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

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學習提要學習提要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生了壓強，并且與液體一樣，在大氣層內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液體內部壓強液體內部壓強托里拆利實驗測出了大氣壓強的具體數值。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，管內水銀面下降一些就不再下降，這時管內外水銀面的高度差為760mm。管內留有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，水銀槽內液體表面的壓強與玻璃管內760mm水銀柱下等高處的壓強應是相等的。水銀槽液體表面的壓強為大氣壓強，由于玻璃管內水銀柱上方是真空的，不受大氣壓力的作用，管內的壓強只能由760mm高的水銀柱產生。因此，大氣壓強與76

3、0mm高水銀產生的壓強相等，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值大小的實驗。實驗必須保證玻璃管內沒有氣體，這樣內外液體壓強差才等于外部大氣壓強。實驗結果與玻璃管的粗細、形狀無關，只與水銀柱的豎直高度有關，當管子歪斜時，管內水銀柱長度會發(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準大氣壓

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）、標準大氣壓，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標準大氣壓，即760mmHg。3圖?；钊匠樗畽C利用活塞的移動來排出空氣，造成內外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽水，當活塞提上時，排氣閥門A關閉，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。當活塞壓下時，進水閥門B被水壓住關閉而排氣閥門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；