文档内容
9.3 大气压强（（导学案）
【学习目标】
1. 通过观察、实验，检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
2. 能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
3. 能说出液体沸点跟气压的关系。
4. 了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
【学习重点】大气压强的存在。
【学习难点】
1. 大气压强的存在。2. 大气压的测量。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 大气压
因为空气有 ，所以对浸没在它里面的物体有 。因为空气具有 ，所以空气像液体一样，
向各个 都有压强。把大气对浸入其中的物体产生的压强叫做 ，简称 或气压。
2. 最早证明大气压强存在的实验是 实验，最早测出大气压强值的实验是 实验。
1标准大气压等于 pa。
3. 大气压随海拔高度的增加而 ；水的沸点随大气压的增大而 。
4. 生活及生产中应用大气压的实例很多，请你列举几例： 等。
【合作探究】
探究一、大气压强的存在
1. 实验探究：大气压的存在
（1）覆杯实验
【做一做】实验一：将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，观察现象。
实验一 实验二 实验三 实验四
实验二：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住并倒置过来，放手后，观察现象。
实验三：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，将纸杯朝不同的方向，
观察现象。实验四：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，观察现象。
【实验现象与分析】
①在实验一中，发现硬纸片会掉下来。是因为受到了 作用。
②在实验二中，发现硬纸片没有掉下来。原因分析：杯中装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片
向下的压强小于 对硬纸片向上的压强，由于 的作用，硬纸片没有掉下来。
③在实验三中，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个方向都有 。
④在实验四中，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因分析：用针在塑料杯杯底扎孔后，水上方有
大气压，下面也有大气压，所以水在 的作用下流出来。
（2）瓶吞鸡蛋
【做一做】将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。将浸过酒精的棉花点燃后放入
广口瓶内，然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口，观察现象。
【实验现象与分析】发现熟鸡蛋被“吞入”瓶中。
原因分析：棉花燃烧，瓶内空气受热膨胀被排出一部分，堵上鸡蛋，瓶内气体冷却后，瓶内气压
低于外界 ，在大气压的作用下，鸡蛋被压入瓶中。
（3）探究归纳：大气与液体一样，向各个方向都有 。
（4）马德堡半球实验
①德国马德堡市的市长奥拓•格里克，是一位业余科学家。1654年5月，他做了一个令人惊讶的实
验，才是人们确信大气压强的存在。
他做了两个直径36cm的空心铜半球，密合后抽出里面的空气，然后每个半球上栓8匹马，总共16
匹马才把两个半球拉开。
②马德堡半球实验的解释
球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。
③结论：马德堡半球实验，证明大气存在 并且很 。
2. 大气压
（1）概念：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称 或气压。
（2）大气压产生的原因
地球周围的空气层因地球的吸引而受到 作用，同时空气又具有 性，因此大气对浸在空
气中的物体表面就产生了压强。
（3）大气压的特点
①在大气层内部向各个方向都有压强；
②在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。
（4）大气压存在的现象
生活中吸饮料、吸药液、吸墨水等例子都表明大气压的存在，实际上，一切“吸”液体的过程都
是靠管内外气体压强差将液体“压”的过程。
【例题1】将一个玻璃杯灌满水，取硬纸片盖于杯口，压紧后将杯子倒置，放开压纸片的手，水和
纸片竟然不掉下来，这就是惊险、奇妙的覆杯实验。对如图所示的状态，下列说法错误的是（ ）
A．水不流出来说明大气只有向上的压强
B．杯内的水对此时的杯底也有压力
C．杯内的水产生的最大压强与倒置之前是一样的
D．大气压与液压一样朝各个方向都有压强
探究二、大气压的测量
1. 托里拆利实验最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。
（1）测量方法：在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，就能测出大气压
的数值。意大利科学家托里拆利根据这一原理，用水银测出了大气压的大小，叫做托里拆利实验。
（2）托里拆利实验过程
①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。
②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水
银的槽里。
③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银
柱的高度，约760mm。
④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是
760mm.
（3）实验分析
玻璃管内水银面的上方是 ，没有大气压，管外水银面的上方是 ，玻璃管内的水银面之
所以能够高于水银槽内的水银面，是因为 支撑着管内这段水银柱使它不会落下。
（4）实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段 产生的压强，即 p =p
大气压 水银
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，故被称为 实验。
2. 理解托里拆利实验
【想一想】①管子倾斜时，水银柱竖直高度是否发生变化？
②管子的直径改变时，管中水银柱高度怎样变化？
③若玻璃管内混有少量空气，会影响水银柱的高度吗？
④现在将玻璃管稍稍上提或将玻璃管稍稍往下压些，观察水银柱的高度是否变化？
⑤托里拆利实验为什么不用水做？
【归纳总结】
（1）水银柱的高度
水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管倾斜时水银柱的长度，实验过程中，只
要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜 实验结果（选填“影响”或“不影响”）。
管内水银柱的高度只与外界的大气压有关，与管的粗细、长度、形状、插入水银中的深度都无关，
改用粗一些或细一些的玻璃管 结果（选填“影响”或“不影响”）。
（2）玻璃管口在水银中的深度
玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱
上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。
（3）玻璃管内漏进空气
实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下
降，测量结果变 （选填“大”或“小”）。
（4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约 米，太不方便。
p0 1.0×105帕
h水= = = 10.3米
ρ水g 1.0×103千克/米3×9.8牛/千克
3. 标准大气压
（1）标准大气压：托里拆利当时测得管内外水银面的高度差为760mm，通常把这样大小的大气压
叫做 大气压，用字母p 表示。
0
根据液体压强的公式，760mm高的水银柱产生的压强
p=ρ gh= Pa，粗略计算时可取标准大气压为1.0×105 Pa。
0 水银
（2）大气压的一些单位
帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高（mmHg柱）或厘米水银柱高
（cmHg柱）等。
1标准大气压=1.013×105 Pa= 毫米水银柱= 厘米水银柱
4. 物理学家——托里拆利
托里拆利是意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛
罗伦萨。托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手，1642年继承伽利略任佛罗伦萨学院数学教授。托里拆利的首要发明是水银气压计，为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。托里拆利还发
现了托里拆利定律，这是一个有关流体从开口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液体射出的速度等
于重力加速度与液体高度乘积的两倍的平方根。
5. 气压计
气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。
（1）水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道
当时的大气压了，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。
（2）金属盒气压计（又称无液气压计）
它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种
变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。
（3）自制气压计
①制作与使用：取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上
刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿
玻璃管上升到瓶口以上。根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小，如下图所示。
②自制气压计的测量原理
在玻璃管内的底部取一液片“AB”，因为液片静止，所以
p =p +p 即 P =p + ρ gh
内 大气压 水 内上 0 水 水
因为瓶内气压基本不变，即水对液片向上的压强 p 基本不变，所以当外界大气压强 p 降低时，
内 0
h 变 ；反之，外界大气压强 p 增大时，h 变 。
水 0 水
该气压计会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P 变大，h 变大。
内 水6. 大气压与高度的关系
（1）实验探究
【进行实验】拿着自制气压计从一楼到五楼，记录并观察玻璃管内水柱的高度（即管内与瓶内水
面的高度差）。
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内
5 5.3 5.7 6 6.3
水面的高度差/cm
【实验现象】拿着自制气压计从一楼到五楼，发现管内水面的高度差变大。
【实验结论】大气压随高度增加而 。
（2）大气压与高度的关系
【看图分析】
①结论：大气压随高度增加而减小，在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小 pa。
②大气压随海拔高度的升高而减小的原因
大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因
此大气压就会降低。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。
（3）高度计如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了 计。因为大气压强随高度的增加而减小，
我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。
7. 水的沸点与大气压的关系
（1）进行实验：如图所示，将水加热至沸腾后停止加热，沸腾停止，若将烧瓶内部的空气抽出，
停止沸腾的水又重新沸腾起来。
（2）现象分析
抽出空气，瓶内的气压降低，停止沸腾的水还能重新沸腾起来，说明瓶内水的沸点 了。
（3）实验结论
液体的沸点与液体表面上方的气压有关，气压降低，沸点 ；气压升高，沸点 。
（4）水的沸点与气压值对照表
观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系：
气压值
1 2 3 5 10 20 30 50 70 101
（×103pa）
沸点
4 16 23 32 46 60 69 81 90 100
（℃）
①气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。
②在1标准大气压下，水的沸点为 ℃。
在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是： ℃（69~75℃
间），这样的温度，连面条也煮不熟。
（5）高压锅的原理
高压锅把水紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，
就使高压锅内部的气压 1个大气压，水的沸点 ，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部
就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了，并且相当酥烂。
【例题2】如图所示是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法正确的是（）
A．玻璃管倾斜后会影响实验测量结果
B．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C．大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强
D．因为大气压大于玻璃管内这段水银柱产生的压强，所以水银柱不会落下
【例题3】小皓同学自制了一个气压计，如图所示，玻璃管内水的高度h=5cmg，取10N/kg。由图
可知，气压计玻璃瓶内的空气压强_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）玻璃瓶外空气的压
强，玻璃瓶内外大气压强差为________Pa，小皓拿着该气压计从山底开始爬山，爬山过程中玻璃管内
水的高度会_______ （选填“升高”或“降低”），到山顶，小皓发现玻璃管内水柱的长度变化了
23cm，则该山大约高_______m（玻璃管足够长，不考虑温度的影响，在海拔3000m以内，大约每升高
10m，大气压减小100Pa）。
探究三、大气压的应用
1. 生活中应用实例
在生活中，吸尘器、吸盘、垃圾清扫车、拔火罐等都是应用了大气压，这些吸的过程都是靠大气
压“压”的结果。
“拔火罐”：拔火罐时，先把酒精在罐内烧一下，罐内空气受热排出，此时迅速把罐扣在皮肤上，
等到罐内的空气冷却后压强降低，小于外面的大气压，外面的大气压就将罐子“吸”在皮肤上，因此
这是由于大气压强的作用引起的。因罐内的大力吸引而引起人体血管扩张，血流加快，新陈代谢旺盛，
组织营养得到改善，提高机体的抗病能力。吸尘器 吸盘挂钩 拔火罐
2. 活塞式抽水机
（1）组成
活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。
（2）工作原理
①提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处
的水受到大气压的作用，推开阀门 进入圆筒。
②当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门 进入圆筒的上
部。
③再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门 关闭，水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作
用下推开阀门 而进入圆筒。
3. 离心式抽水机
如图所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机
的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环
下去，就不断把水送到了高处。
【例题4】如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．抽水机是利用大气压来工作的
B．在图甲中，阀门A与B都是单向阀门
C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动
D．这样的抽水机提升水的高度可以无限高
【精讲点拨】
1. 在解释与大气压有关的现象中，要把握住要点：一切吸液体（或气体）的过程都是靠管内外气
体的压强差将液体“压入”的过程。
2．除托里拆利实验外，还可以根据p= 粗略测量大气压。用到的器材有：弹簧测力计、吸盘、玻
璃板、刻度尺等。将吸盘紧贴玻璃板，挤压吸盘，用弹簧测力计拉住吸盘，缓慢向上拉，至吸盘脱离
板面时，记录弹簧测力计的示数F；测量并计算出吸盘与玻璃板的接触面积S；算出大气压强p= 。
（该实验误差大）
3. 大气压随高度的变化而变化，大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，
上面的大气层越薄，空气的密度也越小，那里的大气压强越小。
4．一切液体的沸点都是气压增大时升高，气压减小时降低。通常说的沸点，都是指在1标准大气
压下。例如说水的沸点是100℃，必须强调是在1标准大气压下。
【归纳整理】
第3节 大气压强【课堂练习】
1．如图所示，小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一片硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯
子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下。对整个探究活动的分析正确的是（ ）
A．探究的问题：大气压强有多大
B．探究的问题：大气向各个方向的压强相等
C．探究的问题：研究水的重力与大气压力的关系
D．探究的问题：大气对各个方向都有压强
2. 第一个证明大气压存在的著名实验是 ，如图所示，老师在做托里拆利实验时（当地气
压为标准大气压），试管的顶端混入了部分空气，实验时测得管内水银柱的高度将 （填“大
于”“等于”“小于”）760mm，如果将试管顶端开一个孔，管内水银柱会不会喷出来 （填
“会”“不会”）。
3．在物理创新实验活动中，小聪用玻璃瓶、两端开口的玻璃管、橡皮塞、红色的水自制了一个气
压计，如图所示。小聪用托盘将该气压计从一楼端上十八楼后，玻璃管中的液面（ ）A．上升 B．下降 C．不变 D．无法确定
4. 如图是托里拆利实验的流程，关于托里拆利实验，说法正确的是（ ）
A．托里拆利实验可以把水银替换成水，其余器材不变，由此计算大气压强
B．向上移动玻璃管，水银柱的高度不变
C．实验中用的玻璃管越粗，水银柱高度越低
D．标准大气压指760mm水银柱的压力
5. 护士给病人输液时，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，
如图所示。这根“闲置”管是为了 （填“利用”或“不利用”）大气压强。由于针头较细，为
确保药液的流速，需要将药水袋提升到相对针管一般不低于1.3m的高度，由此推算针管处受到的液体
压强为 Pa。（g=10N/kg，ρ =ρ ）
药 水
6. 如图使用活塞式抽水机时，若提起活塞，阀门A关闭，活塞下面的空气稀薄，低处的水受到
的作用推开阀门进入圆筒。当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，冲开阀门
进入圆筒的上部。再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门 关闭，水从侧管流出。7．某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图中E为圆形吸盘，其面积为120cm2，ABCD为一正方
形平板玻璃，边长为1m，重180N。若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并保持静止，g=10N/kg，大气压
p=1.0×105Pa，求：
0
（1）平板玻璃的质量？
（2）吸盘内压强为多大时，恰能吸起这块玻璃？
8. 如图所示，疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用，小松查阅资料得知：
（1）“负压救护车”救护舱内外气压差保持在10Pa~38Pa之间，防止空气外流；（2）为防止交叉感
染，舱内每小时换气20次，通过排风净化装置将舱内气体无害化排出，增大排风装置排风量，能降低
救护舱内气压。
①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压（选填“大于”“小于”或“等
于”）；
②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时，需要增大排风量，请分析原因：
；
③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。
A．正在烧煮的高压锅 B．开始吸饮料时的吸管 C．充满气的轮胎
【课后反思】
