第六章 气压的测量

初中数学气压测量教案教学目标：1. 了解气压的概念及其测量方法。

2. 学习气压的计算公式及其应用。

3. 培养学生的实验操作能力和团队协作能力。

教学重点：1. 气压的概念及其测量方法。

2. 气压的计算公式及其应用。

教学难点：1. 气压的计算公式的理解和应用。

教学准备：1. 实验器材：气压计、水银柱、玻璃管、气球等。

2. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：什么是气压？为什么我们需要测量气压？2. 学生回答后，教师总结：气压是指大气对物体表面的压力，我们需要测量气压是因为它与我们的生活密切相关，如气象预报、登山等。

二、气压的概念及其测量方法（15分钟）1. 讲解气压的概念，引导学生理解气压的定义和单位。

2. 介绍气压的测量方法，如水银柱法、电子气压计等。

3. 展示实验器材，讲解气压计的工作原理。

三、气压的计算公式及其应用（15分钟）1. 讲解气压的计算公式，如帕斯卡定律、气压与高度的关系等。

2. 引导学生思考：如何根据气压计算其他相关物理量？3. 举例说明气压计算公式的应用，如气压与液体压强的关系、气压与大气层厚度的关系等。

四、实验操作（15分钟）1. 学生分组，每组配备一套实验器材。

2. 教师讲解实验步骤和注意事项，确保学生掌握实验操作方法。

3. 学生进行实验，测量不同高度的气压值。

4. 记录实验数据，准备进行数据分析。

五、数据分析（10分钟）1. 引导学生分析实验数据，探讨气压与高度的关系。

2. 学生汇报分析结果，教师点评并总结。

六、课堂小结（5分钟）1. 回顾本节课所学内容，引导学生总结气压的概念、测量方法和应用。

2. 强调气压在实际生活中的重要性。

七、作业布置（5分钟）1. 请学生运用气压的知识，解释生活中的一些现象，如为什么在高山上需要穿着厚重的衣物？2. 预习下一节课内容：液体压强。

教学反思：本节课通过讲解和实验相结合的方式，使学生了解了气压的概念、测量方法和应用。

大气层的压强与气压的测量大气层是围绕地球的气体层，它对地球上的生命和环境起着至关重要的作用。

而理解大气层的压强以及如何测量气压对我们了解天气、气候和自然灾害的发生具有重要意义。

本文将探讨大气层的压强的概念和测量方法。

一、大气层的压强概述大气层的压强是指大气层对单位面积的压力。

由于地球对大气层的引力，使得靠近地球表面的大气层气体重力受到压缩，导致压强逐渐增大。

大气层的压强随着高度的增加而减小，因为高空处的大气层气体较为稀薄，受到的压缩作用较小。

二、气压的测量方法1. 气压计的原理与使用气压计是测量气压的传统仪器之一，原理基于大气压强对液体压力的影响。

常见的气压计有水银气压计和水柱气压计。

水银气压计通过一根玻璃管中的水银柱的高度来测量气压。

水柱气压计则利用了液体和气体间的压强平衡来测量气压。

使用气压计测量气压需要注意环境的影响，例如海拔高度、天气状况等因素都会对气压的测量结果产生影响。

因此，在测量气压时，需要进行修正以获得准确的结果。

2. 气象站和卫星观测气象站是进行气压测量的关键设备之一。

气象站包括气压计、温度计和湿度计等仪器，可以实时监测气压的变化。

通过建立气象站网络，可以获得广泛区域的气压数据，帮助科学家和气象学家进行天气预测和气候研究。

另外，卫星观测也成为测量大气层压力的重要手段之一。

卫星搭载的仪器可以在大气层的不同高度获取气压等气象数据。

通过卫星观测，可以获取全球范围内的气压分布，并帮助分析气候变化和大气环流等现象。

三、大气压强的应用1. 天气预报与气候研究测量大气压强是进行天气预报的关键因素之一。

通过观测气压的变化，结合气象学知识和模型，可以进行天气预测，并发出相应的预警信息，提醒人们采取相应的防范措施。

此外，测量大气压强还有助于气候研究。

通过长期观测大气层压力的变化，可以研究气候变化、长期天气趋势和自然灾害等重要问题，提供决策者和科学家们的重要参考。

2. 航空与航海安全在航空和航海中，了解大气压强是确保安全飞行和航行的重要因素之一。

第六章气压第一节概述一、气压的概念气压是作用在单位面积上的大气压力，称为大气压强，简称气压。

其数值等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。

气压是重要的气象要素之一。

气压随空气和空间的变化反映了天气变化过程的基本特征。

按照气体分子运动理论，大量运动着的空气分子，连续不断地撞击物体表面，这种空气分子对物体的撞击作用，即表现为大气对该物体表面所施的压力。

在空气密度大、分子平均运动速度大的地方，这种撞击作用就大，气压也就大。

在静止的大气中，任一高度上的气压值等于其单位截面积上大气柱重量。

在单位截面积气柱的任意高度（H）处，取一厚度极薄的气层，这气层可看作是被一个无重量的外皮包起来的空气箱。

在这空气箱内，由于空气分子的撞击作用，产生内压力PH ，它分别作用于此空气箱的四壁。

当空气箱的顶面（即H）面处于平衡状态时，则说明箱内的压力必然与作用在箱顶面上的力相等，而这个力就是空气箱面上的大气柱重量（WH），所以，H面所在高度的气压值，应等于其单位截面积上所承受的大气柱重量。

因为这一高度是任意取的，所以说任意高度上的气压值，等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量（见图6-1）。

图6－1 任一高度上的气压值示意图二、气压的单位及其换算气压可以用水银柱的高度来测量。

因此，气压的单位也可以直接用水银柱的高度—毫米数来表示。

这种单位称为毫米水银柱高（mmHg），简称毫米（mm）。

在国际单位制中，压强的单位是“帕斯卡”（Pascal），简称“帕”，符号为Pa。

为统一使用单位，1979年世界气象组织（WMO）规定以“百帕”（hectopascal）为基本单位。

“百帕”即100个“帕”，符号为hPa。

按国际标准组织的规定，一个“帕”的压强为1平方米面积受到的一个牛顿力，即：1帕＝1牛顿/米2因为1牛顿力＝1千克•米/秒2=103克×102厘米/秒2＝105克•厘米/秒2＝105达因所以1帕＝105达因/米2＝105达因/104厘米2＝10达因/厘米21百帕＝100牛顿/米2＝1000达因/厘米2因为1毫巴＝1000达因/厘米2，所以1百帕＝1毫巴在温度为0℃，重力加速度为980.665厘米/秒2，水银密度为13.595克/厘米3的条件下，1厘米2面积上所受到的高为1毫米汞柱的重量，即为1毫米汞柱，其值为1333达因/厘米2或1.333毫巴，因此：1毫米汞柱高＝1.333毫巴≈4/3毫巴≈4/3百帕1百帕≈3/4毫米汞柱高在一些国家用英寸（inch）汞柱高为气压单位，它和毫米、百帕间的换算关系为：1inHg＝25.40mmHg1inHg≈25.40×4/3hPa≈33.87hPa三、常用的几种气压（一）本站气压：是指气象台、站气压表（或传感器）所在高度处的气压。

第六章第六节大气压强第一课时大气压强的存在一、选择题：1、有一种用塑料或橡皮制造的挂衣钩，中间是一个空的“皮碗”，如图所示，可以把它按在光滑的墙或玻璃上，在钩上再挂上几件衣服也不会掉下来，这是因为（）A．墙对它有吸力B．玻璃对它有吸力C．衣钉对墙或玻璃有附着力D．大气压的作用2、大气压强与人们的日常生活关系密切。

下列事实中属于大气压运用的是（）A、载重量较大的汽车有许多车轮B、用吸管很容易从瓶中吸取饮料C、人能轻松地浮在死海的海面上D、拦河坝的截面上窄下宽呈梯形3、下列实例中不能证明大气压存在的是（）A、活塞式抽水机的抽水过程B、离心式水泵的抽水过程C、针管吸药液的过程D、车辆的行驶4、茶壶盖上有个小孔，它的作用时（）A、空气进入茶壶内，以便水能倒出B、让水蒸气跑出去，使茶水凉得快些C、起美观作用D、以上原因都对二、填空题：5、1654年，德国马德堡市市长奥托.格里克，把两个直径约为36厘米的空心铜半球紧贴在一起，用抽水机抽出球内的空气，然后用两队马向相反方向拉两个半球，居然用16匹骏马使劲地拉才使它们分开，这就是著名的____________________实验，此实验说明_____________________________。

6、将点燃的酒精棉球放入瓶内，然后迅速用剥了壳的鸡蛋堵在瓶口，过一会儿鸡蛋________瓶中，这一现象说明____________________________________________________。

7、由于大气受_____________作用，大气对浸入其中的物体产生__________________，我们称之为___________________，简称_____________________。

8、医生打针时，先把注射器管里的活塞推到底，把管中的排除，抽药水时，就把药液压入针管里。

钢笔吸墨水就是利用了。

三、实验题9、某同学用一个玻璃杯和硬纸做实验，将杯中放满水再盖上硬纸片后，倒置过来水和纸都没有落下。

一、实验目的1. 了解气压测量的原理和方法。

2. 掌握气压计的使用和校正方法。

3. 学会通过气压变化分析大气状况。

二、实验原理气压是指大气对物体表面的压力，其大小受地球引力、大气密度、海拔高度等因素影响。

本实验采用气压计测量大气压力，通过比较不同地点的气压值，分析大气状况。

三、实验仪器1. 气压计（水银气压计、空气压力计等）2. 温度计3. 海拔高度计4. 记录本四、实验步骤1. 准备工作：检查气压计、温度计、海拔高度计等仪器是否完好，记录仪器初始状态。

2. 测量大气压力：将气压计放置在平稳的桌面上，调整水平，读取气压值。

3. 测量气温：使用温度计测量气温，记录数值。

4. 测量海拔高度：使用海拔高度计测量实验地点的海拔高度，记录数值。

5. 分析数据：根据测量得到的大气压力、气温、海拔高度，分析大气状况。

五、实验数据实验地点：某城市气象站实验时间：2021年10月25日实验仪器：水银气压计、温度计、海拔高度计1. 大气压力：101.3 kPa2. 气温：15℃3. 海拔高度：50 m六、实验结果与分析1. 大气压力与海拔高度的关系：根据实验数据，该地点海拔高度为50 m，大气压力为101.3 kPa。

根据大气压力与海拔高度的关系，海拔每升高100 m，大气压力降低约0.96 kPa。

因此，本实验结果符合大气压力与海拔高度的关系。

2. 大气压力与气温的关系：实验中气温为15℃，大气压力为101.3 kPa。

根据大气压力与气温的关系，气温升高，大气压力降低；气温降低，大气压力升高。

因此，本实验结果符合大气压力与气温的关系。

3. 大气状况分析：根据实验数据，该地点大气压力、气温、海拔高度均符合正常值。

根据气压计的指示，大气状况较为稳定。

七、实验总结通过本次实验，我们了解了气压测量的原理和方法，掌握了气压计的使用和校正方法，学会了通过气压变化分析大气状况。

在实验过程中，我们严格按照实验步骤进行操作，确保了实验数据的准确性。

气压单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。

常用的气压单位是百帕常用测压方法（1）液体气压表：利用一定长度的液柱重量直接与大气压力相平衡的原理。

（2）空盒气压表和气压计：利用空盒的金属弹力和大气压力相平衡的原理。

（3）膜盒式电容气压传感器：利用真空膜盒，当大气压力产生变化时，弹性膜片产生形变而引起其电容量的改变，通过测量电容量来测量气压。

（4）振筒式气压传感器：弹性金属圆筒在外力作用下发生振动，当筒壁两边存在压力差时，其振动频率随压力差而变化，该传感器就是利用这一原理。

（5）压阻式气压传感器：利用气压作用在敏感元件所覆盖的抽成真空的小盒上，通过小盒使电阻受到压缩或拉伸应力的作用，由压电效应知道电阻值随气压变化而变化，通过测量电阻值来测量气压。

（6）沸点气压表：利用液体的沸点温度随气压的变化而变化的特性测量气压。

动槽式水银气压表和定槽式水银气压表的区别动槽式水银气压表的主要特点是有测定水银柱高度的固定“零点”，故每次测定都需调整水银面的高低，使其符合固定零点的位置。

才能读取水银柱高度。

定槽式水银气压表的最大特点是槽部没有调整水银面的装置，即没有固定零点。

不需调整水银面，而采用了补偿标尺刻度的方法，以解决零点位置的变动，它要求内管截面与槽部截面成不变的比例关系。

所以，定槽式的内管示度部分直径均匀。

水银气压表订正（本站气压订正）读数须顺序经过仪器差、温度差、重力差三步订正。

水银气压表的仪器误差⑴真空不良的影响产生的误差⑵毛细压缩误差⑶温度的不确定度产生的误差⑷水银蒸气压的影响产生的误差⑸标尺误差⑹由于安装条件不妥引起的误差⑺其它误差当外界气压不变，而温度发生变化时，水银柱和黄铜标尺均会发生胀缩。

这种纯系温度的变化而引起的气压读数的改变值，称为水银气压表的温度差金属空盒特性？为什么弹性空盒可以作为测压仪器的感应器？（1）空盒弹性的温度效应（2）空盒的弹性后效空盒气压表原理空盒气压表和空盒气压计都是用金属弹性膜盒作为感应元件的，利用这种空盒的弹力与大气压力相平衡的原理来测量气压。

第六章第六章 常见的光学仪器常见的光学仪器目标目标 了解凸透镜、了解凸透镜、了解凸透镜、凹透镜的有关名词及性质，凹透镜的有关名词及性质，凹透镜的有关名词及性质，知道如何鉴别，知道如何鉴别，知道如何鉴别，了解常见的几种光学仪了解常见的几种光学仪器的工作原理，近视、远视的纠正方法，掌握凸透镜成像规律，会画凸、凹透镜的光路图。

路图。

重点重点凸透镜成像规律，凸、凹透镜光路图凸透镜成像规律，凸、凹透镜光路图凸透镜成像规律，凸、凹透镜光路图 难点难点凸透镜成像规律凸透镜成像规律凸透镜成像规律 章节章节内容内容 第一节：透镜第一节：透镜 透镜透镜::至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件。

（要求会辨认）（要求会辨认）凸透镜、中间厚、边缘薄的透镜，边缘薄的透镜，如：如：远视镜片，照相机的镜头、照相机的镜头、投影仪的镜头、投影仪的镜头、放大镜等；凹透镜、中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。

主轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/CC/表示；表示；表示； 光心：同常位于透镜的几何中心；用“O ”表示。

”表示。

焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“用“F F ”表示。

”表示。

焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“焦距用“f f ”表示。

如下图：”表示。

如下图：注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点凹透镜的焦点是虚焦点。

焦距越小的透镜，对光的会聚（或发散）作用越明显。

第二节：探究——凸透镜成像第二节：探究——凸透镜成像探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）注意事项：“三心共线”：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上；又叫“三心等高”又叫“三心等高”凸透镜成像的规律（要求熟记、并理解）凸透镜成像的规律（要求熟记、并理解）： 成像条件物距（u ） 成像的性质成像的性质像距（像距（v v ） 应用应用 U ﹥2f倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像 f ﹤v ﹤2f 照相机照相机 U=2f倒立、等大的实像倒立、等大的实像 v=2f f ﹤u ﹤2f倒立、放大的实像倒立、放大的实像 v ﹥2f 投影仪投影仪 U=f不成像不成像 0﹤u ﹤f 正立、放大的虚像正立、放大的虚像 v ﹥f 放大镜放大镜口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。

第六章 液体力学6-1 有一个长方体形的水库，长200 m ，宽150 m ，水深10 m ，求水对水库底面和侧面的压力。

解：水对水库底面的压力为：()()391 1.0109.810150200 2.910F ghS N ρ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯侧面的压力应如下求得：在侧面上建立如图所示的坐标系，在y 处取侧面窄条dy ，此侧面窄条所受的压力为：dF glydy ρ=整个侧面所受的压力可以表示为：2012hF glydy glh ρρ==⎰对于10h m =、200l m =的侧面：()2721'9.8102F glh N ρ==⨯ 对于10h m =、150l m =的侧面：()2721''7.4102F glh N ρ==⨯侧面的总压力为：()82222'2'' 3.410F F F N =+=⨯6-2 有三个底面积相同但形状各异的容器，分别盛上高度相同的水，如题图所示，根据静止流体压强的概念，三个容器底面的压强是相同的，所以每个容器底面所受的水的压力也是相同的，水对底面压力是由水的重量引起的，但是三个容器中所盛的水的重量显然不等，请对这个似乎矛盾的结果作出解释。

答：三个容器底面的压强是相同的，但流体对容器内壁的压强并不是容器对其支撑面的压强，容器对其支撑面的压力等于水与容器本身重量之和。

因此，容器对其支撑面的压强是不同的。

如蓝球内壁的压强要比蓝球对支撑面的压强要大得多。

6-3 在35.010s ⨯的时间内通过管子截面的二氧化碳气体(看作为理想流体)的质量为0.51 kg 。

已知该气体的密度为37.5kg m -⋅ ，管子的直径为2.0 cm ，求二氧化碳气体在管子里的平均流速。

解： 单位时间内流过管子截面的二氧化碳气体的体积，即流量为：53130.511.36107.5 5.010V m Q m s t ρ--===⨯⋅⨯⨯平均流速为：()521221.3610 4.3103.14 1.010V Q v m s S ----⨯===⨯⋅⨯⨯ 6-4 当水从水笼头缓慢流出而自由下落时，水流随位置的下降而变细，何故？如果水笼头管口的内直径为d ，水流出的速率为0v ，求在水笼头出口以下h 处水流的直径。

气压与大气压力的测量气压是指空气对于物体表面单位面积所施加的压力。

气压的测量是气象学、地理学、飞行学等领域中重要的一项工作。

准确测量大气压力可以帮助我们了解天气变化、航空安全以及地理环境等方面的信息。

一、气压的定义及因素气压是指大气对于物体单位面积所施加的压力，通常用帕斯卡（Pascal）表示，国际单位制中的单位。

大气压力受气体分子运动和地球引力影响而产生。

在地球表面，气压随海拔的升高而减小，随气温的升高而增大。

此外，气压还受到天气系统、地球自转等因素的影响。

二、气压的测量方法1. 气压计气压计是一种用来测量大气压力的仪器。

常见的气压计有水银气压计和气泡式气压计两种。

（1）水银气压计水银气压计是利用水银柱的液压作用来测量气压的。

其原理是将一段密闭的水银柱倒置入一足够长的水池中，水池中留有少量水银。

当气压变化时，水银柱的高度会上下移动。

通过测量水银柱的高度差，即可得到气压的数值。

（2）气泡式气压计气泡式气压计是一种利用气泡的体积变化来测量气压的。

气泡内密封有一定量的气体，在气压变化时，气泡的体积会发生相应的变化。

通过测量气泡的体积变化，即可推算出气压的数值。

2. 气压传感器气压传感器是利用电子技术原理来测量大气压力的设备。

气压传感器通常由感应元件、信号处理电路和显示装置组成。

感应元件受气压作用，产生对应的电信号，经过信号处理电路转换为可读取的气压数值，并显示在显示装置上。

三、气压测量的应用气压测量在各个领域中都有广泛的应用。

1. 气象学气压测量是气象学中非常重要的一项工作。

通过测量气压的变化，可以预测天气的变化。

例如，在气压突然下降的情况下，往往意味着即将到来的是低气压系统和降雨天气。

2. 航空领域在飞行学中，准确测量大气压力对于飞机的起降和飞行安全至关重要。

航空仪表中的高度表、速度表等设备都需要准确测量气压，以提供飞机飞行所需的数据。

3. 地质学气压测量也在地质学中得到广泛应用。

通过测量气压的变化，可以了解到地下地貌中的水位变化。

6.6大气压强的测定一、教学任务分析：本节课是上教版初中物理九年级第一学期第六章第六节的内容，本节内容一共分3课时完成，本节课是第二课时。

大气压强与固体压强、液体压强一起构成了一个相对完整的知识体系。

由于大气压的产生与静止液体内部压强的产生原因类似，所以大气压强的学习是前者的延伸和巩固。

学习本节课需要具备的基础知识有：压力和压强的概念；压强公式：P=F/S；液体内部的压强公式：P=ρgh。

通过上一节课的学习，学生已经知道了大气压强的存在，而马德堡半球实验给他们留下了深刻的印象：大气压强是很大的，对于大气压强到底有多大，他们必然有着好奇心。

这些都为本节课的学习做了很好的铺垫。

但是由于托里拆利实验是应用了间接测量的方法，所以学生在理解上一直存在着困难，甚至于根本不能理解为什么这么做，所以又给本节课的学习带来了困难。

本设计要求学生主动参与，通过分析覆杯实验、模拟实验、演示实验这一系列知识形成的过程，感受观察、分析、推理、间接测量等科学的思想和方法，并体验学习的乐趣。

二、教学目标1．知识与技能1、知道托里拆利实验首次测出大气压的值。

2、知道一标准大气压的数值。

2．过程与方法经历探究大气压强值的实验活动，感受分析、推理、间接测量等科学方法。

3．情感态度与价值观1、通过测量大气压强值的一系列活动，提高动手动脑学习物理的兴趣，激发探索未知世界的热情。

2、通过了解托里拆利实验的历史，养成不迷信权威，尊重实验事实，实事求是的科学态度。

三、教学重点难点重点：托里拆利实验测定大气压的原理难点：对覆杯实验中的纸片进行受力分析四、教学资源与实验器材1 、DIS演示实验1套（包括计算机1台、数据采集器1个、压强传感器1个）。

2、演示实验：（含广口瓶、水槽、纸片、装满水的饮料瓶、实验用玻璃管、锥子各一个）。

3、学生实验20组：（每组有：装有水的水槽、小饮料瓶（内装满水）、大饮料瓶（装满水）各一个）4、课件：PPT幻灯片五、教学设计思路托里拆利实验是物理学中的重要实验之一，具有重要的教育价值。

气压测量原理
气压测量原理是利用气压传感器来测量气体的压力。

气压传感器一般由一个弹性薄膜和一个压力传感器组成。

当气体压力作用在薄膜上时，薄膜会产生弯曲变形。

这个变形会导致压力传感器中的电阻发生变化。

电阻变化后，通过相应的电路调理和放大，最终将转换成可测量的电压信号。

这个电压信号与气体压力存在一定的线性关系。

通过校准传感器，可以确定电压信号与气压的对应关系。

从而，通过测量电压信号，可以准确地反推出气体的压力值。

需要注意的是，测量过程中要避免外界因素对测量结果的干扰。

例如，温度变化会引起薄膜的热胀冷缩，进而影响测量结果。

因此，在气压测量时，需要进行温度补偿，以提高测量的精确度。

此外，气压测量原理还可以通过其他方式实现。

例如，利用气体与液体压力平衡的原理，可以通过测量液体的压力来间接测量气体的压力。

或者利用气体压力对传声器产生的声波振幅的影响来测量气压。

不同的原理会有不同的测量精度和适用场景。

总的来说，气压测量原理基于气压传感器的工作原理，通过测量压力传感器输出的电压信号，可以准确地测量气体的压力。