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资源介绍
气体压强、流速与压强的关系
气体压强、流速与压强的关系,与生产、生活密切相连,是初中物理学习中的重点内容,在历届中考中都有考题出现,考题一般较简单,但有些省市在考查难度较大。
一、大气压强(简称大气压):
1、产生原因:空气受重力的作用,且气体具有流动性,所以大气向各个方向都有压强。
2、验证大气压存在的实验:
(1)最早证明大气压存在的实验是马德堡半球实验;
(2)生活实例:覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、钢笔吸墨水、吸盘、用吸管吸饮料、火罐、托里拆利实验、水泵、输液、活塞式抽水机和离心式水泵等。
3、大气压的测量:
(1)最早测出大气压强值的实验是托里拆利实验。
(2)托里拆利实验:
①实验装置:1m长的玻璃管(一端开口)、水银(俗称“汞”)
②实验现象:管内水银下降至于槽内水银面760mm处不再下降;
③实验分析与结论:由于槽外的大气存在大气压强,大气压强压在槽内的水银面上,当大气压强与水银自身重力产生的压强相等时,管内水银面不再下降,所以760mm水银柱长生的压强就是的大气压强,所以大气压强p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105
Pa。
④分析论证:
A.倒置后,水银受重力作用下降;
B.水银下降后,管内水银面上方是真空;
C.实验时不小心有气体留在管中未排出,稳定后管内、外水银柱的高度差小于760mm;
D.实验时玻璃管倾斜了,稳定后管内、外水银柱的高度差等于760mm;
E.实验时将玻璃管竖直上提,但管口不离开槽中水银,稳定后管内、外水银柱的高度差等于760mm;
F.实验时往槽中继续加一些水银、稳定后管内、外水银柱的高度差等于760mm;
G.如果换用更粗(细)玻璃管实验,稳定后管内、外水银柱的高度差等于760mm;
H.如果在液柱上方(真空部分)某处刺破,水银柱下降;如果在液柱中间某处刺破,小孔上段水银柱将上升,下段水银柱将下降;
I.如果将水银换用水来做实验,稳定后管内、外水银柱的高度差10100mm;
J.将实验从山下移到山上,稳定后管内、外水银柱的高度差小于760mm;
4、大气压强的特点:
(1)大气压与高度的关系:大气压随高度的增加而减小;
(2)沸点与气压的关系:液体的沸点随气压的减小而降低,随气压的增大而升高;
(3)气压与体积的关系:温度不变时,质量一定的气体的压强随体积的增大而减小。
5、大气压与气压的区别:
气压,可以是任意气体,在任意状态下的压强,可以是任意值,比如,气球中的压强叫气压,车胎中的压强也叫气压;而大气压就是大气产生的的压强,地球大气层对浸在里面的物体的压强。
6、粗略测量大气压的方法:
(1)吸盘法:
A.原理:
B.器材:吸盘、弹簧测力计、刻度尺
C.步骤:①用刻度尺测出吸盘的直径D;②将吸盘四周沾上水,挤出里面的空气压在光滑的玻璃面上;③用力竖直往上拉吸盘,直到吸盘脱离玻璃面,用弹簧测力计测出拉脱吸盘所需拉力的大小为F;④写出大气压强的表达式: 。
D.误差分析:①吸盘中的气体挤不净,会使测量结果偏小;②测量力时偏大或偏小,会使测量结果偏大或偏小;③测量吸盘直径时偏大或偏小,会使测量结果偏小或偏大。
(2)注射器法:
A.原理:
B.器材:注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳、橡皮帽
C.步骤:①把注射器活塞推至底端,排尽筒内的空气,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
②用细绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;③用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,用这个长度去除它的容积V,得活塞的横截面积 ; ④写出大气压强的表达式: 。
D.误差分析:①注射器筒内的空气排不尽,会使测量结果偏小;②测量力时偏大或偏小,会使测量结果偏大或偏小;③测量注射器的全部刻度的长度L,而不是整个注射器的长度,否则L偏大,测量结果偏大。④考虑到摩擦的存在,会使测量结果偏小。
二、流速与压强的关系:
1、流体压强与流速的关系:在液体或气体中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
2、飞机升力产生的原因
如图所示,飞机机翼截面的上表面弯曲,下表面平直,飞机飞行时,机翼上方的空气流速较大,压强较小,机翼下方的空气流速较小,压强较大,因此在机翼的上、下表面存在压强差,因此有压力差,这就是产生升力的原因。
3.生活中的实例:火车站台上的安全线、风雨中的伞容易向上翻、乒乓球的上旋与下旋、足球比赛中的“香蕉球”、两船不能并排高速航行;向两张纸片中间吹气,两纸片靠拢;沿着下垂的纸条从上方吹气,纸条会飘起来等。
一、中考题型分析
中考中,各省市对气体压强和流速与压强的关系都有考查,主要以选择、填空、实验、形式出现,比较简单,大多属于容易题。分值在2分—3分左右。
二、典例精析
★考点一:大气压强
◆典例一:(2019·成都)下列情形与大气压强无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭 B.用吸管吸饮料
C.“玉兔”号在月球上留下“足迹” D.马德堡半球实验
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