怎樣裝?冷藏室的冷凝管為什么要安裝在冷藏室的上部? 回答:形成對(duì)流,達(dá)到制冷效果。還有空調(diào)、北方的暖氣管。例題1. 對(duì)流層集中了地球大氣質(zhì)量的 ( )A. 1/2 B. 3/4 C. 2/5 D. 1/3解析:此題考查對(duì)流層的基本特點(diǎn),對(duì)流層集中了地球四分之三的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)。答案:B例題2. 云、雨、雪、雷電等復(fù)雜的天氣現(xiàn)象都發(fā)生在 ( )A. 平流層 B
9、. 對(duì)流層 C. 暖層 D. 外層解析:顯著的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和充足的水汽,使對(duì)流層的天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變,云、雨、雪和雷電等主要的天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。答案:B例題3. 受對(duì)流運(yùn)動(dòng)的影響,冷的地方空氣的垂直運(yùn)動(dòng)呈 ( )A. 下降 B. 上升 C. 水平 D. 靜止解析:熱的地方空氣的垂直運(yùn)動(dòng)呈上升,而冷的地方空氣的垂直運(yùn)動(dòng)呈下降,形成了空氣的對(duì)流。答案:A天氣:短時(shí)間內(nèi)近地面的大氣溫度、濕度、氣壓等要素的綜合狀況稱為天氣。例題1. 下列不屬于天氣現(xiàn)象的是 ( )A. 刮風(fēng) B. 下雨 C. 風(fēng)化 D. 雷電解析:短時(shí)間內(nèi)近地面的大氣的綜合狀況稱為天氣,而風(fēng)化是一種物質(zhì)變化過(guò)程。答案:C知識(shí)點(diǎn)3:大氣
10、壓大氣壓的存在 1. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象:器材:一杯水(染成紅色),一個(gè)空杯,一個(gè)膠頭(或橡皮套),一根玻璃管(兩端開(kāi)口,粗細(xì)均勻,長(zhǎng)20cm,內(nèi)徑約510mm均可)演示及分析過(guò)程:1)出示玻璃管,將空杯置于管的正下方,然后向管內(nèi)倒水,可看到水從管底流出。2)左手拿管,并且用食指緊緊堵住玻璃管的下端,仍然向管內(nèi)注入水,至滿。提問(wèn):為什么水不會(huì)從下面流出?因?yàn)楣艿妆皇种付伦×?。由于管底被手指堵住,所以手指?duì)管內(nèi)的水產(chǎn)生向上的壓強(qiáng),支承住了水柱。思考:若此時(shí)將管倒拿,使其開(kāi)口端朝下,水會(huì)不會(huì)流出? 3)左手拿管不變,同時(shí)用右手中指抵住玻璃管的上口,然后將管倒置,(倒置過(guò)程中,手指不要松開(kāi))。4)移開(kāi)右
11、手指,使下面的管口露出。這時(shí)可見(jiàn)紅色水柱并沒(méi)有流出來(lái)! 思考:雖然我們看不見(jiàn)管口有物堵住它,但管口附近是不是任何物體都沒(méi)有呢?分析:有空氣存在。在管口四周存在著我們看不見(jiàn)的大量空氣,這些氣體起到了手指的作用,堵住了管口。這說(shuō)明了這些大氣對(duì)管底的水面有向上的壓強(qiáng),支承著水柱。說(shuō)明:因?yàn)榇藭r(shí)管內(nèi)的水只有下面受到了大氣壓強(qiáng)的支承作用,所以很難流出,但如果同時(shí)有大氣作用在管的上水面,那么上、下作用的氣壓相互抵消,水就會(huì)在重力作用下流出來(lái)。實(shí)驗(yàn)證明大氣壓強(qiáng)確實(shí)存在。 2. 分析以下現(xiàn)象:玻璃杯裝滿水用紙片擋住,倒立玻璃杯,紙片不脫落,說(shuō)明向上有大氣壓. 將剝了殼的熟雞蛋塞住剛燒過(guò)酒精棉球的廣口瓶口,很快
12、雞蛋就被壓進(jìn)廣口瓶中,說(shuō)明向下有大氣壓. 向左、向右也有大氣壓,例如:吸盤小結(jié):在氣體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng). 倘若沒(méi)有大氣壓強(qiáng)作用在液體的表面,各種液體就不可能被抽吸起來(lái)。從這個(gè)含義上講,一切抽吸液體的過(guò)程,其實(shí)都是大氣壓強(qiáng)將液體“壓”上來(lái)的過(guò)程。3. 馬德堡半球?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:兩個(gè)半球需用很大的力才能拉開(kāi)結(jié)論:是大氣的壓力把兩個(gè)半球緊緊壓在一起的。因?yàn)榈厍蛑車拇髿馐艿降厍虻奈?,即大氣也受到重力的作用,所以大氣?duì)浸在其內(nèi)的物體就有壓力、壓強(qiáng)。如果半球內(nèi)為真空,那么要拉開(kāi)半球需要的力約為7065牛。馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了大氣壓的存在,而且說(shuō)明大氣壓是很大的。例題1. 用嘴吸空的礦泉水瓶,瓶會(huì)變
13、癟,這是由于礦泉水瓶?jī)?nèi)的氣壓_大氣壓。(填“高于”、“等于”或“低于”)解析:此題考查大氣壓存在的基本現(xiàn)象。用嘴吸空的礦泉水瓶,瓶?jī)?nèi)氣體減少,氣壓減小,低于大氣壓,則瓶變癟。答案:低于例題2. 把杯子盛滿水,用紙片蓋住,用手按住紙片,將杯子倒過(guò)來(lái),放開(kāi)按住紙片的手發(fā)現(xiàn)紙片不會(huì)掉下來(lái),杯子里的水也流不出來(lái),這是因?yàn)?( )A. 紙被水粘住了 B. 杯子對(duì)水有吸引力C. 地球?qū)λ奈Ρ患垞踝×?D. 大氣對(duì)紙片有向上的壓力解析:此題考查大氣壓存在的現(xiàn)象。答案:D例題3. 下列現(xiàn)象中,不能說(shuō)明存在大氣壓的是 ( )A. 堵上茶壺蓋上的小孔,茶壺里的水不容易被倒出來(lái)B. 用吸管能從汽水瓶中把汽水吸
14、入口中C. 用抽氣機(jī)抽出燈泡中的空氣D. 醫(yī)生提起針管里的活塞,使藥液通過(guò)針頭進(jìn)入針管解析:倘若沒(méi)有大氣壓強(qiáng)作用在液體的表面,各種液體就不可能被抽吸起來(lái)。一切抽吸液體的過(guò)程,其實(shí)都是大氣壓強(qiáng)將液體“壓”上來(lái)的過(guò)程。答案:C知識(shí)點(diǎn)4:大氣壓的大小大氣壓的大小跟我們的生活密切相關(guān),我們可以用空盒氣壓計(jì)或水銀氣壓計(jì)進(jìn)行測(cè)量。1. 空盒氣壓計(jì)上有兩行刻度,一行以百帕為單位,一行以毫米汞柱為單位。 2. 水銀氣壓計(jì):大氣壓支持著玻璃管中的水銀柱。當(dāng)大氣壓發(fā)生變化的時(shí)候,水銀柱的高度會(huì)發(fā)生變化。讀出水銀柱高度為多少毫米,大氣壓即為多少毫米汞柱。3. 比較兩種氣壓計(jì):空盒氣壓計(jì)的攜帶比較方便,而水銀氣壓計(jì)的
15、測(cè)量則比較精確。4. 大氣壓的變化:1)大氣壓的大小與大氣的密度有關(guān)解釋:大氣壓的產(chǎn)生是由于大氣有重力。2)大氣壓的大小隨著高度的增加而減小解釋:大氣的密度隨著高度而減小。5.大氣壓的大?。涸诤F矫娓浇?,大氣壓的數(shù)值接近1.01×105帕(760毫米汞柱)規(guī)定:這個(gè)大氣壓值稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。思考:這么大的壓強(qiáng),我們?yōu)槭裁礇](méi)有受壓的感覺(jué)?解釋:人對(duì)環(huán)境的適應(yīng),人的體內(nèi)也有壓強(qiáng),它抗衡著體外的大氣壓。例題1. 有關(guān)大氣壓的變化,下面哪句是錯(cuò)誤的( )A. 大氣壓的值不是固定不變的 B. 大氣壓的值跟天氣有密切關(guān)系C. 大氣壓的值隨高度的增加而增加D. 在同一地點(diǎn),不同時(shí)間大氣壓的值不完全相
16、同解析:此題考查大氣壓隨高度變化的規(guī)律。大氣壓的大小隨著高度的增加而減小。答案:C知識(shí)點(diǎn)5:氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系1. 實(shí)驗(yàn)探究氣流的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系1)找一條薄紙帶,捏住紙的一端,讓紙自然下垂,當(dāng)你用嘴朝水平方向吹氣時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)紙向上飄起2)找兩張相同的薄紙,用手捏住兩張紙的一端,讓兩張紙自然下垂,相距35厘米,并使兩張紙保持平行。沿兩張紙的中間向下吹氣時(shí),兩紙條反而向中間合攏。3)思考:吹氣時(shí)紙條為什么會(huì)向中間合攏呢?分析:肯定是紙條受到了力的作用,而且力的方向是指向內(nèi)側(cè)。那么是什么物體施加給紙條力的作用呢?與紙條接觸的只有空氣。吹氣前,兩紙條互相平行,保持一定的間距,沒(méi)有吸引和推斥,表明它
17、們受到外側(cè)和內(nèi)側(cè)的力互相平衡;吹氣時(shí),兩紙條相互靠近。紙條外側(cè)的氣體壓強(qiáng)沒(méi)有發(fā)生變化,說(shuō)明是紙條內(nèi)側(cè)的氣體壓強(qiáng)變小了。比較:吹氣時(shí)與不吹氣時(shí)有什么不同呢?說(shuō)明:兩紙條內(nèi)側(cè)的氣體的流速較大。氣體流速的改變,改變了氣體的壓強(qiáng);而且是氣體的流速越大,壓強(qiáng)越小。2. 解釋在火車站的站臺(tái)上,人為什么要與行駛的列車保持適當(dāng)距離?分析:行駛的火車和人之間的氣流速度大,壓強(qiáng)變小。人外側(cè)的大氣壓大于火車和人之間的氣壓。這種情況下,會(huì)使人被大氣壓擠到火車前,這樣非常危險(xiǎn)。3. 把一支玻璃管插入水中,當(dāng)用另一支玻璃管對(duì)著它的上端吹氣時(shí),有水從管口吹出。解釋:玻璃管的上端氣流速度大,壓強(qiáng)?。ㄐ∮诖髿鈮海?。所以玻璃管中
18、的水在大氣壓的作用下從管口出來(lái)。知識(shí)點(diǎn)4:液體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系1. 跟氣體一樣,液體的壓強(qiáng)也會(huì)隨著流速的增大而減小。1)實(shí)例:在1912年秋季的一天,當(dāng)時(shí)世界上最大的遠(yuǎn)洋輪之一“奧林匹克號(hào)”正在大海上航行,離它100米左右的地方,有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克號(hào)”與它平行疾駛。突然,小軍艦偏離了航道,一個(gè)勁地向“奧林匹克號(hào)”沖去,結(jié)果與“奧林匹克號(hào)”相撞。2)分析:當(dāng)兩船彼此接近平行行駛時(shí),兩船之間的水由于被擠在一起,流速要比外部大一些,壓強(qiáng)就要比外部小一些。這樣,水流的壓力差將使兩船相互“吸引”,外部壓強(qiáng)較大的水就把兩船擠在一起而發(fā)生碰撞事故。因此,同方向高速平行行駛的船舶要保持一定的距
19、離。3)說(shuō)明:氣體和液體一樣,受到外界環(huán)境影響時(shí)都會(huì)流動(dòng),并且流動(dòng)的規(guī)律也相同,因此人們將液體和氣體統(tǒng)稱為流體。關(guān)于流體有兩個(gè)著名的定理:連續(xù)性定理和伯努利定理。4)補(bǔ)充:伯努利定理:流體在一個(gè)管道中流動(dòng)時(shí),流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。流體的連續(xù)性定理:當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過(guò)一個(gè)粗細(xì)不等的管道時(shí),由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來(lái),因此在同一時(shí)間內(nèi),流進(jìn)任一切面的流體的質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量是相等的。5)了解:飛機(jī)的飛行原理。我們發(fā)現(xiàn)機(jī)翼的翼型不是平的,而是平凸型的。(圖示)6)應(yīng)用:飛機(jī)機(jī)翼上升實(shí)驗(yàn)空氣流到機(jī)翼前緣后,分成上下兩股氣流,分別沿機(jī)翼的上下表面
20、流過(guò),在機(jī)翼后緣又重新匯合向后流去。機(jī)翼的上表面凸起,使流速加快,壓強(qiáng)減?。欢鴻C(jī)翼的下表面流速小,壓強(qiáng)增大。于是在機(jī)翼的上下表面出現(xiàn)了壓強(qiáng)差,就有了壓力差,這成為飛機(jī)上升的動(dòng)力。當(dāng)升力大于飛機(jī)重力的時(shí)候,飛機(jī)就可以升空了。有的跑車在車的尾部設(shè)計(jì)安裝了一種“氣流偏導(dǎo)器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相當(dāng)于一個(gè)倒置的翅膀(如圖所示),這主要是為了讓跑車高速行駛時(shí),車輪能更好地抓緊地面。 用吊瓶向靜脈注射藥物時(shí),醫(yī)生為什么要在藥水瓶的橡皮塞上再插一個(gè)針頭?藥液滴出后,瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減少,如果瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)太小,藥液就不能繼續(xù)滴出. 插入針頭后,可以及時(shí)給瓶?jī)?nèi)補(bǔ)空氣,使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不至減小過(guò)低,保證藥液持續(xù)滴
21、出. 例題1. 當(dāng)兩船彼此接近平行行駛時(shí),兩船之間內(nèi)部的流速要比外部大一些, 兩船內(nèi)部的壓強(qiáng)就要比外部 ( )A. 小一些 B. 一樣 C. 大一些 D. 增大此題考查液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。液體的壓強(qiáng)也會(huì)隨著流速的增大而減小,兩船內(nèi)部的壓強(qiáng)就要比外部要小。答案:A例題2. 下圖是兩張紙的位置,兩手分別抓在紙的A、B兩處,使兩紙相離10厘米左右,用嘴向兩紙中間吹氣,可以觀察到兩張紙將(填“分開(kāi)”或“合攏”),可以想像,吹氣時(shí),兩紙中間氣體的速度(填“大于”、“等于”或“小于”)兩紙外側(cè)氣體的速度。解析:兩紙條內(nèi)側(cè)的氣體的流速較大。氣體流速的改變,改變了氣體的壓強(qiáng);而且是氣體的流速越大,壓強(qiáng)越小。
22、答案:合攏 大于重點(diǎn)突破重點(diǎn)一: 測(cè)量大氣壓強(qiáng)例1、為測(cè)量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值,王欣同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),將塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面,擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣,測(cè)出吸盤壓在玻璃上的面積為S;將裝適量細(xì)沙的小桶輕輕掛在吸盤下面的塑料掛鉤上,如圖所示,用小勺輕輕向桶內(nèi)加細(xì)沙,直到塑料吸盤剛好脫落玻璃板,測(cè)出此時(shí)塑料掛鉤、小桶和沙的總重力為G。(1)吸盤即將脫離玻璃板時(shí),空氣對(duì)塑料吸盤的壓力大小是_,所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值是_。(2)該方法所測(cè)大氣壓強(qiáng)數(shù)值往往比實(shí)際值小一些,你認(rèn)為產(chǎn)生這一誤差的原因可能是(一條即可):_。解析:由于吸盤內(nèi)是真空,因此只有外界大氣壓強(qiáng)作用在吸盤上,使其收到大氣壓對(duì)它向上的壓
23、力與塑料掛鉤、小桶和沙對(duì)它向下的拉力相等。由p=F/S即可求出大氣壓的值。顯然,在擠壓吸盤排出里面的空氣實(shí)際上是很不容易排盡的,那么只要有空氣在里面,就會(huì)對(duì)吸盤有向下的壓力,這樣所加的沙的重力減少了,故測(cè)量結(jié)果偏小。答案:(1)G G/S(2)吸盤的空氣沒(méi)有完全擠出(或吸盤的氣密性不好;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有外部空氣進(jìn)入吸盤;吸盤脫離玻璃板前面積有所減??;其它合理答案也可)例2(洋洋同學(xué)家的衛(wèi)生間下水道堵塞了,他爸爸利用吸盤很快就將下水道疏通了,如圖16所示,為此他突然聯(lián)想到所學(xué)過(guò)的大氣壓知識(shí),于是,洋洋和瑞瑞同學(xué)合作利用吸盤設(shè)計(jì)了一個(gè)估測(cè)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案【方案設(shè)計(jì)】(1)用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑D;(
24、2)將吸盤四周沾上水,擠出里面的空氣壓在光滑的水平地面上;(3)用力豎直往上拉吸盤柄,直到吸盤脫離地面,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估測(cè)拉托吸盤所需拉力的大?。?)計(jì)算出當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)【評(píng)估交流】洋洋同學(xué)說(shuō):我們的實(shí)驗(yàn)原理是 ,操作過(guò)程規(guī)范,較方便地估測(cè)出了大氣壓強(qiáng)瑞瑞同學(xué)說(shuō):在操作過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)存在 、 等問(wèn)題,盡管我嫩的操作規(guī)范,但估測(cè)的結(jié)果誤差較大,洋洋認(rèn)真思考后,同意了瑞瑞的意見(jiàn),然后,他們繼續(xù)一起探討如何改進(jìn)方案,盡量減少測(cè)量誤差。根據(jù)洋洋和瑞瑞同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄及自我評(píng)估情況,請(qǐng)你回答,洋洋和瑞瑞測(cè)出的大氣壓強(qiáng)P= (用字母表示);實(shí)驗(yàn)時(shí)洋洋同學(xué)將吸盤四周沾上水,這樣做的目的是 。要準(zhǔn)確測(cè)量,應(yīng)該利用課本中
25、介紹的 進(jìn)行測(cè)量?!敬鸢浮縋= 吸盤內(nèi)有空氣 彈簧測(cè)力計(jì)不能準(zhǔn)確測(cè)出拉力的大小 防止吸盤進(jìn)入對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響 托里拆利實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)二: 高壓鍋例1:在日常生活中,為了提高烹煮食物的溫度,縮短烹煮的時(shí)間,人們常常使用高壓鍋高壓鍋的鍋蓋上有一空心柱為排氣孔,空心柱上戴著一個(gè)帽子為限壓閥,當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)超過(guò)安全值時(shí),鍋內(nèi)的氣體就會(huì)沖出限壓閥,氣體跑出一部分,使鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小現(xiàn)有一個(gè)直徑為24厘米,空心柱小孔的橫截面積為10mm2,限壓閥的質(zhì)量為100克的高壓鍋,要用它煮飯,若當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)為1.0×105帕,g取10N/kg,問(wèn):(1)限壓閥的重量是多少?(2)高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的
26、最大壓強(qiáng)是多少?(3)商品質(zhì)量檢測(cè)部門檢測(cè),此高壓鍋內(nèi)氣體最大壓強(qiáng)不能超過(guò)1.8×105帕,要使此高壓鍋繼續(xù)使用,原來(lái)的限壓閥還能用嗎?若不能,應(yīng)再配備一個(gè)質(zhì)量為多大的限壓閥?解:(1)限壓閥的重量為:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;(2)高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)為: P=P0+Gs=1.0×105Pa+1N105m2=2×105Pa;(3)P限=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa,F(xiàn)限=P限s=0.8×105Pa×10-5m2=0.8N,G=F限=0.8N
27、,m=Gg=0.8N10=0.08kg=80g例2:高壓鍋是家庭廚房中常見(jiàn)的炊具,利用它可以將食物加熱到100以上它省時(shí)高效,深受消費(fèi)者歡迎(1)請(qǐng)問(wèn)高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識(shí)?(2)小明在有關(guān)媒體上看到了由于出氣孔堵塞,致使高壓鍋爆炸的報(bào)道后,給廠家提出了一個(gè)增加易熔片(熔點(diǎn)較低的合金材料)的改進(jìn)建議現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的出氣孔(如圖1)試說(shuō)明小明建議的物理道理(3)小明測(cè)得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm,壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g通過(guò)計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D象(圖2)說(shuō)明利用這種高壓鍋燒水時(shí),最高溫度大約是多少?假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售,你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn),
28、如何改進(jìn)?答:(1)根據(jù)題干中高壓鍋的信息圖可知高壓鍋的設(shè)計(jì)中用到很多物理知識(shí),比如:可以將食物加熱到100以上,應(yīng)用到了沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系;鍋內(nèi)壓力等于大氣壓力和限壓閥的壓力,應(yīng)用了二力平衡的知識(shí);計(jì)算鍋內(nèi)溫度的時(shí)候,用到壓強(qiáng)的計(jì)算;增加易熔片是利用熔化的知識(shí)等等(2)高壓鍋一旦安全閥失效,鍋內(nèi)氣壓過(guò)大,鍋內(nèi)溫度也隨之升高,當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí),再繼續(xù)加熱易熔片就會(huì)熔化,鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出,使鍋內(nèi)氣壓減小,從而防止爆炸事故發(fā)生(3)根據(jù)題意得:鍋內(nèi)壓強(qiáng)等于大氣壓加限壓閥產(chǎn)生的壓強(qiáng),即Pa=mg/s=80×10³kg×10N/kg÷3.14
29、5;2²×106 m²=0.63×105Pa所以有:P=P0+Pa=1.01×105Pa+0.63×105Pa=1.64×105Pa由圖象可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售,由于西藏大氣壓較小,要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115,鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大,應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力,并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量1. 大氣主要集中在地面以上的( )A. 1000千米左右的高度內(nèi) B. 2000千米左右的高度內(nèi)C. 3000千米左右的高度內(nèi) D. 1500千米左右的高度內(nèi)答案:A2. 在85千米以上,大氣溫度的變化是呈( )A. 迅速
30、上升的趨勢(shì) B. 逐漸下降的趨勢(shì) C. 逐漸上升的趨勢(shì) D. 平穩(wěn)的趨勢(shì)答案:C3. 對(duì)流層集中了地球大氣質(zhì)量的( )A. 1/2 B. 3/4 C. 2/5 D. 1/3答案:B4. 復(fù)雜多變的天氣現(xiàn)象主要都發(fā)生在( )A. 平流層 B. 暖層 C. 中間層 D. 對(duì)流層答案:D5. 如果地球上沒(méi)有大氣,那存在的是( )A. 火山噴發(fā) B. 碧海藍(lán)天 C. 狂風(fēng)暴雨 D. 雷電交加答案:A6. 下列詞語(yǔ)中哪些是描述氣候的( )A. 陰轉(zhuǎn)多云 B. 晴空萬(wàn)里 C. 烈日炎炎 D. 四季如春答案:D7. 奧托·格里克表演的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)有力地證實(shí)了( )A. 空氣的存在 B. 大氣壓的
31、存在 C. 風(fēng)的存在 D. 水汽的存在答案:B8. 大氣壓的大小跟大氣壓的密度直接相關(guān),離地面越高的地方,大氣壓就( )A. 越大 B. 一樣 C. 越小 D. 越標(biāo)準(zhǔn)答案:C9. 當(dāng)兩船彼此接近平行行駛時(shí),兩船之間內(nèi)部的流速要比外部大一些, 兩船內(nèi)部的壓強(qiáng)就要比外部 ( )A. 小一些 B. 一樣 C. 大一些 D. 增大答案:A10.某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等器材測(cè)量大氣壓強(qiáng)的值,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(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,這樣做的目的是 。(2)如圖10所示,用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連,然
32、后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為29.9 N。 圖10(3)如圖11所示,用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度為 cm,計(jì)算出活塞的橫截面積。(4)計(jì)算得到大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為 Pa。(5)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差較大,請(qǐng)分析,該 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)致誤差的因素有(請(qǐng)寫出兩條)(2分): ; 。答案:(1)排盡注射器內(nèi)的空氣 (3)6.00 (4)0.9×105(5)空氣沒(méi)有排盡 注射器筒壁與活塞之間有摩擦(每條1分)11.為了估測(cè)大氣壓究竟有多大,某小組同學(xué)根據(jù)課本中的實(shí)驗(yàn)方案,如圖所示,在實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):將蘸水的塑料吸盤按在光滑水平板面上,擠出
33、里面的空氣;用彈簧測(cè)力計(jì)鉤著吸盤掛鉤緩慢往上拉,直到吸盤脫離板面;記錄剛剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),這就是大氣對(duì)吸盤的壓力;再設(shè)法量出吸盤與水平板面的接觸面積,然后算出大氣壓。(1)將吸盤蘸水后再在光滑水平板面上,其目的是為了_。(2)從原理上講,本實(shí)驗(yàn)測(cè)算大氣壓的方法是否可行?答:_。(3)如果實(shí)驗(yàn)中所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為5N,吸盤與水平板面的接觸面積為10cm2,請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算,說(shuō)明他們能否測(cè)算出大氣壓,為什么?(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.0×105Pa)(4)要估測(cè)出大氣壓,你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中對(duì)主要實(shí)驗(yàn)器材有什么要求?答案:(1)密封性更好(2)可行(3)100N;根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓算出的拉力遠(yuǎn)大
34、于彈簧測(cè)力計(jì)的量程,故不可能用量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)算出大氣壓。(4)答題要點(diǎn):要選用大量程的彈簧測(cè)力計(jì)或要選擇面積(或直徑)更小的吸盤 12.下面甲乙兩圖所示容器中都裝有水,但圖中都只畫出了左邊容器中的水面,請(qǐng)?jiān)趫D中把未畫的水面的大致位置補(bǔ)畫出來(lái)。答案:解:閥門處于關(guān)閉狀態(tài),左端、中間和右端的容器構(gòu)成了一個(gè)連通器,水不流動(dòng)時(shí),液面就是相平的;閥門處于打開(kāi)狀態(tài),水在重力的作用下就會(huì)向下流,中間一段管子比較粗,水流速度小,液體壓強(qiáng)大,水柱高;右邊管子比較細(xì),水流速度大,液體壓強(qiáng)小,水柱低故答圖如下:13.如圖所示是高壓鍋的示意圖,鍋蓋上有一個(gè)豎直空心柱為排氣孔,空心柱上配有一個(gè)限壓閥,當(dāng)高壓鍋
35、內(nèi)的氣體壓強(qiáng)超過(guò)安全值時(shí),鍋內(nèi)氣體就會(huì)沖開(kāi)限壓閥,放出一部分水蒸氣,使鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小現(xiàn)有一個(gè)直徑為22cm,空心柱小孔的橫截面積為102,限壓閥的質(zhì)量為100g的高壓鍋,用它來(lái)煮飯,若當(dāng)時(shí)的大氣壓為1.0×105Pa問(wèn):(1)此高壓鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)是多少?(2)經(jīng)商品質(zhì)量檢測(cè)部門檢測(cè),此高壓鍋氣體的最大壓強(qiáng)不能超過(guò)1.8×105Pa,要使此高壓鍋能繼續(xù)安全使用,原來(lái)的限壓閥還能使用嗎?若不能,應(yīng)再配一個(gè)質(zhì)量為多大的限壓閥(g取10N/kg)解:(1)F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,s=10mm2,=0.00001m2,P0=1×105Pa,P1=1×105PaP內(nèi)=P0+P1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;(2)P限=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa,F(xiàn)限=P限s=0.8×105Pa×0.00001m2=0.8N,G=F限=0.8N,m=0.08kg=80g答:(1)鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)是2×105Pa;(2)不能,應(yīng)該再配一個(gè)
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