大气压强、流体压强与流速的关系知识讲解

大气压强流体压强与流速的关系撰稿：肖锋审稿：史会娜【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《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