大气压强的研究
第二章天气与气候 ·
大气压强的研究出自浙教版八年级上册《科学》第2章，用覆杯、吸盘等器材感受并验证大气压的存在。大气压是中考力学高频考点，马德堡半球实验是经典史料。学生最易把现象归因错误，说不清是大气压在起作用。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）把每个现象背后的气压差原理拆开讲，帮孩子看得懂现象、说得清原理。
实验情境
大气压的高低与气流的垂直运动有关。当冷、暖空气相遇时，暖湿空气会上升到冷空气上方，或地面空气受热膨胀时，也会产生上升运动。气流上升，气压就会降低。暖湿空气在上升过程中，气温下降，水蒸气就凝结成小水珠而成云致雨。如果气流下沉，气压增大，天气便晴朗。因此，研究气压的变化，我们就可以了解天气的变化。
实验目标
- 1．认识大气压的存在。
- 2．了解大气压强的产生。
- 3．掌握测量大气压的方法，体验大气压强的大小。
- 4．探究气体的压强跟体积的关系。
- 5．探究流体压强与流速的关系。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 玻璃杯与硬纸片 | 覆杯实验 |
| 吸盘 | 验证大气压吸附 |
| 注射器 | 感受大气压强 |
| 清水 | 形成水柱密封 |
实验原理
大气对浸在其中的物体有压强，方向指向各个方向
覆杯实验中大气压向上托住纸片和水柱，吸盘靠内外气压差被压在墙上
大气压随高度升高而减小。
实验步骤与现象
1感受大气压的存在
- 1按图示，在漏斗尖嘴处套上从胶头滴管上取下该图的胶帽，在漏斗内盛满水，用硬纸片将漏斗口盖严，用手按住纸片并将漏斗倒过来，移开手，观察纸片是否下落，水是否流出。观察到的现象：将这个装置缓缓向各个方向转动，观察到的现象。
- 2将这个装置上方的胶帽取下（从胶帽口剥离，不要挤压胶帽），纸片会掉下来吗？水会流下来吗？观察到的现象： 。
- 3根据上述现象能得出的推断是： 。
- 4按图示，取两支试管（以小试管恰能在大试管内上下自由移动为宜），大试管里装满水，把小试管放到大试管里，一起倒过来，观察大试管里的水缓缓流出，小试管沿大试管自动上升。解释这个现象。
2粗测大气压强
- 1按图示，将蘸有水的带有塑料挂钩的吸盘按在光滑水平玻璃板面上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，观察弹簧测力计示数的变化情况。直到吸盘脱离玻璃面，记录刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F，这个示数就等于大气对吸盘的压力。
- 2用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘与玻璃面的接触面积S。
- 3重复步骤1、2，再测一次。
- 4由压强公式，计算出大气压强的数值。
- 5把实验数据记录在表2-2中。表2-2 记录表
- 6计算出的大气压强的值为 。
3研究气体压强与体积的关系
- 1取一支不带针头的注射器，把滑动针管拉到容积最大处。
- 2用左手手指堵住注射器的出口，右手拇指用力推另一端的针管，使注射器内一定质量的空气体积减小。此时左右两边的手指有什么感觉？。
- 3再向外拉针管，使得一定质量的空气体积增大，此过程中左右两边的手指又有什么感觉？ 。
- 4实验结论：一定质量的气体，体积减小，压强 ;体积增大，压强 。
4探究流体压强与流速的关系
- 1按图示，用两手各拿一张纸，让这两张纸竖直地自由下垂，向两张纸之间吹一口气，记录观察到的现象。观察到的现象。
- 2按图示，将一个乒乓球放在漏斗管口处，然后用力向下吹气，记录观察到的现象。观察到的现象。
- 3按图示，在水槽中盛一定量的水，用带针头的注射器向两艘泡沫小船间注水，记录观察到的现象。观察到的现象。
- 4从上面的实验中可以得到：流体的流速越大的地方压强越 ,流体流速越小的地方压强越 。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
覆杯实验纸片没压平留气泡
后果：空气进入实验失败
正确做法：纸片紧贴杯口排尽空气
吸盘实验不压实就挂重物
后果：漏气脱落
正确做法：压出内部空气再挂钩
现象解释把托水归因于水的粘性
后果：概念错误
正确做法：用大气压的作用解释
实验结论
实验证实大气压真实存在且方向指向各个方向，大气压的大小可用气压计测量。
拓展研究
- 1取一只口径比鸡蛋稍小的玻璃瓶（如牛奶瓶），把一张燃烧着的纸片投入瓶里，待火焰旺盛时，将煮熟去壳的鸡蛋放在瓶口上，观察鸡蛋被吞入瓶里的过程，并解释这个实验现象。
- 2按图示，把长10厘米左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口贴在A管的上端。往B管轻轻吹气，观察A管中水面高度的变化；然后往B管用力吹气，观察A管中水面高度的变化。想一想，产生这个现象的原因是什么？这个现象有什么实用价值？
- 3按图示，用针筒和弹簧测力计也可以粗测大气压。可供选择的器材：①量程10N 的弹簧测力计，②橡胶帽，③细线，④2.5毫升的针筒，⑤10毫升的针筒。 2.5毫升（筒直径1厘米） 10毫升（筒直径1.6厘米） （1）要完成此实验，该图中的两个针筒你会选哪一个？选择的理由是什么？ （2）实验时，应在 时，读取弹簧测力计示数。 （3）该实验在实际操作中，我们很难准确读取弹簧测力计的示数，你有办法可以较准确地测得大气压力的值吗？（可以增加其他实验器材或物品）
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 马德堡半球实验 | 八上第2章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 证明大气压存在且很大，经典史实。 |
| 托里拆利实验测值 | 八上第2章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 760mm水银柱=1.013×10⁵Pa，过程细节必背。 |
| 大气压的变化 | 八上第2章 | ⭐⭐⭐⭐ | 随海拔升高而减小，晴天高压阴雨低压。 |
| 气压计的种类 | 八上第2章 | ⭐⭐⭐ | 水银气压计与空盒气压计，仪器常识。 |
| 大气压的应用 | 八上第2章 | ⭐⭐⭐⭐ | 吸管吸盘抽水机，实例解释常考。 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
生活中哪些现象证明大气压存在？
吸管吸饮料、吸盘挂钩、钢笔吸墨水、真空压缩袋等都是利用大气压。
马德堡半球实验说明了什么？
大气压存在且很大，把抽成真空的两个半球紧紧压在一起，多匹马都拉不开。
覆杯实验中纸片为什么不掉？
杯内水柱产生的压强小于外界大气压，大气压向上托住纸片和水柱。
大气压随高度怎么变化？
海拔越高空气越稀薄，大气压越小；高山上水的沸点也随气压降低而降低。
为什么用吸管能吸到饮料？
吸气使管内气压减小，外界大气压把饮料压入管内进入口中。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
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