大气压强,流体压强与流速的关系

三、大气压1、概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。2、产生原因：因为空气受重力并且具有流动性。3、大气压的存在——实验证明：历史上著名的实验——马德堡半球实验。小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。4、大气压的实验测定：托里拆利实验。(1)实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。(2)原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。(3)结论：大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)(4)说明：A实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。B本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3mC将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。hD若外界大气压为HcmHg试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。hhhhhhhhhhhhhHcmHg(H+h)cmHg(H-h)cmHg(H-h)cmHg(H+h)cmHg(H-h)cmHg(H-h)cmHgE标准大气压：支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa2标准大气压=2.02×105Pa，可支持水柱高约20.6m4、特别提示：①托里拆利管中要充满水银，不能留有气泡（若有气泡，测量值将怎么变化？）②在做实验时，要将玻璃管竖直放置（为什么？）③测量高度是指水银槽水银面到玻璃管中液面的垂直高度④管内水银柱的高度只随外界大气压变化而变化，与管的粗细、倾斜角度、管得长短及玻璃管提起还是压下无关⑤托里拆利实验若用水做，玻璃管至少应——m⑥对于公式p=ρgh，不适用于气体（因为空气的ρ是变化的）⑦一定量的气体，温度不变，体积→大，p→小，反之，成立。当V升高时，温度→高，p→大，反之，成立。例1、如下图所示，甲、乙、丙三个人同时用托里拆利的方法，在同一教室测大气压，测得管内水银柱的长度分别为74.5cm、75.2cm、76.1cm，他们当中一个做实验时进了空气；另一人测量水银柱高时没有把管竖直放好；有一个测量准确，问大气压当时的值应是多少厘米汞柱?例2、一端开口、一端封闭的玻璃管，开口向下插入水银槽中，不计玻璃管的重力和浮力，用竖直向上的力F提着保持平衡，此时管内外水银面高度差为h（如图所示）．如果将玻璃管向上提起一段距离，待稳定后，此时的F和h与刚才相比18题图A．F会增大、h也增大B．F会增大、h18题图C．F会不变、h却增大D．F会不变、h也不变例3、在一次台风过境时，台风中心的气压下降为9×104pa，而房屋中的气压为一个标准大气压，若屋顶的面积为100m2，则屋顶内外受到的压力为多少？若屋顶所能承受的最大压力为1.2×106Ｎ，则屋顶会否被掀掉？5、大气压的特点：(1)特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。(2)大气压变化规律研究：在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa6、测量工具：定义：测定大气压的仪器叫气压计。分类：水银气压计和无液气压计说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。7、应用：活塞式抽水机和离心水泵。8、沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。应用：高压锅、除糖汁中水分。9、体积与压强：内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。10、人体内的压强80～120cm汞柱☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例？答：①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动例1、青藏铁路已全线贯通，即将投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统，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，大气压强大实验探究1、小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值．实验步骤如下．（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，这样做的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞＿＿＿＿＿＿＿＿时，记下弹簧测力计的示数为8.2N．（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为＿＿＿cm，计算得到活塞的横截面积为＿＿＿cm2．（4）计算得到大气压强的数值为＿Pa.（5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大，有的偏大，有的偏小.请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；流体压强和流速的关系1、液体和气体，都没有一定的形状，且很容易流动，因此统称为流体2、在流体流速越大的位置，压强越小，流速越小，压强越大3、事例：①鸟飞行时为什么要上下震动翅膀②刮大风时，我们感觉到呼吸困难③飞机怎样上升的④汽车在马路上快速驶过，马路两边的树叶会随风飘动⑤候车的旅客为什么应站在安全线以内例题1：小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.(1)实验时，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这样做的目的是▲.(2)如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，则大气压的值可表示为p=▲.(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气．则测得的大气压值▲(进填“偏大”、“偏小”或“不变”)(4)实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用▲(选填“甲”或“乙”)注射器，理由是▲。例题2：（2011山东济宁）小明在学习液体压强时，用压强计做了如图7所示的实验，获得的数据如下表。据表中信息判断小明研究的问\o"欢迎登陆全品高考网!"题是A．液体向各个方向压强的大小关系B．液体压强与液体深度的关系C.液体压强与液体密度的关系D．液体压强与气压的关系甲乙图5甲乙图5A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙C．P甲＝P乙 D．条件不足，无法判断例题4：把一根长约10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端，往B管中轻轻吹气，会看到A管中液面____________，这是因为A管上方空气流速增大，使压强___________而造成的结果。1．下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中，错误的是（）甲甲乙水酒精图6B．飞机飞行时获得升力--流体压强和流速的关系C．水下潜水艇能够上浮--液体的压强和深度的关系D．利用高压锅容易将饭煮熟--沸点和气体压强的关系2．如图所示，圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，它们的底面积分别为200cm2和100cm2。容器甲中盛有0.2m高的水，容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后，剩余水对容器甲底部的压强为p水，剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量m的范围为时，才能满足p水＞p酒精。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）3．（2012•广东梅州）你是否有过这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，竖直方向伞面可能被“吸”，发生形变。下列有关这一现象及其解释，正确的是（）A．伞面被向下“吸”B．伞上方的空气流速大于下方C．伞上方的空气流速等于下方D．伞上方的空气流速小于下方4．2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg／m(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa，则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压)(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?(3)“蛟龙号”完成任务后．漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图8所示，图中P2＝2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨，求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。5．（2012•天津市）高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压锅顶部面积为St（已知大气压强p0）（1）写出液体沸点与气压的关系；（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。1、图１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流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是（）A.进口处煤气流速小，压强大于大气压强B.进口处煤气流速小，压强小于大气压强C.进口处煤气流速大，压强大于大气压强D.进口处煤气流速大，压强小于大气压强2、在五一游艺晚会上，陈思同学演示了如图示的实验，排在一条线上的三个碗，中间碗内放一个乒乓球，当用小管向球斜上方吹气，乒乓球将（）A.仍静止B.运动到左碗C.运动到右碗D.无法确定3、高压锅问题：原理：利用增大气压，提高沸点，从而使食物的温度升高涉及到的相关物理知识：压强，二力平衡低压锅问题，类似高压锅4、输液问题：瓶内上方大气压强：P血=P液管+P白如下图所示，药品插口有两根管子，其中B管是保持瓶内和瓶外相通，瓶上方的压强为，从而使药液在力的作用下从A管中向下流出；针头的表面做的非常光滑，这是为了，以减轻病人痛苦；若要提高输液速度，除了调节器调节外，还有一个简便的方法就是，其中的道理是。输液管调节器答案：1.01×105输液管调节器5、安全阀问题：G*OB=F*OAmg*OB=PS*OA5、测得一个24厘米高压锅的限压阀的质量为0.1千克，排气孔的内径为3毫米。如果用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强关系的表格，这个高压锅内的最高温度大约是多少？T/℃9095100105110112114116118120122124126128130p/千帕7084101121143154163175187199211226239258270将医用注射器的活塞推至底端，再用橡皮帽把小管口堵住，这是人们需要60.3N的拉力才能将注射器的活塞从注射器中拉出。若活塞的横截面积是6.5cm2，则此时的大气压强约为多大？F拉=F大气P大气=F大气/S=F拉/S=60.3N/(6.5×10-4m=9.28×104Pa在航海中有规定，两并排行驶的轮船不能靠得太近，否则会发生海难事故，为什么？南京地铁站台便有黄色的警戒线，铁路旁边也是如此，为什么要设这条警戒线？答：因为流体的流速越大压强越小。两并排行驶的两条轮船内侧水流速度大于外侧水流速度，压强差会将两条轮船压向一起，造成相撞的海难事故。地铁站台边的黄色警戒线也是因为地铁开来时，周围的气体流速增大，压强减小，人背后的压强较大，会将人压向地铁，造成伤亡事故。多选题9．关于图7所示的各种情景，下列说法中正确的是甲乙甲乙丙丁图7A．甲图中：射击运动员在比赛中经常戴耳罩，这样可以在声源处减弱噪音B．乙图中：在托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长C．丙图中：高压锅可以增大锅内液面上方气体的压强，使锅内液体的沸点降低D．丁图中：船闸把河流的上游和闸室、闸室和下游分成两个独立工作的连通器实验题11.图20是小明自制的“蜡烛抽水机”的实验装置。他将一支塑料管弯成“∩”型，一端插入硬纸片另一端插入右杯水中，点燃蜡烛一段时间后，用硬纸片盖住左杯口且纸片与杯口密封（涂有凡士林），过一会，左杯内气体压强将（选填“增大”或“减小”），右杯中水在的作用下流入左杯。（2分）12.如图19甲所示是用液体压强计测液体压强的实验，小华认为图19甲中使用的压强计不能直观比较液体中某两个液面的压强，为了同时观察、比较液体中某两个液面的压强大小，小华自己设计了一个实验装置，装置如图19乙所示，玻璃容器A的上、下表面分别用橡皮膜C和D封住，玻璃管B与玻璃容器A连通，B的上端配有一个密封小塞子E。小华做实验前用塞子E塞住B的上端，当把装置至于水面下某一深度时，橡皮膜D向上突起，橡皮膜C也向上突起，如图19丙所示，请你简要分析出现橡皮膜C向液体一面凸起的这种现象的原因，并简述在不增加器材的情况下，如何简单改进此装置，就可以同时观察液体中某两个液面的压强大小了。AABCDE图19甲 乙 丙 13．小明在研究“压强与压力的关系”时，记录的实验数据如下表所示。请你对表格中的数据进行分析，归纳出压强与压力之间的关系式：。F/N102030405060S/mP/Pa50100150200250300或16．（2分）当物体对水平面压力一定时，物体对水平面的压强随受力面积变化规律的图像如右上图所示，根据图像得出，压强随受力面积变化的表达式：。33．小明在研究“压强与压力的关系”时，记录的实验数据如下表所示。请你对表格中的数据进行分析，归纳出压强与压力之间的关系：。（2分）F/N102030405060S/mP/Pa5010015020025030017．小明认为用吸管喝饮料时，饮料是被吸上来的，而不是被压上来的。请你利用图20所给器材设计一个实验证明他的观点是不对的。18．小王同学用大号注射器、钩码和绳子做实验。如图23所示，他先把注射器的活塞推至顶端，把管内空气排出，用橡皮帽把它的小孔堵住，然