2018初中物理競賽教程（基礎(chǔ)篇）第19講 大氣壓強 壓強的研究(附強化訓(xùn)練題及答案)

1、1第19講大氣壓強大氣壓強壓強的研究壓強的研究19.1學(xué)習(xí)提要學(xué)習(xí)提要19.1.1大氣壓強大氣壓強地球周圍包圍著厚厚的空氣層（大氣層），這些空氣同樣受到地球的吸引。同時空氣是可以流動的，因此對浸在空氣中的物體表面就產(chǎn)生了壓強，并且與液體一樣，在大氣層內(nèi)部向各個方向都有壓強，如圖191所示的覆杯實驗就證明存在著向各個方向的大氣壓強。19.1.2液體內(nèi)部壓強液體內(nèi)部壓強托里拆利實驗測出了大氣壓強的具體數(shù)值。如圖192所示，在長約1m、一端封

2、閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開堵管口的手指時，管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降，這時管內(nèi)外水銀面的高度差為760mm。管內(nèi)留有760mm高水銀柱的原因正是因為有大氣壓的存在。由液體壓強的特點可知，水銀槽內(nèi)液體表面的壓強與玻璃管內(nèi)760mm水銀柱下等高處的壓強應(yīng)是相等的。水銀槽液體表面的壓強為大氣壓強，由于玻璃管內(nèi)水銀柱上方是真空的，不受大氣壓力的作用，管內(nèi)的壓強只能由760mm高的水銀柱產(chǎn)生。因此，大氣壓強與76

3、0mm高水銀產(chǎn)生的壓強相等，則有大氣壓強p0=ρ水銀gh=13.6103kgm39.8Nkg0.76m=1.013105Pa這是歷史上第一個測定大氣壓強數(shù)值大小的實驗。實驗必須保證玻璃管內(nèi)沒有氣體，這樣內(nèi)外液體壓強差才等于外部大氣壓強。實驗結(jié)果與玻璃管的粗細、形狀無關(guān)，只與水銀柱的豎直高度有關(guān)，當(dāng)管子歪斜時，管內(nèi)水銀柱長度會發(fā)生變化，但豎直高度不會變化。由于大氣壓值受多種因素影響，因此通常規(guī)定能支持760mm水銀柱的大氣壓強叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

4、，即大小為1.013105Pa，約105Pa。19.1.3氣體壓強的常用單位氣體壓強的常用單位通常情況下，表示氣體壓強的常用單位有帕斯卡（簡稱帕）、毫米水銀柱（毫米汞柱）、厘米水銀柱（厘米汞柱）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，它們的符號分別是Pa、mmHg、cmHg、atm。19.1.4大氣壓的值受高度影響大氣壓的值受高度影響由于高度越高，大氣越稀薄，即大氣密度越小，因此，大氣壓隨高度增加而減小，隨高度降低而增大。如高山頂與高山腳下的氣壓不相等。海平面附

5、近的大氣壓接近于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即760mmHg。3圖?；钊匠樗畽C利用活塞的移動來排出空氣，造成內(nèi)外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽水，當(dāng)活塞提上時，排氣閥門A關(guān)閉，進水閥門B打開，在外界大氣壓的作用下，水從進水管通過進水閥門進入圓筒中。當(dāng)活塞壓下時，進水閥門B被水壓住關(guān)閉而排氣閥門A打開，水進入到活塞上面。再提起活塞，水壓住閥門A，只能從測管排出。這樣活塞在圓筒中上下往復(fù)運動，不斷地把水抽出來。19.2.2柱形柱形固體壓強的計算固體壓強

6、的計算柱形固體（如長方體、正方體、圓柱體等）的重力G=mg=ρVg=ρShg，當(dāng)它放在水平地面上時，它對水平地面的壓強p=FS=GS=ρShgS=ρgh。所以，一個或多個實心均勻柱形固體放在水平地面上的壓強問題，可以通過p=FS和p=ρgh聯(lián)合求解。19.2.3液體液體對容器底部的壓力對容器底部的壓力、壓強與容器對水平桌面的壓力壓強與容器對水平桌面的壓力、壓強的計算壓強的計算液體對容器底部的壓力、壓強問題：通常先用p=ρgh計算壓強，再

7、用F=pS計算壓力；容器對水平桌面的壓力、壓強問題，其實是固體對水平桌面的壓力、壓強問題：通常先用F=G=mg計算壓力，再用p=FS計算壓強。19.2.4什么是“液柱”什么是“液柱”對于非柱形容器中液體對容器底部的壓力大小等于“液柱”的重力大小，“液柱”是以液體底面面積為“液柱”底面面積大小，以液體的深度為“液柱”高度的一個設(shè)想的柱形體，如果容器本身是柱形的，則“液柱”等于液體的實際形狀，如圖195（a）所示，ABCD是該容器中的液柱；