大气压强 流体压强与流速的关系

大气压强流体压强与流速的关系

目标认知：

学习目标：

1．知道大气压及产生原因，了解大气压的变化及其应用掌握测量大气压的方法。

2．初步了解流体压强与流速的关系，知道飞机升力产生的原因。

学习重点：

1．大气压强、大气压强的测量，

2．流体压强与流速的关系。

学习难点：

1．大气压强的测量，大气压强的变化，

2．飞机的升力。

知识要点精讲

知识点一大气压的产生

1．概念：大气对其中的物体产生的压强叫做大气压强简称大气压，历史上能证明大气压存在的最著名的实验是马德堡半球实验。

2．产生原因：空气受重力作用。

3．特点：空气和液体一样，具有流动性，所以大气压内部向各个方向都有压强。

4．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)

1标准大气压=760mmHg=76cmHg=。

1．赵晶和王霞两同学讨论大气压的应用，举出了下列四种事例，其中不属于利用大气压的事例是（）

A．把吸盘式挂衣钩贴在墙上后，可以挂衣服

B．用力压打气筒的活塞，把气体压进轮胎中

C．茶壶的盖上留一个小孔，水才容易倒出来

D．用胶头滴管吸取药液

解析：把吸盘贴到墙上，挤出吸盘内的空气，大气压把吸盘压在墙上A对；压打气筒的活塞，活塞下一定质量的气体体积减小，压强增大，冲进轮胎中，B错；茶壶中的水流出后，水面上的气压减小，外界空气在大气压作用下流进壶内，保持壶内、外气压相等，C对；用胶头滴管吸取药液时，先用力挤压胶管，将管内空气排出一部分，剩余空气体积增大，压强减小，药液在大气压作用下被压进管内。

答案：（B）

知识点二大气压强的测量

1．托里拆利实验法

大气压强的数值不是确定不变的，要随各种因素的变化而变化。历史上托里拆利实验第一次测出了大气压的数值。

实验过程：如图所示，取一根长约1m的一端封闭的玻璃管，首先将管中灌满水银，用食指堵住开口一端把管倒立在水银槽里的水银中，松开食指，管内水银面下降，下降到一定高度就不再下降了。

托里拆利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76cm高的水银柱，大气压强跟76cm高的水银柱产生的压强相等。

通常把等于760mm高的水银柱产生的压强的大气压叫做标准大气压。

根据液体压强公式。

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．气压计测量法

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，金属盒气压计，水银气压计是在托里拆利管的旁边设置一根与玻璃管平行的刻度尺，当外界大气压变化时，从刻度尺上直接读出管内水银柱的高度。

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，它的主要部分是一个被抽成真空的，表面是波纹状的金属盒，用弹性钢片向外拉着金属盒，弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时，金属盒的凸凹程度就发生变化，通过弹性钢片带动指针转动，指示大气压的数值。

金属盒气压计携带方便，但测量结果不够准确。

2．在托里拆利实验中，下列哪种情况会对测量结果产生影响（）A．往水银槽内多加水银

B．将玻璃管稍微倾斜一些

C．换用内径粗一些的玻璃管做实验

D．玻璃管中混进少许空气

解析：在托里拆利实验中，玻璃管内水银面上方是真空，而管外水银面受到外界大气压的作用。水银柱的高度与管子粗细，槽内水银多少，玻璃管是否倾斜无关。如果玻璃管内混进了少量空气，就会产生一定的压强，使管内水银柱的高度减小。测量结果就会减小，因此选项D是对的。

答案：（D）

知识点三大气压的变化

1．大气压随高度的升高而降低。由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，所以大气压随高度的升高而减小，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，每升高12m，大气压约减小133Pa(1mmHg)。

2．天气、气候影响大气压：一般来说冬天的气压比夏天高，晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高，大气越潮湿，气压越低。

知识点四抽水机

抽水机：抽水机又叫水泵，是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。

①活塞式抽水机：又叫吸取式抽水机，如图所示，是利用活塞的移动排出管里的空气，造成内外气压差，从而使水在大气压作用下上升的。

②离心式抽水机，在启动前先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，使泵内中心部分压强小于外界大气压强。当启动后，叶轮在动力机带动下高速旋转，泵壳内的水随叶轮高速旋转，被甩入出水管。

知识点五流体压强与流速的关系

1．流体：物理学中把具有流动性的液体与气体统称为流体，如空气、水等。

2．流体的压强：前面学过的液体的压强与大气压强，它们是流体静止时的压强，流体流动时也有压强，此时的压强叫流体的压强。

3．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，两张纸会向中间靠扰，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。

要点诠释：在气体和液体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

知识点六飞机的升力

1．飞机的机翼与空气流动速度

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．升力的产生

从机翼上方流过的空气通过的路程长，速度大，从机翼下方通过的空气通过的路程短、