新人教版 八年级物理 大气压强 流体压强与流速的关系 知识讲解

【学习目标】

1.了解由于大气压强的客观存在而产生的现象；

2.知道测量大气压强的方法、大气压强大小和单位；

3.了解抽水机的工作原理、生活中大气压强的变化；

4.了解流体压强与流速的关系，知道飞机升力产生的原因。

【要点梳理】

要点一、证明大气压强存在的实验

1.简单实验：

（1）塑料吸盘：把塑料吸盘中的空气排出一部分，塑料吸盘内外压强不等，塑料吸盘就能吸在光滑墙壁上。如果塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔，进入塑料吸盘和光滑的墙壁之间，吸盘便不能贴在光滑墙面上。

（2）悬空塑料管里的水：塑料管装满水，用硬纸片盖住管口倒置，塑料管中的水不会流出来。如果把塑料管的上方和大气相通，上、下压强相等，水就不能留在管中。

（3）用吸管吸饮料：如果把杯口密封，空气不能进入杯内，便无法不断的吸到饮料。大气压的作用使饮料进入口中。

2.大气压的存在： 以上实验说明大气压强确实存在，历史上证明大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验。在大气内部的各个位置也存在着压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压。

要点诠释：空气和液体一样，具有流动性，所以大气内部向各个方向都有压强。

要点二、大气压的测量（高清课堂《大气压强与流体压强》）

 1.托里拆利实验

（1）实验过程：如图所示，在长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面高度差约760mm。

（2）实验是将大气压强转化为液体压强来进行测量的。如图所示，在管内外水银面交界处设想有一假想的液片，由于水银柱静止，液体受到管内水银柱产生的向下的压强与外界大气压相等，也就是大气压支持了管内大约760mm高的水银柱，大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等。通常把这样大小

的压强叫做标准大气压，用表示。

根据液体压强公式：。

（3）在托里拆利实验中，管内上方是真空，管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化，和管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是下压等因素无关，只与水银柱的竖直高度有关。

2.气压计

（1）气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。

（2）常见的气压计：水银气压计、无液气压计，氧气瓶和灭火器上的气压计也是一种无液气压计。

3.大气压的变化

（1）大气压随高度的升高而减小。由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，由于大气层密度变化是不均匀的，因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔2000m以内，大约每升高12m，大气压减小133Pa。

（2）天气的变化影响大气压。一般来说，晴天的气压比阴雨天的高。

4.大气压和水的沸点：水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点会降低。

要点诠释：

1.单位：国际单位是帕斯卡(Pa)。常用单位还有毫米汞柱（mmHg），厘米汞柱（cmHg），标准大气压(atm)。

2.托里拆利实验中，如果玻璃管中有部分空气，测量的大气压值比实际值偏小；如果实验中用水代替水银，需要约10m长的玻璃管。

3.水银气压计的测量结果较准确，但携带不方便。实际应用中经常使用金属盒气压计，也叫无液气压计，它的主要部分是波纹真空金属盒。气压变化时，金属盒的厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出气压的大小。

要点三、活塞式抽水机

活塞式抽水机，是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。使用时，若提起活塞，阀门A受到大

气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用

推开阀门B进入圆筒（图甲）；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，于是冲

开阀门A进入圆筒的上部（图乙）；再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，从侧管流出。与此

同时井里的水又在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒（图丙）。

要点四、流体压强与流速的关系

1.探究流体压强与流速的关系：

(1)对着两张平行放置的纸的中间吹气，使得两张纸中间的气流速度增大，这时两张纸外侧的气流速度相对较小，两张纸会向中间靠拢，这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力，可见空气流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

(2)将两只小船放入水盘中，用水管向两船中间冲水，两船向中间靠拢，这说明船两侧的水对船的压力大于船中间的水对船的压力，可见液体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

2.生活中的应用：等车的时候人要站在安全线以外；汽车的整体形状类似飞机机翼，有助于减小汽车对地面的压力；鼠洞的通风系统；乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近，否则容易造成事故。

3.流体压强和流速的关系：流体流动时，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。

4.飞机的升力

（1）机翼的形状：飞机的机翼一般做成上凸下平的形状，机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度，从机翼横截面的形状可知，其上方弯曲，下方近似于直线、飞机飞行时，空气与机翼发生相对运动，由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长，所以机翼上方的空气流动比下方要快。

（2）升力产生的原因

从机翼上方流流通过的路程长，速度大，它对机翼上表面的压强较小；机翼下方气流通过的路程较短，速度小，它对机翼下表面的压强较大。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有压力差，这就是产生升力的原因。

【典型例题】

类型一、大气压强

1、（2015•丰台区校级模拟）关于大气压，下列说法错误的是（　　）

A．大气压的数值在不同地区一般不同 

B．同一地区的大气压数值也在不断变化 

C．大气压的值随高度的增加而增大 

D．一个标准大气压的值等于760mmHg，它是不变的 

举一反三： 

【变式】下列都是《科学》课本中的实验，用来说明大气压强存在的是（　　）

A．橡皮塞跳起        B．筷子提米      C．覆杯实验      D．向两球之间吹气

2、某同学做托里拆利实验，测得玻璃管内水银柱比槽内水银面高出76cm，下面的哪些措施可以使这个高度差改变（　　）

A．往槽内加入少许水银         B．使玻璃管稍微倾斜一点

C．把玻璃管往上提一提         D．把实验移到高山上去做

举一反三：

【变式】1（2015春•广饶县校级期中）某同学自制一只水银气压计，测得的数据比实际数据偏低，其主要原因是（　　）

A．水银槽内水银过多    B．玻璃管内进入空气 

C．玻璃管太粗          D．玻璃管粗细不均匀 

【变式】2在一次模拟的托里拆利实验中，四个同学分别用图所示的四种方式测量液柱高度。其中正确的

3、如图所示是利用水银气压计测量不同高度的大气压数值

　　①认真分析可知：大气压的变化规律是________________。

　　②由于不同高度的大气压是不同的，这就给人们一个启发：那就是可以将水银气压计改装成一个________，如果我们在武当山的金顶上测得的大气压是83.6kPa，则金顶的海拔高度大约是________m。

　　③如果在金顶上烧开水，则水沸腾的温度将________100℃。（填“高于”“等于”“低于”）

举一反三：

【变式】青藏铁路已全线贯通，已经投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗系统，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

类型二、流体压强

5、如图所示，灰鹅在飞行途中突遇强风，会将身体翻转180°，以脚朝上但头保持不变的怪异姿势飞行．灰鹅转体后（　　）

A．翅膀下方空气流速大于上方的流速，有助于迅速降低高度

B．翅膀下方空气流速大于上方的流速，有助于迅速提升高度 

C．翅膀下方空气流速小于上方的流速，有助于迅速降低高度 

D．翅膀下方空气流速小于上方的流速，有助于迅速提升高度

6、如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”并严重变形。下列有关这一现象及解释正确的是（　　）

A．伞面被向上“吸”，因为伞上方的气压大于下方气压

B．伞面被向上“吸”，因为伞上方的气压小于下方气压 

C．伞面被向下“吸”，因为伞上方的气压小于下方气压 

D．伞面被向下“吸”，因为伞上方的气压大于下方气压

举一反三：

【变式】春天是放风筝的好季节，风筝在空气中飞行利用了下列什么原理（　　）

A．风筝下方空气流动速度小，空气压强小

B．风筝下方空气流动速度大，空气压强大 

C．风筝上方空气流动速度大，空气压强小 

D．风筝上方空气流动速度小，空气压强大