2023學(xué)年完整公開課版氣體的壓強(qiáng)

第十章壓強(qiáng)和浮力三、氣體的壓強(qiáng)導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用示例應(yīng)用示例當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié)導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1：如圖10－3－2甲所示，用紙片蓋住盛滿水的杯口，再用手按緊，將杯子倒轉(zhuǎn)，使杯口向下，松手后，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)2：如圖乙所示，在廣口瓶中放入一些沙子，將點(diǎn)燃的酒精棉球放入廣口瓶中，待瓶?jī)?nèi)空氣被加熱后，立即用剝了皮的熟雞蛋堵在瓶口。過一會(huì)兒，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？三、氣體的壓強(qiáng)學(xué)點(diǎn)1大氣壓的存在三、氣體的壓強(qiáng)分析與論證：(1)在圖甲所示的“覆杯實(shí)驗(yàn)”中，紙片受到的重力方向豎直向下，紙片的上表面受到杯內(nèi)水對(duì)紙片向下的壓力，而紙片沒有掉下來，說明紙片下表面受到了一個(gè)方向向上的壓力，而紙片的下面只有空氣，表明這個(gè)力只能是空氣施加的?？梢娂埰卤砻媸艽髿庀蛏系膲毫ψ饔?，使紙片不會(huì)掉下來。(2)在圖乙所示的“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)中，開始時(shí)，雞蛋并沒有下落，當(dāng)瓶?jī)?nèi)的氣體被燃燒掉一部分氧氣而“收縮”后，雞蛋落入瓶中，說明外界的空氣對(duì)它施加了一個(gè)向下的力，即大氣的壓力將雞蛋壓入瓶中。問題1：大氣與液體一樣，對(duì)處在其中的物體有壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)叫做______________，簡(jiǎn)稱大氣壓。大氣壓強(qiáng)三、氣體的壓強(qiáng)問題2：大氣壓是無法直接看到的，像實(shí)驗(yàn)中那樣，把看不見的大氣壓通過易于觀察的現(xiàn)象顯示出來的研究問題的方法就是__________。問題3：大氣壓在我們的周圍時(shí)刻存在著，但我們平時(shí)沒有感覺到，這是因?yàn)槿梭w內(nèi)外都與大氣相通，各部位內(nèi)外所受的__大__________相同，內(nèi)外_________。只有氣壓不平衡時(shí)才表現(xiàn)出一些特殊的現(xiàn)象，讓我們體會(huì)到大氣壓的存在以及變化。轉(zhuǎn)換法大氣壓力平衡三、氣體的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)：利用托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓的值。步驟1：取一根長(zhǎng)約1m且一端封閉的細(xì)玻璃管。步驟2：在細(xì)玻璃管內(nèi)灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。步驟3：放開手指，讓管內(nèi)水銀流下，觀察管內(nèi)外水銀面的高度差。步驟4：把管子傾斜一些，觀察管內(nèi)外水銀面的高度差是否發(fā)生變化。學(xué)點(diǎn)2大氣壓的測(cè)量三、氣體的壓強(qiáng)分析與論證：管內(nèi)水銀面下降到一定高度就不再下降，這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm；把管子傾斜一些，高度差也不發(fā)生變化。由于玻璃管內(nèi)水銀面上方是真空，管外水銀面上方是大氣，因此，是大氣壓支持著管內(nèi)這段水銀柱使其不會(huì)落下，因此大氣壓的數(shù)值就等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。根據(jù)液體壓強(qiáng)公式，求出水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就求出了大氣壓的值：p＝ρgh＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa。三、氣體的壓強(qiáng)問題1：在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，玻璃管不能太____，如果玻璃管的長(zhǎng)度小于______mm，則水銀柱不會(huì)下降，測(cè)不出大氣壓的值。問題2：在實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)不能殘留______。如果管內(nèi)殘留少量______，則實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)液面上方就不是真空，液面上就要受到一個(gè)較小的壓強(qiáng)，使測(cè)出的大氣壓的值偏_____。問題3：水銀柱的高度只與__________的大小有關(guān)，與管的粗細(xì)、是否傾斜_____關(guān)，并且水銀柱的_______并不一定等于管中水銀柱的長(zhǎng)度。短760空氣空氣小大氣壓無高度三、氣體的壓強(qiáng)觀察1：如圖10－3－4所示為氣壓測(cè)繪人員所繪制的氣壓與高度的關(guān)系圖，通過觀察，你能發(fā)現(xiàn)氣壓與高度有什么關(guān)系？學(xué)點(diǎn)3生活中的大氣壓三、氣體的壓強(qiáng)觀察2：如圖10－3－5所示，燒瓶中的水沸騰后移去酒精燈，水停止沸騰；待水溫降低一些后將大注射器接到燒瓶口上，向外拉注射器活塞，看到了什么現(xiàn)象？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？

分析與論證：(1)通過觀察圖10－3－4可知，大氣壓是變化的，離地面越高的位置大氣壓越小，在海平面附近，大氣壓約等于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。三、氣體的壓強(qiáng)(2)在如圖10－3－5所示的實(shí)驗(yàn)中，向外拉注射器活塞時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)的氣壓減小，水的沸點(diǎn)降低，溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)，水又沸騰了，即液面上方的氣壓減小時(shí)，液體的沸點(diǎn)降低。問題1：大氣壓是由于大氣層受______產(chǎn)生的，離地面越高的地方，大氣越______，大氣產(chǎn)生的壓力______，故大氣壓也______。問題2：一切液體的沸點(diǎn)，都是在氣壓減小時(shí)______，氣壓增大時(shí)______。這里所說的氣壓是指________的氣壓，不一定是大氣壓，也就是說，如果液體與大氣連通，就是指大氣壓，如果液體被密封在容器內(nèi)，這里的氣壓就是指容器內(nèi)_________的氣壓。高壓鍋就是利用液體的沸點(diǎn)隨氣壓的增大而_______的原理制成的。重力稀薄越小越小降低升高液面上方液面上方升高三、氣體的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)：

(1)如圖10－3－6甲所示，用手使乒乓球抵住漏斗內(nèi)的細(xì)管處，手移開，觀察乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況。(2)如圖乙所示，用手使乒乓球抵住漏斗內(nèi)的細(xì)管處，向漏斗內(nèi)吹氣，然后手移開，觀察乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況。學(xué)點(diǎn)4流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系三、氣體的壓強(qiáng)分析與論證：(1)比較兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，第一次實(shí)驗(yàn)中，手移開后，乒乓球在重力作用下豎直下落，這是因?yàn)槠古仪蛏舷卤砻娴目諝饬魉傧嗤?，沒有壓強(qiáng)差，只受重力，所以下落。(2)當(dāng)向漏斗內(nèi)吹氣時(shí)，乒乓球上方的氣體流速快，下方的氣體流速慢，乒乓球的上下表面存在壓強(qiáng)差，使乒乓球受到豎直向上的力，當(dāng)這個(gè)力大于或等于重力時(shí)，乒乓球就不再下落。問題1：對(duì)于同一物體，其相對(duì)的兩個(gè)表面受到的壓強(qiáng)不同，兩表面受到的壓力就____相同，物體就會(huì)向受到的壓強(qiáng)______的方向運(yùn)動(dòng)。不較小三、氣體的壓強(qiáng)問題2：飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因：飛機(jī)機(jī)翼的上表面向上凸起，下表面平直，飛機(jī)在飛行時(shí)，會(huì)使機(jī)翼上方的空氣流速____于下方。根據(jù)“流速大的地方壓強(qiáng)小”可知，機(jī)翼上方空氣的壓強(qiáng)____于下方空氣的壓強(qiáng)，形成向____的壓強(qiáng)差，從而形成向____的壓力差，即升力。大小上上應(yīng)用示例類型一液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)三、氣體的壓強(qiáng)例1

在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個(gè)夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)覺得很緊，不易拔出來，其中的主要原因是()A．軟木塞受潮膨脹B．瓶口因溫度降低而收縮變小C．瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低而把瓶塞粘住D．瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，大氣壓把瓶塞壓緊三、氣體的壓強(qiáng)[解析]D在冬季，裝有半瓶熱水的暖水瓶的上方空間內(nèi)大部分氣體是水蒸氣，經(jīng)過一段時(shí)間后，水蒸氣液化，使瓶?jī)?nèi)的空氣變少，造成了瓶?jī)?nèi)氣壓小于外界大氣壓，即瓶塞在外界大氣壓的作用下被緊緊地壓在瓶口。[點(diǎn)評(píng)]知道經(jīng)過一段時(shí)間后，瓶?jī)?nèi)水蒸氣液化，造成了瓶?jī)?nèi)氣壓小于外界大氣壓是解決此題的關(guān)鍵。類型二大氣壓的估測(cè)三、氣體的壓強(qiáng)

例2如圖10－3－7所示，小明利用小注射器(容積為1mL)、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)小明用細(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，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞被勻速拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.2N，其他數(shù)據(jù)均記錄在表中。依照他的數(shù)據(jù)算出大氣壓的值為____________________________________________________。排盡注射器的空氣7.2×104Pa三、氣體的壓強(qiáng)(3)當(dāng)檢查這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)由于疏忽，忘記用橡皮帽堵住注射器的小孔。那么此時(shí)測(cè)量的不是大氣壓給活塞的壓力大小，而是活塞所受__________的大小。將這個(gè)缺點(diǎn)改進(jìn)后，依舊沿水平方向向右慢慢拉動(dòng)注射器，重新測(cè)得拉力為3N，那么大氣壓實(shí)際值是____________。體積長(zhǎng)度活塞面積拉力大氣壓強(qiáng)1mL6cm1/6cm21.2N摩擦力1.08×105Pa三、氣體的壓強(qiáng)[解析](1)將活塞推至注射器筒的底部，這樣做的目的是排盡注射器內(nèi)的空氣。(2)由表中數(shù)據(jù)可知：注射器的活塞面積為1/6cm2；活塞剛被勻速拉動(dòng)時(shí)，F(xiàn)＝1.2N，則根據(jù)此數(shù)據(jù)算出的大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為：p＝F/S＝＝7.2×104Pa。(3)在沒有堵住注射器小孔的情況下測(cè)量的拉力不是克服大氣壓給活塞壓力的大小，而是克服活塞所受摩擦力的大小。將這個(gè)缺點(diǎn)改進(jìn)后，依舊沿水平方向向右慢慢拉動(dòng)注射器，重新測(cè)得拉力為3N，那么大氣壓實(shí)際值為：p＝F/S＝＝1.08×105Pa。三、氣體的壓強(qiáng)[點(diǎn)評(píng)](1)壓強(qiáng)計(jì)的工作原理是利用U形管兩側(cè)液面的高度差來顯示壓強(qiáng)，壓強(qiáng)越大，U形管兩側(cè)液面高度差越大。(2)影響液體壓強(qiáng)的因素有：液體的密度和浸入液體的深度，在探究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，就要控制另一個(gè)因素不變。類型三生活中的大氣壓三、氣體的壓強(qiáng)

例3關(guān)于大氣壓，下列說法中不正確的是(

)A．大氣壓的值總是1.01×105PaB．在同一個(gè)地方，晴天大氣壓比陰天高C．大氣壓的值隨高度的增加而減小D．在不同的地方，大氣壓一般是不同的三、氣體的壓強(qiáng)[解析]A大氣壓值與高度、季節(jié)、天氣變化等有關(guān)，不同狀況下，大氣壓值不同，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為1.01×105Pa，故A選項(xiàng)說法正確。在同一個(gè)地方，陰天比晴天空氣的濕度大，水蒸氣的密度小于空氣的密度，使大氣密度變小，大氣壓降低，故B選項(xiàng)說法正確。隨著高度的增加，空氣越稀薄，空氣密度變小，大氣壓減小，故大氣壓的值隨高度的增加而減小，C選項(xiàng)說法正確。在不同的地方，空氣的密度一般是不同的，空氣密度不同，大氣壓也不同，D選項(xiàng)說法正確。三、氣體的壓強(qiáng)變式題青藏鐵路建成后，乘高原列車去西藏旅游的人越來越多。與普通列車相比，高原列車內(nèi)還配備有供氧系統(tǒng)和醫(yī)療應(yīng)急系統(tǒng)，這樣做是因?yàn)楦咴?

)A．大氣壓強(qiáng)小，空氣中含氧量小B．大氣壓強(qiáng)大，空氣中含氧量大C．大氣壓強(qiáng)小，空氣中含氧量大D．大氣壓強(qiáng)大，空氣中含氧量小[解析]A在高原地區(qū)，空氣稀薄，因而大氣壓強(qiáng)小，氧氣的含量也小。類型四流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系三、氣體的壓強(qiáng)

例4如圖10－3－8所示是一種水翼船，船體下安裝了水翼。當(dāng)船在高速航行時(shí)，水面下的水翼會(huì)使船體整體抬高從而減小水對(duì)船體的阻力。則水翼安裝正確的是()[解析]B水翼上凸下平，相同時(shí)間內(nèi)，水經(jīng)過水翼上方的路程大于水翼下方的路程，水翼上方的水的流速大于下方的流速，水翼上方的壓強(qiáng)小于水翼下方的壓強(qiáng)，從而獲得向上的升力，將船體整體抬高，故本題答案為B。[點(diǎn)評(píng)]本題的解題關(guān)鍵是了解水翼船的實(shí)質(zhì)以及流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越?。涣魉僭叫?，壓強(qiáng)越大。課堂小結(jié)三、氣體的壓強(qiáng)當(dāng)堂檢測(cè)A三、氣體的壓強(qiáng)1．下列實(shí)驗(yàn)中，第一次測(cè)出了大氣壓強(qiáng)大小的是(

)A．托里拆利實(shí)驗(yàn)B．馬德堡半球?qū)嶒?yàn)C．帕斯卡實(shí)驗(yàn)D．伽利略理想實(shí)驗(yàn)?知識(shí)點(diǎn)1液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)[答案]A三、氣體的壓強(qiáng)2.某班同學(xué)利用如圖10－3－9所示裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)大氣壓的存在。先在易拉罐中放入少量的水，再用酒精燈給易拉罐加熱，待罐口出現(xiàn)白霧時(shí)，用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精燈，讓易拉罐自然冷卻，觀察現(xiàn)象。同學(xué)們根據(jù)____________這一現(xiàn)象可體驗(yàn)到大氣壓的存在。[解析]用酒精燈給易拉罐加熱后，再用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精燈，讓易拉罐自然冷卻，使罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界的大氣壓強(qiáng)，在外界大氣壓強(qiáng)的作用下，把易拉罐壓癟。易拉罐變癟三、氣體的壓強(qiáng)3．如圖10－3－10所示的實(shí)例中，屬于利用大氣壓強(qiáng)的是(

)?知識(shí)點(diǎn)2生活中的大氣壓三、氣體的壓強(qiáng)4．小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)大氣壓的值。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。這樣做的目的是__________________。(2)如圖10－3－11所示，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)度L，則大氣壓的值可表示為p＝_______。?知識(shí)點(diǎn)3大氣壓的測(cè)量排盡筒內(nèi)的空氣FL/V三、氣體的壓強(qiáng)(3)實(shí)驗(yàn)過程中注射器筒內(nèi)殘留有少量空氣，則測(cè)得的大氣壓值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(4)實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2，若彈簧測(cè)力計(jì)量程為10N，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用________(選填“甲”或“乙”)注射器，理由是：____________________________________________。偏小甲拉動(dòng)乙注射器筒所需的力超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程三、氣體的壓強(qiáng)5.高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器。鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時(shí)，限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放出一部分氣體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)的控制。如圖10－3－12所示，某高壓鍋鍋體的內(nèi)底面積為S，側(cè)壁豎直，出氣孔橫截面積為S0，限壓閥質(zhì)量為m0，限壓閥頂部面積為S1(已知大氣壓強(qiáng)為p0)。?知識(shí)點(diǎn)4大氣壓的計(jì)算三、氣體的壓強(qiáng)(1)求使用高壓鍋時(shí)對(duì)鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)。[答案]

p0＋m0g/S0

[答案][解析](1)當(dāng)限壓閥剛要被頂起時(shí)，其受力平衡，鍋內(nèi)氣體最大壓強(qiáng)p＝p0＋m0g/S0。(2)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)對(duì)鍋蓋最大壓力的增加量：ΔF＝Δp(S－S0)＝mgS0(S－S0)＝。因?yàn)镾遠(yuǎn)大于S0，所以ΔF′＝ΔF＝。(2)為保證使用安全，不可隨意增加限壓閥質(zhì)量。如果限壓閥的質(zhì)量增加m，請(qǐng)你計(jì)算鍋體與鍋蓋處對(duì)鍋蓋的最大作用力增大多少？當(dāng)堂檢測(cè)B三、氣體的壓強(qiáng)1．在做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心玻璃管中留有少量殘余空氣，那么大氣壓強(qiáng)的測(cè)量值將______(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。某容器內(nèi)水面上方的氣壓為1.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則容器內(nèi)水的沸點(diǎn)_______(選填“高于”“低于”或“等于”)100℃。?知識(shí)點(diǎn)1液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)[解析]

在做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心玻璃管中留有少量殘余空氣，則此時(shí)管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)與水銀柱的壓強(qiáng)和等于管外大氣壓，所以通過水銀柱的高度計(jì)算出的大氣壓值會(huì)偏小。液體的沸點(diǎn)與液體上方的壓強(qiáng)有關(guān)，氣壓越高，沸點(diǎn)越高。小于高于三、氣體的壓強(qiáng)2.深圳地區(qū)經(jīng)常會(huì)有臺(tái)風(fēng)(如圖10－3－13所示)，市政府要求居民將簡(jiǎn)易房的屋頂加固，對(duì)于這一要求下列解釋