【初二力学】第十二讲 大气压强计算

力学第十二讲「大气压强计算」

【一、托里拆利实验】

1. 实验操作：

   ①在长约1m的玻璃管中装满水银

   ②用手堵住管口，将玻璃管倒插在水银槽中

   ③待开口端全部浸入水银槽后放开手指，将玻璃管竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水银液柱和水银槽中水平液面的竖直高度差，约为760mm。

2. 实验原理：外部大气压强=管内高出液面的水银柱产生的液体压强

实验注意事项：

1. 玻璃管倾斜，液柱变长，但垂直高度不变，对实验结果无影响；上提、下压或改变玻璃管粗细，液柱高度不变，对实验结果无影响。

2. 水银槽中水银的多少对实验结果无影响；如果将水银换成其他液体，可用公式ρ_水银gh_水银=ρ_液gh液来计算液柱高度。（注意一定要根据题目中给出的水银柱高度来算）

3. 如果一开始水银没有灌满，会导致倒置后水银柱上方有少量气体，从而导致水银柱高度降低，测量结果偏小。

4. 不小心玻璃管顶部弄破，会出现什么现象？像喷泉一样喷出吗？

   答：水银全部退回水银槽直至与液面相平（形成连通器，前提是水银槽够高，否则槽内水银将会溢出）

5. 不小心弄破玻璃管侧面，会出现什么现象？

   答：小洞以上的水银柱向上移动置顶，小洞以下的水银柱全部退回水银槽直至与液面相平。

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【二、粗测大气压强实验】

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【三、内部气压计算】

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【例题一】

沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值，如图所示，以下判断正确的是（　　）

A．此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强

B．若将玻璃管稍稍倾斜，则管内外水银面的高度差将不变

C．若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层，则管内外水银面的高度差将增大

D．若换用密度比水银小的液体做实验，则大气压能支持液柱的高度会不变

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【例题二】

用注射器估测大气压的值实验中。

（1）实验中，分析研究的对象是大气对 （填“针筒”、“活塞”）的压力。

（2）当活塞相对于针筒开始滑动时，可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对　 　（平衡力/相互作用力）。

（3）研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积。读出注射器的容积V，再用刻度尺测出　 　的长度L。

（4）计算大气压值，其表达式为p＝　 　。

（5）实验中，小华正确使用了测量仪器，且读数正确，但她发现测量结果总是偏小，其主要原因是　 　。

（6）另一方面，考虑到活塞与针筒之间的摩擦力对实验的影响，小华改进了实验，如图2，将注射器筒固定在水平桌面上，活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连，向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯和水的重力为9.8N，然后向外缓慢抽出杯中的水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯和水的重力为5.6N，已知活塞面积为7×10^-5m²，则活塞与注射器筒之间的摩擦力为　 　N，所测大气压的值应为　 Pa。

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【例题三】

如图所示，A为密闭容器，里面某种气体，U形管水银高度差为10cm，外界大气压为76cm高汞柱，那么容器A的压强为（　　）

A．76cm高水银柱

B．66cm高水银柱

C．86cm高水银柱

D．压强为零

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【练习题一】

如图所示是水银气压计和自制气压计，下列有关说法中不正确的是（　　）

A．在使用水银气压计时，玻璃管稍倾斜，管内外水银面的竖直高度差不变化

B．自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压

C．把水银气压计从1楼拿到10楼，玻璃管内水银柱会下降

D．自制气压计的玻璃管内水柱高度降低，说明大气压降低了

【练习题二】

江江用如图所示装置粗略测量大气压的值。她将吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气，吸盘压在玻璃上的面积为6cm²，轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子，吸盘刚好脱落时，测出吸盘、小桶和沙子的总质量为5.4kg。

（1）吸盘吸在玻璃上，还没挂上小桶时，吸盘受 力使吸盘平衡。（不考虑吸盘内可能没排尽的空气产生的力）

（2）根据已知数据推算出大气压的值（写出计算过程）

【练习题三】

如图所示，U形管内装有水银，左端封闭，右端开口，在标准大气压下，左端封闭出空气压强为　 　Pa．