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1、名師授課
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2、總結性授課
預習目標:
1.了解因為大氣浮力的客觀存在而形成的現象;
2.曉得檢測大氣浮力的方式、大氣浮力大小和單位;
3.了解抽水機的工作原理、生活中大氣壓強的變化;
4.了解流體浮力與流速的關系,曉得客機升力形成的誘因。
預習知識點:
【要點梳理】
要點一、證明大氣浮力存在的實驗
1.簡單實驗:
(1)塑膠吸盤:把塑膠吸盤中的空氣排出一部份,塑膠吸盤內外浮力不等,塑膠吸盤還能吸在光滑墻面上。假如塑膠吸盤戳個小孔,空氣通過小孔,步入塑膠吸盤和光滑的墻上之間,吸盤便不能貼在光滑墻壁上。
(2)懸空塑膠管里的水:塑膠管裝滿水,用硬紙片遮住管口倒置,塑膠管中的水不會流下來。假如把塑膠管的上方和大氣相通,上、下浮力相等,水就不能留在管中。
(3)用吸管吸啤酒:假如把杯口密封,空氣不能步入杯內,便難以不斷的吸到果汁。大氣壓的作用使啤酒步入口中。
2.大氣壓的存在:以上實驗說明大氣浮力確實存在,歷史上證明大氣浮力存在的知名實驗是馬德堡半球實驗。在大氣內部的各個位置也存在著浮力,這個浮力稱作大氣浮力,簡稱大氣壓。
要點展現:空氣和液體一樣,具有流動性,所以大氣內部向各個方向都有浮力。
要點二、大氣壓的檢測
1.托里拆利實驗
(1)實驗過程:如圖所示,在長約1m、一端封閉的玻璃管灌滿水銀,用手掌擋住,之后倒插在水銀槽中。放開中指,管內水銀面增長到一定高度時就不再增長,這時管內外水銀面高度差約760mm。
(2)實驗是將大氣浮力轉化為液體浮力來進行檢測的。如圖所示,在管內外水銀面交界處構想有一假想的液片,因為水銀柱靜止,液體遭到管內水銀柱形成的向上的浮力與外界大氣壓相等,也就是大氣壓支持了管內大概760mm高的水銀柱,大氣浮力跟760mm高的水銀柱形成的浮力相等。一般把這樣大小
的浮力稱作標準大氣壓,用
表示。
依照液體浮力公式:
。
(3)在托里拆利實驗中,管內上方是真空,管內水銀柱的高度只隨外界大氣壓的變化而變化,和管的粗細、傾斜角度、管的寬度及將玻璃管提起還是下壓等誘因無關,只與水銀柱的豎直高度有關。
2.氣壓計
(1)氣壓計:檢測大氣壓的儀器稱作氣壓計。
(2)常見的氣壓計:水銀氣壓計、無液氣壓計,二氧化碳瓶和滅火器上的氣壓計也是一種無液氣壓計。
3.大氣壓的變化
(1)大氣壓隨高度的下降而降低。因為越向高空,空氣越黏稠,空氣的密度越小,因為大氣層密度變化是不均勻的,因而浮力隨高度的變化也是不均勻的。在海拔2000m以內,大概每下降12m,大氣壓降低133Pa。
(2)天氣的變化影響大氣壓。通常來說,陰天的氣壓比寒潮天的高。
4.大氣壓和水的沸點:水的沸點在標準大氣壓下是100℃,隨著大氣壓的降低,水的沸點會減少。
要點展現:
1.單位:國際單位是帕斯卡(Pa)。常用單位還有毫米汞柱(mmHg),分米汞柱(cmHg),標準大氣壓(atm)。
2.托里拆利實驗中,假如玻璃管中有部份空氣,檢測的大氣壓值比實際值偏小;假如實驗中用水取代水銀,需要約10m長的玻璃管。
3.水銀氣壓計的檢測結果較確切,但攜帶不便捷。實際應用中常常使用金屬盒氣壓計,也叫無液氣壓計,它的主要部份是波紋真空金屬盒。氣壓變化時,金屬盒的長度會發生變化,傳動裝置將這些變化轉變為表針的偏轉,指示出氣壓的大小。
要點三、活塞式抽水機
活塞式抽水機,是借助大氣壓把水從低處抽到高處的裝置。使用時,若提起活塞,球閥A遭到大氣壓的作用而關掉,活塞的下邊空氣黏稠,氣壓大于外界的大氣壓。于是,低處的水遭到大氣壓的作用推開球閥B步入圓筒(圖甲);當壓下活塞時,球閥B被水壓下而關掉,水被阻不能向上流動,于是沖開球閥A步入圓筒的下部(圖乙);再提起活塞時,活塞里面的水促使球閥A關掉,從側管流出。與此同時井里的水又在大氣壓的作用下推開球閥B步入圓筒(圖丙)。
要點四、流體浮力與流速的關系
1.探究流體浮力與流速的關系:
(1)對著兩張平行放置的紙的中間吹氣,致使兩張紙中間的氣流速率減小,這時兩張紙兩側的氣流速率相對較小,兩張紙會向中間靠攏,這說明紙一側的空氣對紙的壓力小于紙中間空氣對紙的壓力,可見空氣流速大的地方浮力小,流速小的地方壓強悍。
(2)將兩只小船裝入水盤中,用水管向兩船中間沖水,兩船向中間靠攏,這說明船一側的水對船的壓力小于船中間的水對船的壓力,可見液體流速大的地方浮力小,流速小的地方壓強悍。
2.生活中的應用:等車的時侯人要站在安全線以外;車輛的整體形狀類似客機噴管,有助于減少車輛對地面的壓力;鼠洞的通風系統;兵乓球的上旋和下旋等。又如航海規定兩艘貨輪不能同向航行時靠得太近,否則容易引起車禍。
3.流體浮力和流速的關系:流體流動時,流速越大的位置浮力越小,流速越小的位置浮力越大。
4.客機的升力
(1)噴管的形狀:客機的翼型通常弄成上凸下平的形狀,噴管的形狀決定噴管上下表面空氣流動的速率,從翼型橫截面的形狀可知,其上方彎曲,下方近似于直線、飛機飛行時,空氣與噴管發生相對運動,因為噴管上方的空氣要比下方的空氣運行的路程長,所以噴管上方的空氣流動比下方要快。
(2)升力形成的緣由
從翼型上方流流通過的路程長,速率大,它對噴管上表面的浮力較小;噴管下方氣流通過的路程較短,速率小,它對噴管下表面的浮力較大。這樣,噴管上、下表面就存在著浮力差,因此有壓力差,這就是形成升力的緣由。
知識點自測:
9.3大氣浮力
1、大氣對浸在其中的物體形成的浮力叫,簡稱大氣壓。
2、產生緣由:二氧化碳遭到,且有,故能向方向對浸在其中的物體形成浮力。
3、證明大氣壓存在的知名實驗:。
其它證明大氣壓存在的現象:顛杯吞蛋喝啤酒,吸盤抽水馬德堡。
4、首次確切測出大氣壓值的實驗:。
A.實驗玻璃管里水銀灌滿目的是:使玻璃管倒置后,水銀上方為;若漏入空氣,則檢測結果偏。
B.將玻璃管稍上提或下壓,管內外水銀的高度差大氣壓強公式單位,將玻璃管傾斜,高度差。
1標準大氣壓等于高水銀柱形成的浮力,即P0=Pa,在簡略估算時,標準大氣壓可以取Pa,約支持高的火柱。
5、大氣壓隨高度的降低而,大氣壓還受的影響。
6、氣壓計和種類:水銀氣壓計、金屬盒氣壓計(無液氣壓計)
7、大氣壓的應用實例:抽水機抽水、用吸管吸啤酒、注射器吸藥液等等
8、液體的沸點隨液體表面的減小而下降。(應用:高壓鍋)
9.4流體浮力與流速的關系
1、物理學中把具有流動性的液體和二氧化碳也稱為。
2、在二氧化碳和液體中,流體浮力與流速的關系是。
3、應用:
1)旅客候車要站在安全線外;
2)客機噴管弄成流線型,上表面空氣流動的速率比下表面快,因此上表面浮力小,下表面壓強悍,在進氣道上下表面就存在著,因而獲得向下的。
【典型題類型】
一、填空題
1、(選填“馬德堡半球”或“托里拆利”)實驗第一次向大眾證明了大氣浮力的存在:在不同海拔高度處,大氣浮力的值一般(選填“相同”或“不同”)。
2、伽利略的中學生首先用實驗測定了大氣壓的數值。76cm水銀柱形成的浮力是(取3位有效數字)。把760mm高水銀柱形成的浮力稱作。
3、做托里拆利實驗中,玻璃管內水銀面上方是,而管外水銀面上遭到的作用,管外水銀面的支持著管內的水銀柱,所以水銀柱形成的浮力就等于。
4、流體中,的位置浮力越小,的位置浮力越大。
5、擰開水龍頭,使自來水流過如圖所示的玻璃管,在A、B、C三處,水的流速較大的是處,浮力較小的是處。
6、如圖,用手握著兩張紙,讓紙自由下垂。在兩張紙的中間向上吹氣,這兩張紙會向運動(選填“中間”或“兩邊”),這個現象說明,二氧化碳流動時,流速的地方浮力小.
7、新建的廣場噴泉造成了朋友們的好奇:噴水時,“泉水”中央有一顆顆大的石球不停地翻滾,這是如何回事?朋友們有種種揣測,小玲聯想所學到的知識,意識到這個問題可能跟“流體浮力與流速的關系”等方面的知識有關,她與朋友們反復討論,設計了一個模擬實驗獲得成功。
實驗器材:珠子筆頭、乒乓球、軟管、自來水等。
實驗步驟:
(1)取珠子筆頭作為機翼,通過膠管接在自來水龍頭上,打開龍頭,自來水從筆頭圓頂豎直向下噴吐水來。
(2)將兵乓球放在水束上方,觀察兵乓球的情況。
觀察結果:多次實驗表明,兵乓球能穩定地在水束上方旋轉。
剖析討論:
①球能穩定在水束上方某一位置,是由于它在豎直方向遭到作用的緣故;球在水束上方旋轉,是因為水對球左右兩側向上的推力不相等,從圖中球的旋轉情況看,此時水束對球左側向上的推力左側(選填“大于”或“小于”),依據你的思索,在多次實驗中,每次兵乓球旋轉的方向(選填“一定相同”,“一定不同”或“不一定相同”)
②如圖所示,水束偏向一側的多,球為何沒有往右遠離而下落呢?這是由于,兩側水的流速兩側水的流速造成右側水的浮力兩側水的浮力,使球在水平方向能維持平衡。(選填“大于”或“小于”“等于”)
二、選擇題
8、下列現象中,不能說明大氣壓存在的是()
A.注射器從藥液瓶中吸入藥液
B.注射器將藥液注入人體
C.用活塞式抽水機從井中抽水
D.通過吸管將啤酒吸入人嘴
9、下列生活現象中,不屬于借助大氣壓的是()
A.用吸管吸啤酒
B.用注射針頭抽取藥液
C.貼在墻壁的吸盤式掛衣鉤
D.用高壓鍋炒菜
10、如圖所示,將裝滿水的燒杯口朝下沒入水底,漸漸將滴定管提起,在燒杯口沒有離開海面之前,燒杯內海面位置將()
A.逐步減少,但仍然低于筒外海面
B.漸漸減少,保持與筒外海面相平
C.不增加,飽含整個燒杯
D.難以判定
11、有甲、乙、丙三個朋友在同一屋子用托里拆利的方式檢測大氣壓,實驗記錄結果依次是75.2cm,75.6cm,76.0cm。已知一個朋友做實驗時,管內混進了空氣,另一個朋友則沒有將管子豎直放置,假若只有一個朋友的方式是正確的。它是()
A.甲
B.乙
C.丙
D.難以確定
12、在元旦文藝匯演上,小明朋友演示了如圖所示的實驗排在一條線上的三個碗,中間碗內放一個兵乓球,當用小管向球斜上方吹氣,兵乓球將()
A.仍靜止、
B.運動到左碗
C.運動右碗
D.難以確定
13、如圖是家用燃氣灶灶頭的示意圖,使用時打開燃氣球閥,擰動打火裝置、煤氣和空氣在進口處混和并流向燃燒頭被燃起,燃氣不會從進口處向空氣中泄露的緣由是()
A.進口處燃氣的流速小,浮力小于大氣浮力
B.進口處燃氣的流速小,浮力大于大氣浮力
C.進口處燃氣的流速大,浮力小于大氣浮力
D.進口處燃氣的流速大,浮力大于大氣浮力
三、簡答與估算題
14、鋼筆吸墨水時,把筆上的彈簧片按幾下,墨水就吸到橡皮管里去了,是哪些緣由?
15、盛夏時分,“小問號”王欣朋友在打開冰柜取啤酒時,忽然腦海里浮出一個問題:為何每次開冰柜門都比較費勁?通過仔細觀察他發覺打開冰柜門時,冰柜里的冷空氣下來,外邊的熱空氣進去,冷柜門重新關上后,就將這部份熱也關在了上面,冷柜肺熱空氣冷卻收縮,浮力減少,王欣判定這應當是開冰柜門吃力的一個誘因,若冰柜門長為0.6m,寬為0.5m,冷柜外的氣壓為1×105Pa,設冰柜內部與外部的氣壓相差1/1000,求
①冰箱內二氧化碳浮力是多少?
②冰箱內、外二氧化碳隔壁的壓力各是多少?
③冰箱門遭到內外壓力差相當于質量為多少的物體遭到的重力?(g=10N/kg)
【答案與解析】
1、【答案】馬德堡半球;不同
【解析】能說明大氣壓的存在實驗有好多,歷史上,在美國的馬德堡市廣場上做過一個知名的實驗,將兩銅制的半球合在一起,抽出上面的空氣,用兩支馬隊向相反方向拉,半球未被拉開,因而否認了大氣壓的存在,是大氣壓將兩半球壓在一起,這就是知名的馬德堡半球實驗;(2)大氣壓與海拔高度有關,海拔高度越高,大氣壓越小大氣壓強公式單位,因而在不同海拔高度處,大氣浮力的值一般不同;故答案為:馬德堡半球;不同。
2、【答案】托里拆利;1.01×105;1標準大氣壓
3、【答案】真空;大氣壓;大氣壓;大氣浮力
4、【答案】流速越大;流速越小
5、【答案】B;B
6、【答案】中間,快(大)
【解析】當在兩張紙的中間向上吹氣時,兩張紙中間的空氣流速推進,浮力減少,所以兩張紙會向中間運動。
7、【答案】
①平衡力小于不一定相同
②大于大于
【解析】球受力穩定在某一位置,就是球處于平衡狀態,說明其在豎直方向上受平衡力;按照球往右旋轉推測球兩側水流速小于左邊水流速,兩側水壓強大于左側水壓強。
8、【答案】B
【解析】A、用注射器把藥水從藥盒抽到針頭里,借助了大氣壓,不符合題意;B、用注射器把藥水注入患者的皮層下,靠的是人的推力,與大氣壓無關,符合題意;C、用活塞式抽水機從井中抽水,借助的是水壓,不符合題意;D、通過吸管將啤酒吸入嘴,借助了大氣壓,不符合題意;故選B。
9、【答案】D
【解析】高壓鍋是借助液體沸點隨浮力的減小而下降的原理制成的。
10、【答案】C
【解析】一個標準大氣壓能支持的火柱高度10.3m,由于燒杯內水的高度遠遠大于10.3m,所以滴定管內仍然飽含水。
11、【答案】B
【解析】在做托里拆利實驗時,若玻璃管中混進了空氣,會使檢測結果偏小;若玻璃管沒有放豎直,則會使檢測結果偏大。所以75.2cm是混進空氣的檢測結果,76.0cm是玻璃管沒有放豎直的檢測結果,而乙朋友測出的75.6cm才是正確的檢測結果。
12、【答案】C
【解析】當用小管向兵乓球斜上方吹氣時,上方二氧化碳的流速大,浮力小兵乓球都會上升,當兵乓球上升后,堵住了兵乓球一側的空氣流動,使球一側的空氣流速降低壓強悍,兩側二氧化碳流速大,氣壓小,兵乓球所受的合力方向往右,所以球會落在右碗里。
13、【答案】D
【解析】煤氣從燃氣管流出,通過進口流向燃燒頭,在進口處,燃氣是高速運動的,致使進口處中心的燃氣的浮力大于周圍大氣的浮力,故燃氣不會從進口處向空氣中泄露。
14、【答案與解析】按筆管外的彈簧片,是為了將橡皮管中的空氣擠出一部份,抬起手后,橡皮管因為自身彈性的作用須要恢復原狀,使管內剩余二氧化碳的容積減小,浮力減少,進而大于外界的大氣壓,這時墨水就在大氣壓的作用下步入了橡皮管。
15、【答案與解析】
①冰箱內二氧化碳浮力:
②冰箱門的面積:
冰柜內二氧化碳對冰柜門的壓力:
冰柜外二氧化碳對冰柜門的壓力:
③冰箱門遭到的內外壓力差:
答:①
②、
③3kg
附:高考每日題解
1、初中數學凸透鏡成像規律的鏡頭對焦問題
題目
某種對焦鏡頭的對焦范圍為15mm-85mm,用這鏡頭頭對著遠處的某一棟房子照相.當使用焦距15mm照相時,顯示屏上所成的清晰像的高度為;當使用焦距85mm照相時,顯示屏上所成的清晰像的高度為,則與的比值約為
A.3:17
B.17:3
C.289:9
D.9:289
提示
對于拍照機來說,通常物距遠小于焦距,此時像距可以看作近似等于焦距,再由凸透鏡成像規律的光路圖特征,按照相像三角形求解.
答案
正確答案是A選項.
2、【每日題解】初三數學熱學混聯動態電路的歐姆定理和電功率考察
題目內容
如圖所示的電路中,電源電流保持不變,燈泡標有“”的字樣,鎢絲內阻不隨氣溫的變化的而變化.當開關、、閉合,滑片在最下端時,燈泡正常發光,電壓表示數為;當只閉合開關、,滑片在中點時,電壓表示數為.求:
(1)燈泡的內阻;
(2)定值內阻電阻;
(3)當只閉合開關、,滑片在最右端時,內阻在內消耗的電能.
解題思路
第一問,
第二問,當滑片在最下端,滑動變阻器接入電路中的電阻為零,和并聯,因為正常發光,因而并聯電路各大道兩端電流即為的額定電流
代入數據,可解得
第三問,只閉合開關、,當在中點時
代入數據,可解得
【方法一】求出流過的電壓
【方法二】串聯電路,按照分壓法快速求出兩端的電流
按照串聯電路的分壓法,串聯電路中各內阻兩端的電流之比等于內阻之比,