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预习目标:
1.了解因为大气浮力的客观存在而形成的现象;
2.晓得检测大气浮力的方式、大气浮力大小和单位;
3.了解抽水机的工作原理、生活中大气压强的变化;
4.了解流体浮力与流速的关系,晓得客机升力形成的诱因。
预习知识点:
【要点梳理】
要点一、证明大气浮力存在的实验
1.简单实验:
(1)塑胶吸盘:把塑胶吸盘中的空气排出一部份,塑胶吸盘内外浮力不等,塑胶吸盘还能吸在光滑墙面上。假如塑胶吸盘戳个小孔,空气通过小孔,步入塑胶吸盘和光滑的墙上之间,吸盘便不能贴在光滑墙壁上。
(2)悬空塑胶管里的水:塑胶管装满水,用硬纸片遮住管口倒置,塑胶管中的水不会流下来。假如把塑胶管的上方和大气相通,上、下浮力相等,水就不能留在管中。
(3)用吸管吸啤酒:假如把杯口密封,空气不能步入杯内,便难以不断的吸到果汁。大气压的作用使啤酒步入口中。
2.大气压的存在:以上实验说明大气浮力确实存在,历史上证明大气浮力存在的知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浮力,这个浮力称作大气浮力,简称大气压。
要点展现: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浮力。
要点二、大气压的检测
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,用手掌挡住,之后倒插在水银槽中。放开中指,管内水银面增长到一定高度时就不再增长,这时管内外水银面高度差约760mm。
(2)实验是将大气浮力转化为液体浮力来进行检测的。如图所示,在管内外水银面交界处构想有一假想的液片,因为水银柱静止,液体遭到管内水银柱形成的向上的浮力与外界大气压相等,也就是大气压支持了管内大概760mm高的水银柱,大气浮力跟760mm高的水银柱形成的浮力相等。一般把这样大小
的浮力称作标准大气压,用
表示。
依照液体浮力公式:
。
(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、管的宽度及将玻璃管提起还是下压等诱因无关,只与水银柱的竖直高度有关。
2.气压计
(1)气压计:检测大气压的仪器称作气压计。
(2)常见的气压计:水银气压计、无液气压计,二氧化碳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)大气压随高度的下降而降低。因为越向高空,空气越黏稠,空气的密度越小,因为大气层密度变化是不均匀的,因而浮力随高度的变化也是不均匀的。在海拔2000m以内,大概每下降12m,大气压降低133Pa。
(2)天气的变化影响大气压。通常来说,阴天的气压比寒潮天的高。
4.大气压和水的沸点:水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的降低,水的沸点会减少。
要点展现:
1.单位:国际单位是帕斯卡(Pa)。常用单位还有毫米汞柱(mmHg),分米汞柱(cmHg),标准大气压(atm)。
2.托里拆利实验中,假如玻璃管中有部份空气,检测的大气压值比实际值偏小;假如实验中用水取代水银,需要约10m长的玻璃管。
3.水银气压计的检测结果较确切,但携带不便捷。实际应用中常常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部份是波纹真空金属盒。气压变化时,金属盒的长度会发生变化,传动装置将这些变化转变为表针的偏转,指示出气压的大小。
要点三、活塞式抽水机
活塞式抽水机,是借助大气压把水从低处抽到高处的装置。使用时,若提起活塞,球阀A遭到大气压的作用而关掉,活塞的下边空气黏稠,气压大于外界的大气压。于是,低处的水遭到大气压的作用推开球阀B步入圆筒(图甲);当压下活塞时,球阀B被水压下而关掉,水被阻不能向上流动,于是冲开球阀A步入圆筒的下部(图乙);再提起活塞时,活塞里面的水促使球阀A关掉,从侧管流出。与此同时井里的水又在大气压的作用下推开球阀B步入圆筒(图丙)。
要点四、流体浮力与流速的关系
1.探究流体浮力与流速的关系:
(1)对着两张平行放置的纸的中间吹气,致使两张纸中间的气流速率减小,这时两张纸两侧的气流速率相对较小,两张纸会向中间靠拢,这说明纸一侧的空气对纸的压力小于纸中间空气对纸的压力,可见空气流速大的地方浮力小,流速小的地方压强悍。
(2)将两只小船装入水盘中,用水管向两船中间冲水,两船向中间靠拢,这说明船一侧的水对船的压力小于船中间的水对船的压力,可见液体流速大的地方浮力小,流速小的地方压强悍。
2.生活中的应用:等车的时侯人要站在安全线以外;车辆的整体形状类似客机喷管,有助于减少车辆对地面的压力;鼠洞的通风系统;兵乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘货轮不能同向航行时靠得太近,否则容易引起车祸。
3.流体浮力和流速的关系:流体流动时,流速越大的位置浮力越小,流速越小的位置浮力越大。
4.客机的升力
(1)喷管的形状:客机的翼型通常弄成上凸下平的形状,喷管的形状决定喷管上下表面空气流动的速率,从翼型横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与喷管发生相对运动,因为喷管上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以喷管上方的空气流动比下方要快。
(2)升力形成的缘由
从翼型上方流流通过的路程长,速率大,它对喷管上表面的浮力较小;喷管下方气流通过的路程较短,速率小,它对喷管下表面的浮力较大。这样,喷管上、下表面就存在着浮力差,因此有压力差,这就是形成升力的缘由。
知识点自测:
9.3大气浮力
1、大气对浸在其中的物体形成的浮力叫,简称大气压。
2、产生缘由:二氧化碳遭到,且有,故能向方向对浸在其中的物体形成浮力。
3、证明大气压存在的知名实验:。
其它证明大气压存在的现象:颠杯吞蛋喝啤酒,吸盘抽水马德堡。
4、首次确切测出大气压值的实验:。
A.实验玻璃管里水银灌满目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为;若漏入空气,则检测结果偏。
B.将玻璃管稍上提或下压,管内外水银的高度差大气压强公式单位,将玻璃管倾斜,高度差。
1标准大气压等于高水银柱形成的浮力,即P0=Pa,在简略估算时,标准大气压可以取Pa,约支持高的火柱。
5、大气压随高度的降低而,大气压还受的影响。
6、气压计和种类:水银气压计、金属盒气压计(无液气压计)
7、大气压的应用实例:抽水机抽水、用吸管吸啤酒、注射器吸药液等等
8、液体的沸点随液体表面的减小而下降。(应用:高压锅)
9.4流体浮力与流速的关系
1、物理学中把具有流动性的液体和二氧化碳也称为。
2、在二氧化碳和液体中,流体浮力与流速的关系是。
3、应用:
1)旅客候车要站在安全线外;
2)客机喷管弄成流线型,上表面空气流动的速率比下表面快,因此上表面浮力小,下表面压强悍,在进气道上下表面就存在着,因而获得向下的。
【典型题类型】
一、填空题
1、(选填“马德堡半球”或“托里拆利”)实验第一次向大众证明了大气浮力的存在:在不同海拔高度处,大气浮力的值一般(选填“相同”或“不同”)。
2、伽利略的中学生首先用实验测定了大气压的数值。76cm水银柱形成的浮力是(取3位有效数字)。把760mm高水银柱形成的浮力称作。
3、做托里拆利实验中,玻璃管内水银面上方是,而管外水银面上遭到的作用,管外水银面的支持着管内的水银柱,所以水银柱形成的浮力就等于。
4、流体中,的位置浮力越小,的位置浮力越大。
5、拧开水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是处,浮力较小的是处。
6、如图,用手握着两张纸,让纸自由下垂。在两张纸的中间向上吹气,这两张纸会向运动(选填“中间”或“两边”),这个现象说明,二氧化碳流动时,流速的地方浮力小.
7、新建的广场喷泉造成了朋友们的好奇:喷水时,“泉水”中央有一颗颗大的石球不停地翻滚,这是如何回事?朋友们有种种揣测,小玲联想所学到的知识,意识到这个问题可能跟“流体浮力与流速的关系”等方面的知识有关,她与朋友们反复讨论,设计了一个模拟实验获得成功。
实验器材:珠子笔头、乒乓球、软管、自来水等。
实验步骤:
(1)取珠子笔头作为机翼,通过胶管接在自来水龙头上,打开龙头,自来水从笔头圆顶竖直向下喷吐水来。
(2)将兵乓球放在水束上方,观察兵乓球的情况。
观察结果:多次实验表明,兵乓球能稳定地在水束上方旋转。
剖析讨论:
①球能稳定在水束上方某一位置,是由于它在竖直方向遭到作用的缘故;球在水束上方旋转,是因为水对球左右两侧向上的推力不相等,从图中球的旋转情况看,此时水束对球左侧向上的推力左侧(选填“大于”或“小于”),依据你的思索,在多次实验中,每次兵乓球旋转的方向(选填“一定相同”,“一定不同”或“不一定相同”)
②如图所示,水束偏向一侧的多,球为何没有往右远离而下落呢?这是由于,两侧水的流速两侧水的流速造成右侧水的浮力两侧水的浮力,使球在水平方向能维持平衡。(选填“大于”或“小于”“等于”)
二、选择题
8、下列现象中,不能说明大气压存在的是()
A.注射器从药液瓶中吸入药液
B.注射器将药液注入人体
C.用活塞式抽水机从井中抽水
D.通过吸管将啤酒吸入人嘴
9、下列生活现象中,不属于借助大气压的是()
A.用吸管吸啤酒
B.用注射针头抽取药液
C.贴在墙壁的吸盘式挂衣钩
D.用高压锅炒菜
10、如图所示,将装满水的烧杯口朝下没入水底,渐渐将滴定管提起,在烧杯口没有离开海面之前,烧杯内海面位置将()
A.逐步减少,但仍然低于筒外海面
B.渐渐减少,保持与筒外海面相平
C.不增加,饱含整个烧杯
D.难以判定
11、有甲、乙、丙三个朋友在同一屋子用托里拆利的方式检测大气压,实验记录结果依次是75.2cm,75.6cm,76.0cm。已知一个朋友做实验时,管内混进了空气,另一个朋友则没有将管子竖直放置,假若只有一个朋友的方式是正确的。它是()
A.甲
B.乙
C.丙
D.难以确定
12、在元旦文艺汇演上,小明朋友演示了如图所示的实验排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个兵乓球,当用小管向球斜上方吹气,兵乓球将()
A.仍静止、
B.运动到左碗
C.运动右碗
D.难以确定
13、如图是家用燃气灶灶头的示意图,使用时打开燃气球阀,拧动打火装置、煤气和空气在进口处混和并流向燃烧头被燃起,燃气不会从进口处向空气中泄露的缘由是()
A.进口处燃气的流速小,浮力小于大气浮力
B.进口处燃气的流速小,浮力大于大气浮力
C.进口处燃气的流速大,浮力小于大气浮力
D.进口处燃气的流速大,浮力大于大气浮力
三、简答与估算题
14、钢笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按几下,墨水就吸到橡皮管里去了,是哪些缘由?
15、盛夏时分,“小问号”王欣朋友在打开冰柜取啤酒时,忽然脑海里浮出一个问题:为何每次开冰柜门都比较费劲?通过仔细观察他发觉打开冰柜门时,冰柜里的冷空气下来,外边的热空气进去,冷柜门重新关上后,就将这部份热也关在了上面,冷柜肺热空气冷却收缩,浮力减少,王欣判定这应当是开冰柜门吃力的一个诱因,若冰柜门长为0.6m,宽为0.5m,冷柜外的气压为1×105Pa,设冰柜内部与外部的气压相差1/1000,求
①冰箱内二氧化碳浮力是多少?
②冰箱内、外二氧化碳隔壁的压力各是多少?
③冰箱门遭到内外压力差相当于质量为多少的物体遭到的重力?(g=10N/kg)
【答案与解析】
1、【答案】马德堡半球;不同
【解析】能说明大气压的存在实验有好多,历史上,在美国的马德堡市广场上做过一个知名的实验,将两铜制的半球合在一起,抽出上面的空气,用两支马队向相反方向拉,半球未被拉开,因而否认了大气压的存在,是大气压将两半球压在一起,这就是知名的马德堡半球实验;(2)大气压与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压越小大气压强公式单位,因而在不同海拔高度处,大气浮力的值一般不同;故答案为:马德堡半球;不同。
2、【答案】托里拆利;1.01×105;1标准大气压
3、【答案】真空;大气压;大气压;大气浮力
4、【答案】流速越大;流速越小
5、【答案】B;B
6、【答案】中间,快(大)
【解析】当在两张纸的中间向上吹气时,两张纸中间的空气流速推进,浮力减少,所以两张纸会向中间运动。
7、【答案】
①平衡力小于不一定相同
②大于大于
【解析】球受力稳定在某一位置,就是球处于平衡状态,说明其在竖直方向上受平衡力;按照球往右旋转推测球两侧水流速小于左边水流速,两侧水压强大于左侧水压强。
8、【答案】B
【解析】A、用注射器把药水从药盒抽到针头里,借助了大气压,不符合题意;B、用注射器把药水注入患者的皮层下,靠的是人的推力,与大气压无关,符合题意;C、用活塞式抽水机从井中抽水,借助的是水压,不符合题意;D、通过吸管将啤酒吸入嘴,借助了大气压,不符合题意;故选B。
9、【答案】D
【解析】高压锅是借助液体沸点随浮力的减小而下降的原理制成的。
10、【答案】C
【解析】一个标准大气压能支持的火柱高度10.3m,由于烧杯内水的高度远远大于10.3m,所以滴定管内仍然饱含水。
11、【答案】B
【解析】在做托里拆利实验时,若玻璃管中混进了空气,会使检测结果偏小;若玻璃管没有放竖直,则会使检测结果偏大。所以75.2cm是混进空气的检测结果,76.0cm是玻璃管没有放竖直的检测结果,而乙朋友测出的75.6cm才是正确的检测结果。
12、【答案】C
【解析】当用小管向兵乓球斜上方吹气时,上方二氧化碳的流速大,浮力小兵乓球都会上升,当兵乓球上升后,堵住了兵乓球一侧的空气流动,使球一侧的空气流速降低压强悍,两侧二氧化碳流速大,气压小,兵乓球所受的合力方向往右,所以球会落在右碗里。
13、【答案】D
【解析】煤气从燃气管流出,通过进口流向燃烧头,在进口处,燃气是高速运动的,致使进口处中心的燃气的浮力大于周围大气的浮力,故燃气不会从进口处向空气中泄露。
14、【答案与解析】按笔管外的弹簧片,是为了将橡皮管中的空气挤出一部份,抬起手后,橡皮管因为自身弹性的作用须要恢复原状,使管内剩余二氧化碳的容积减小,浮力减少,进而大于外界的大气压,这时墨水就在大气压的作用下步入了橡皮管。
15、【答案与解析】
①冰箱内二氧化碳浮力:
②冰箱门的面积:
冰柜内二氧化碳对冰柜门的压力:
冰柜外二氧化碳对冰柜门的压力:
③冰箱门遭到的内外压力差:
答:①
②、
③3kg
附:高考每日题解
1、初中数学凸透镜成像规律的镜头对焦问题
题目
某种对焦镜头的对焦范围为15mm-85mm,用这镜头头对着远处的某一栋房子照相.当使用焦距15mm照相时,显示屏上所成的清晰像的高度为;当使用焦距85mm照相时,显示屏上所成的清晰像的高度为,则与的比值约为
A.3:17
B.17:3
C.289:9
D.9:289
提示
对于拍照机来说,通常物距远小于焦距,此时像距可以看作近似等于焦距,再由凸透镜成像规律的光路图特征,按照相像三角形求解.
答案
正确答案是A选项.
2、【每日题解】初三数学热学混联动态电路的欧姆定理和电功率考察
题目内容
如图所示的电路中,电源电流保持不变,灯泡标有“”的字样,钨丝内阻不随气温的变化的而变化.当开关、、闭合,滑片在最下端时,灯泡正常发光,电压表示数为;当只闭合开关、,滑片在中点时,电压表示数为.求:
(1)灯泡的内阻;
(2)定值内阻电阻;
(3)当只闭合开关、,滑片在最右端时,内阻在内消耗的电能.
解题思路
第一问,
第二问,当滑片在最下端,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,和并联,因为正常发光,因而并联电路各大道两端电流即为的额定电流
代入数据,可解得
第三问,只闭合开关、,当在中点时
代入数据,可解得
【方法一】求出流过的电压
【方法二】串联电路,按照分压法快速求出两端的电流
按照串联电路的分压法,串联电路中各内阻两端的电流之比等于内阻之比,