8年级下册沪粤版物理 8.3 大气压与人类生活 逐字稿-3,727字

  师:同学们好,本节课我们来学习第八章第三节“大气压与人类生活”。地球是我们生活的家园,它被厚厚的大气层包围着。大气和其他物质一样具有质量,也受到地球的吸引,同时它和液体一样具有流动性。那么,大气是否也能产生压强呢?为了验证大气压强的存在,请同学们思考,我们怎样才能观测到压强呢?

  我们来看下面的实验。从实验中我们可以发现,当铁桶受到压力作用时,它发生了形变。让物体发生形变是力的作用效果之一,所以我们可以利用这个效果,通过观察物体是否发生形变,来判断这个物体是否受到了力或压强的作用。这种方法就是我们常用的转换法,通过转换法就能观测到压强了。中央电视台为了验证大气压强的存在,曾做过一期节目,我们来看一下当时的场景。在屏幕右边有这样一道题目:烧热的铁桶倒扣入下列哪种物质时会被压扁?A. 冰块;B. 液氮;C. 常温水。同学们,先猜一猜哪个答案是正确的?

  下面让我们跟随节目组用实验来检验答案。首先验证A选项。验证开始,验证结果证明A选项错误。A选项,冰块验证失败。接下来验证B选项,烧热的铁桶放入液氮中是否能让铁桶被压扁呢?我们来看一下,当这一桶烧热的水扣入到液氮中会发生什么现象。学员准备,B选项验证开始。好,B选项虽然场面很美,但铁桶仍然没有发生变化,所以B选项也是错误的。现在我们验证C选项,烧热的铁桶放在A选项冰块和B选项液氮中都安然无恙,那么放入C选项常温水中的铁桶真的会被压扁吗?常温水验证开始,oh my god!正确答案是C选项常温水,你的选择正确吗?让我们通过慢镜头再仔细观察一下这个正确答案。

  铁桶被压扁发生了形变,通过转换法我们知道铁桶受到了压强的作用。那是大气压强吗?下面我们通过实验做进一步探究。

  首先,我们用抽气筒将塑料瓶中的气体抽出,发现塑料瓶瘪了。接下来将塑料瓶放入真空罩中,打开真空泵,抽出罩中的气体,这时我们发现塑料瓶恢复了原状。打开阀门,让空气再次进入玻璃罩,这时我们又发现塑料瓶瘪了。这个现象表明,压扁塑料瓶的就是大气压。下面我们来分析一下这个过程。

  首先用抽气筒抽出瓶中的气体,瓶中气体减少,导致瓶内气压减小,此时外界大气压大于瓶内气压,所以饮料瓶被大气压压扁了。前面铁桶被压扁的实验道理和塑料瓶被压扁的原理是相同的。烧热的铁桶,一开始桶内有大量的水蒸气,将桶倒扣入常温水中时,水蒸气发生了液化,效果跟抽出桶内的气体一样,此时桶内气体减少,压强减小,桶外的大气压大于内部的气体压强,所以铁桶被大气压压扁了。这两个实验充分证明了大气压强的存在。在生活中,同学们还可以用覆杯实验来证明大气压强的存在。

  首先向杯中注满水,然后用纸板盖住杯口,将杯子朝下,这时我们发现纸板并没有落下来,这就是因为大气压强起作用的结果。大量实验证明,大气确实可以产生压强,我们把由大气产生的压强叫做大气压强,简称大气压。在覆杯实验中,我们还将杯口朝向各个方向,发现纸板都没有落下来,这说明大气压向各个方向都有压强。

  早在1654年5月8日,德国马德堡市市长就用实验证明了大气压强的存在。首先将两个金属半球紧密地结合在一起,形成一个大圆球,然后抽出其中的空气,这时在大气压强的作用下,两个半球被紧紧地压在了一起。人们发现,要拉开这两个半球需要很大的力量,于是不断增加两边的拉力,到最后一共用了16匹马才将两个半球分开。马德堡半球实验不仅向我们证明了大气压强的存在,同时还表明大气压强非常大。那么我们如何测量出大气压强的大小呢?在1643年,意大利科学家托里拆利首先用实验测量出了大气压强的值,他是怎么做的呢?我们来看一下。

  意大利科学家托里拆利首先通过实验测量大气压。取一根长约一米、一端封闭的玻璃管,向里面灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银液面下降,我们可以看到水银柱的液面下降到一定高度时就不再下降了。我们用刻度尺来测量一下水银柱的高度,这时管内外水银面高度差约为76厘米。管内水银液面上方是真空,大气压强能够支持这个高度的水银柱。我们把玻璃试管稍稍倾斜,请同学们注意观察玻璃管内的水银液面与水银槽中液面的高度差有没有发生变化。现在我们换一只细一些的玻璃管,再做一次这个实验,从实验结果可以看出,玻璃管的粗细不影响水银柱的高度。通常人们把支持高度为760毫米水银柱的大气压称为标准大气压。760毫米高水银柱产生的压强为一个标准大气压,结合我们前面所学的知识,可以计算出一个标准大气压的值约为1.013×10?帕斯卡。同学们想一想,在托里拆利实验中,我们为什么不用水,而是用汞液来做这个实验呢?如果用水做这个实验,留在玻璃管中的水柱大约有多高呢?

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