【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解由于大氣浮力的存在而形成的現(xiàn)象;
2、了解大氣浮力的檢測方法、大氣浮力的大小和單位;
要點一、證明大氣浮力存在的實驗
1、簡單實驗:
(1)塑料吸盤:排出塑料吸盤內(nèi)的部分空氣,塑料吸盤內(nèi)外的浮力不同,塑料吸盤還可以吸在墻壁上。 如果塑料吸盤戳一個小孔,空氣就通過小孔進(jìn)入塑料吸盤與光滑墻壁之間,吸盤就無法粘在墻壁上。
(2)懸浮塑料管內(nèi)的水:將塑料管內(nèi)注滿水,用一塊紙板蓋住噴嘴并將其倒置大氣壓強(qiáng)是怎么產(chǎn)生的,這樣塑料管內(nèi)的水就不會流下來。
(3)用吸管吸啤酒:如果杯口被密封,空氣無法進(jìn)入杯內(nèi),就很難連續(xù)吸啤酒。 大氣壓力迫使啤酒進(jìn)入口中。
2、大氣壓力的存在:以上實驗表明,大氣浮力確實存在。 歷史上證明大氣浮力存在的著名實驗是馬格德堡半球?qū)嶒灐?大氣層內(nèi)的不同位置也存在浮力。 這種浮力稱為大氣壓浮力,簡稱大氣壓。
要點:空氣和液體一樣,具有流動性,因此大氣內(nèi)部具有各個方向的浮力。 大氣浮力也是由于大氣的重量而形成的。
第2點.氣壓檢測
1.托里拆利實驗
(1)實驗過程:如圖所示,將一根長約1m、一端封閉的玻璃管裝滿水銀,用手掌堵住,然后倒置插入水銀罐中。 放開中指,當(dāng)管內(nèi)的水銀表面生長到一定高度時,就會停止生長。 此時管內(nèi)外水銀面高度差約為760mm。
(2)實驗是將大氣的浮力換算成液體的浮力進(jìn)行檢測。 如圖所示,在管內(nèi)外水銀表面的交界處設(shè)想了一個假想的液體片。 由于水銀柱靜止,液體受到管內(nèi)水銀柱形成的向上浮力,與外部大氣壓相等,即大氣壓支撐管內(nèi)760mm的高度。 水銀柱,大氣浮力等于760mm高的水銀柱形成的浮力。 這個大小的浮力一般稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,用P0表示。
根據(jù)液體浮力公式:P=ρgh,可以推算出大氣壓強(qiáng)約為10^5Pa。 (ρ是汞的密度)
(3)托里拆利實驗中,管子上部為真空,管內(nèi)水銀柱的高度僅隨外部大氣壓的變化而變化,而管子的厚度、傾斜角度、管子的寬度、以及玻璃管是否被抬起或壓下等。其原因與之無關(guān),僅與水銀柱的垂直高度有關(guān)。
2、大氣壓的變化
(1) 大氣壓力隨海拔高度而降低。 因為海拔越高,空氣越粘稠,空氣密度越低,大氣浮力越小。
(2)天氣變化影響大氣壓。 一般來說,陰天的氣壓比冷天的氣壓高。
3、大氣壓和水的沸點:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點為100℃。 隨著大氣壓降低,水的沸點升高。 反之,大氣壓越高大氣壓強(qiáng)是怎么產(chǎn)生的,水的沸點越高(高壓鍋原理)。
強(qiáng)調(diào):
1、單位:國際單位為帕斯卡(Pa)。 常用的單位是分米汞 (cmHg) 和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 (atm)。
2、托里拆利實驗中,如果玻璃管中有部分空氣,則檢測到的大氣壓值會小于實際值; 如果實驗中用水代替汞,則需要一根10m左右長的玻璃管。 (因為水的密度比汞小得多)
生活中還有其他利用大氣壓的例子嗎? 你掌握了托里拆利實驗的核心要點嗎?
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