大气压强 流体压强与流速的关系讲义

大气压强 流体压强与流速的关系

一、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，一般用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。

二、产生原因：因为

空气受重力并且具有流动性。

三、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。

☆测得马德堡半球实验直径30cm则马德堡半球上受到得压力约多大。

解：半球表面积S=πr2=3.14×

=0.707 m2

F=p0S=1.01×105Pa×0.707 m2=7.14×103N

☆ 提供器材：塑料吸盘、刻度尺、弹簧测力计、玻璃，请说明测量大气压的方法及大气压的表达式。

解：①用刻度尺测出塑料吸盘的直径D

②把塑料吸盘内的空气全部挤压出来吸到玻璃上，用弹簧测力计拉吸盘，记下拉开时测力计的最大读数F

③则p=4F/πD2

解释现象：鸡蛋将被吞入瓶中。原因：点燃棉花使瓶中空气烘热，放上鸡蛋后，随着被封闭在瓶中的气体降温，压强逐渐减小，当瓶内压强小于大气压时，大气压将鸡蛋压入瓶中。

四、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：

⑴ 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。

⑵ 本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m

⑶ 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。

5、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=1.01×105Pa

2标准大气压=2.02×105Pa，可支持水柱高约20.6m

五、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：能发现什么规律？

① 大气压随高度的增加而减小。 30X10-2 m 2 甲 乙 ② 大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢

六、测量工具：

1、定义：测定大气压的仪器叫气压计。

2、分类：水银气压计和无液气压计

3、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。

七、应用：活塞式抽水机和离心水泵。

八、沸点与压强：

1、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。

2、应用：高压锅、除糖汁中水分。

九、液体和气体统称流体

十、流体压强与流速：在流体中流速大的位置压强小；流速小的位置压强大。

一、选择题

1、如图所示，a、b两个不同的实心圆柱体，放在水平地面上，它们对地面的压强相等，则下列判断正确的是（ ）

A、a的密度大，受到的重力大 B、a的密度小，受到的重力小。

C、a的密度小，受到的重力大 D、a的密度大，受到的重力小。

2、如图所示，质量相同的甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上。若分别沿竖直方向截去厚度相等的部分后，则剩余部分对水平地面的压强p甲和p乙的关系为 （ ）

A、p甲＜p乙 B、p甲＝p乙 C、p甲＞p乙 D、以上都有可能。

3、甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上，它们对地面的压强相等，已知ρ甲 < ρ乙。若在两个正方体的右侧，沿竖直方向截去相同质量的部分，则剩余部分对水平地面的压强关系中正确的是（ ）

A. p甲 < p乙 B. p甲 = p乙

C. p甲 > p乙 D. 无法判断

6、如图两个实心圆柱体放置在水平地面上，沿水平方向分别截去其上部相同高度后，剩余部分对水平地面的压强相等，则他们原来对水平地面的压强关系 ( )

A、 p甲 = p乙 B、 p甲 > p乙 C、 p甲 < p乙 D、 不能确定

5、如图所示，两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放置在水平桌面上，已知距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等，则两容器底部所受液体压力F甲、F乙和压强p甲、p乙的关系是（ ）

A F甲F乙，p甲p乙。 B F甲=F乙，p甲p乙。

C F甲F乙，p甲p乙。 D F甲F乙，p甲=p乙。

6、（08青岛）试管中有一段被水银柱密封的空气柱，将此试管分别如图所示旋转，若空气柱的压强为P，大气压为P0，则满足P＜P0的是：

A、甲 B、乙 C、丙 D、乙和丙。

h A B 甲 乙 7、下列现象中不属于应用大气压的是（ ）

A. 塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服。

B. 纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒。

C. 用吸管吸敞口瓶中的饮料。

D. 用注射器能把药液注射到肌肉里。

8．你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。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

二．填空题

1，有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，如图6所示，由于“气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧形凸起，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气速度 （选填“大”或“小”），此时，上方空气压强比下方空气压强 （选填“大”或“小”），这样，“气流偏导器”受到一个向 （选填““上”或“下”）的压力差，从而使车轮抓紧地面。

2.生活处处有物理，留心观察皆学问． 厨房中也包含着很多物理知识． 如：抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强 ，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出．

3.如图20所示，把一张半卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面，可以发现硬纸片不会翻转过去并紧贴在桌面上．这是因为流体的压强与流体流动的 有关，吹出的气使硬纸片下面空气的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)．

4．两个相同的圆柱形容器分别装有水和酒精，甲、乙两个小球分别浸没在水和酒精中，此时液体对两容器底部的压强相等。若不计液体损耗，分别取出小球后，水和酒精各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积__小于_乙球的体积；两容器中，水的质量___等于_______酒精的质量。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

三．实验题

21、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）____________________________

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四．计算题

1．一个底面积为25cm2的圆柱形容器放在水平桌面上，高为30cm，重为4N。向容器中倒入500mL的某种液体后，容器和液体共重7.92N。求：(1)液体的密度；(2)液体对容器底的压强；(3)容器对桌面的压强。

3．有一只两端都开口的直玻璃管，用一个很轻、面积比玻璃管口的横截面积稍大的塑料片挡住玻璃管的下端口，插入水中10cm深处(水不漏人管中)，如图7-35所示。若向管内缓慢地倒入密度为0.8×103kg/m3的酒精，当管内酒精的高度为何值时，塑料片恰好下落?

图7-35