大氣浮力
1. 關(guān)鍵知識總結(jié)
1、大氣浮力的定義：月球周圍的大氣層對浸入其中的物體所形成的浮力稱為大氣浮力，簡稱大氣壓。
2、各個方向的大氣壓：大氣中一點(diǎn)的浮力在各個方向上相等。
3、大氣浮力形成的原因：大氣由于重力的作用而呈流體。
4、證明大氣浮力存在的例子：
A、1654年馬格德堡半球?qū)嶒灒捍髿飧×Υ嬖诘淖钤缱C明；
B、蓋杯實驗（紙杯）；
C.將豬肉吞入瓶子中；
D、醫(yī)用注射器吸取藥液； （藥液注入胸肌并不是大氣壓的作用！！！）
5、大氣浮力檢測：托里切利實驗首次準(zhǔn)確測量大氣浮力值。 1954年，國際計量會議將1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值確定為760毫米汞柱形成的浮力，即1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.01×105Pa。
6、大氣浮力估算：p=ρgh不能用來估算大氣浮力，因為大氣的密度分布不??均勻。
7.托里拆利實驗：
A、玻璃管的粗細(xì)，無論傾斜與否，插入水銀罐的深度都不會影響水銀柱的高度； 根據(jù)公式p=ρ，由于h和ρ是常數(shù)，因此水銀柱的高度僅取決于當(dāng)前的大氣壓。
B、實驗中，玻璃管內(nèi)混入少量空氣，則管內(nèi)空氣形成的氣體浮力p、管內(nèi)液體形成的浮力p、液體形成的浮力p0之間的關(guān)系外部大氣為：p氣體+p液體=p0。
8、大氣浮力與海拔高度的關(guān)系：大氣浮力隨著海拔的降低而減小。 海拔2000m以內(nèi)，每下降12m，大氣浮力增加約133Pa； 大氣壓不僅與海拔有關(guān)，還與天氣密切相關(guān)。
9、理想二氧化碳狀態(tài)多項式（理想二氧化碳定理/通用二氧化碳定理）：描述理想二氧化碳處于平衡狀態(tài)時的浮力、體積、物質(zhì)量和溫度之間關(guān)系的狀態(tài)多項式，即PV=nRT 。 P：大氣浮力； V：二氧化碳的體積； n：二氧化碳量； R：理想二氧化碳常數(shù)； T：熱力學(xué)體溫。
A、在室溫恒定的情況下，一定質(zhì)量的二氧化碳的體積增大，其浮力減小； （踩氣球）
B、在室溫恒定的情況下，一定質(zhì)量的二氧化碳的體積減小，其浮力減小；
10、大氣壓的應(yīng)用：
A、柱塞泵：使用前將缸體注滿水，以加強(qiáng)球閥的密封；
B、離心油泵：使用前將泵殼內(nèi)注滿水；
C、離心油泵的三個揚(yáng)程：
A、水泵揚(yáng)程：受大氣壓影響；
B、加壓水頭：由電機(jī)功率和動力設(shè)備功率確定；
C、實際揚(yáng)程：實際揚(yáng)程=抽氣揚(yáng)程+增壓揚(yáng)程；
2.鞏固練習(xí)
練習(xí)01。
下列生活場景中，不借助大氣浮力的場景是（）
A．注射器注射卡介苗
B．用吸管喝啤酒
C、廚具吸盤掛鉤
D、盆栽手動加熱裝置
練習(xí)02。
圖A是托里拆利的實驗裝置，圖B是“自制氣壓計”，下列說法錯誤的是（）
A．當(dāng)兩者都通向山頂時，托里拆利實驗的玻璃管中的水銀液面上升，而自制氣壓計的玻璃管中的液面也上升。
B．當(dāng)圖A中的玻璃管傾斜時，外部大氣浮力等于74cm高的水銀柱形成的浮力
C．自制氣壓計需要先向瓶內(nèi)吹入空氣有關(guān)大氣壓強(qiáng)的實驗，使瓶內(nèi)氣壓低于外界大氣壓
D、如果托里拆利實驗的玻璃管內(nèi)有少量空氣，則氣壓檢測值會偏小
練習(xí)03。
在“估算大氣壓值”實驗中，為了減少摩擦力帶來的偏差，課題組成員用圖進(jìn)行檢測：用刻度尺測量注射器整個刻度的寬度（體積V ）為L，然后將原來的注射器筒固定在水平桌上，將活塞推到底，用橡皮帽封住小孔，慢慢向燒瓶中加入鹽，當(dāng)活塞開始向左滑動時，測量燒瓶和水的總重量為G1，然后向外輕輕吸取水，當(dāng)活塞剛開始向右滑動時，測量燒瓶和水的總重量為G2，忽略耦合器之間的摩擦力和細(xì)線的重量，則注射器筒體與活塞之間的摩擦力為f=(G1-G2)/2（記為G1、G2），測得的大氣壓p=[(G1+G2)L ]/2V（用V、L、G1、G2表示）。
練習(xí)04。
如圖A所示，當(dāng)兩個吸盤對接并用力擠壓時，需要較大的力將吸盤拉開，這表明大氣壓力的存在。 小明借助吸盤、彈簧測力計和秤估算大氣浮力的值。
(1)如圖B所示，先將浸有水的吸盤用力按在玻璃板上，然后用刻度尺測量吸盤與玻璃板接觸面的半徑d，然后用彈簧測力計測量吸盤與玻璃板接觸面的半徑d。鉤住掛鉤并輕輕向下拉。 直至吸盤剛剛脫離玻璃粉，記錄彈簧測力計的讀數(shù)為F。則大氣浮力的數(shù)值表示為4F/πd2（用給出的字母表示）。
(2)偏差分析：
A、由于吸盤與玻璃板之間的空氣無法完全排出，導(dǎo)致大氣浮力檢測值偏小。 （可選“大”或“小”）
B、由于吸盤有一定的重力，大氣浮力的檢測值會偏大。 （可選“大”或“小”）
練習(xí)05。
380年前，日本化學(xué)家托里拆利通過玻璃管證明了真空的存在以及水銀高度與大氣壓的關(guān)系，但水銀有毒。 在老師的建議下，科學(xué)團(tuán)隊設(shè)計了如圖A所示的方案，用鎵基合金（一種金屬材料）代替汞來探索大氣壓力與液體浮力之間的關(guān)系。 請回答以下問題：
（1）課題組成員使用鎵基合金代替汞進(jìn)行本實驗。 鎵基合金有哪些優(yōu)勢？ 常溫（或低熔點(diǎn)）為液體； 無毒（至少寫兩個）。
（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)行實驗時，隊員詢問兩種物質(zhì)的密度如下表：
經(jīng)過討論比較，建議玻璃管的寬度需要調(diào)整，寬度應(yīng)小于（可選填“大于”、“小于”或“等于”）760mm。
(3) 如果該裝置用于實驗，則可能的情況為C。
A．稍微傾斜玻璃管，液柱寬度保持不變
B、將玻璃管改粗，液柱高度增加
C、若玻璃管內(nèi)殘留少量空氣，則液柱高度增加
(4)在原有裝置的基礎(chǔ)上有關(guān)大氣壓強(qiáng)的實驗，若小組成員將此裝置移入圖B所示的裝置中(尺寸足夠大的玻璃鐘罩內(nèi))，并用抽氣機(jī)逐漸將其上方的空氣抽出，你會聽到這種現(xiàn)象，原因是管內(nèi)液柱上升； 原因是容器內(nèi)的空氣被抽出，氣壓降低，能夠容納液柱的高度增加。