九年级物理上册《神奇的压强》文字素材1 沪粤版

神奇的压强课程资源1. 一些压强值事物压强/Pa一万米高空（50）的空气压强8500米高山上（40）的空气压强履带拖拉机对地面的压强坦克对地面的压强炊事用高压锅内的最大压强载重汽车轮胎内气体压强汽水瓶内压强高温高压蒸汽锅炉：400450时510时无缝钢管能耐受的压强小汽车发动机汽缸内的压强高压储气钢瓶气体压缩机火车车轮与钢轨之间的压强火车钢轨与轨枕之间的压强火车轨枕与道床之间的压强石墨转化为金刚石（高温下加压）地球中心压强原子弹爆炸中心压强太阳中心压强热核反应02641050331105约03105约（0405）105（1213）105小于10105可达到101053010540105101105（80800）105100105150105可达5000105（70009000）10520105（153）10541010大于364101110141016可达101610172. 三峡工程简介三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。1992年4月3日，七届人大五次会议审议并通过了关于兴建长江三峡工程决议。1994年12月14日，三峡工程在前期准备的基础上正式开工。1 工期三峡工程分三期，总工期17年。一期工程5年(19931997年)，除准备工程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖等。二期工程6年(19972003年)，工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装等。导流明渠截流是二期工程转向三期工程建设的重要标志。三期工程6年(20032009年)，本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。届时，三峡水库将是一座长达600公里，最宽处达2000米，面积达10000平方公里，水面平静的峡谷型水库。2 巨大效益三峡工程是中国，也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程。它具有防洪、发电、航运等综合效益。防洪兴建三峡工程的首要目标是防洪，可有效地控制长江上游洪水。经三峡水库调蓄，可使荆江河段防洪标准由现在的约10年一遇提高到100年一遇。发电三峡水电站总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846.8亿千瓦时。它将对华东、华中和华南地区的经济发展和减少环境污染起到重大的作用。航运三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道，万吨级船队可直达重庆港。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨，运输成本可降低35-37%。3 枢纽布置枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物三大部分组成。大坝位于河床中部，即原主河槽部位，两侧为电站坝段和非溢流坝段。水电站厂房位于两侧电站坝段之后。永久通航建筑物均布置于左岸。大坝大坝即拦河大坝为混凝土重力坝，坝轴线全长2309.47米，坝顶高程185米，最大坝高181米。设有23个泄洪深孔，底高程90米，深孔尺寸为79米，其主要作用是泄洪。电站坝段位于大坝两侧，设有电站进水口。枢纽最大泄洪能力可达102500立方米秒。水电站水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房。共安装26台水轮发电机组，机组单机额定容量70万千瓦。通航建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280345米，可通过万吨级船队。升船机为单线一级垂直提升式，一次可通过一条3000吨的客货轮。承船厢运行时总重量为11800吨，采用全平衡钢丝绳卷扬方式提升，总提升力为6000牛顿。4 水淹范围三峡工程正常蓄水至175米时，三峡大坝前会形成一个世界上最大的水库淹没区三峡库区。三峡水库将淹没陆地面积632平方公里，淹没城市2座、县城11座、集镇116个，涉及到湖北省夷陵区、秭归县、兴山县、巴东县和重庆市主城区及所辖的巫山县、巫溪县、奉节县、云阳县、万州区、石柱县、忠县、开县、丰都区、涪陵区、武隆县、长寿县、渝北区、巴南区、江津市等。其中秭归、兴山、巴东、巫山、奉节等9座县城和55个集镇全部淹没或基本淹没。3. 潜水服在清理河底、修理船舶或水坝的水下部分以及打捞沉船的时候，人们不得不在各种深度的水下工作，为此而需要使用专门的潜水服。潜水服是用橡皮布制成的，使用时把它套在保温服装的外面。潜水服的上部用螺扣装着一个带厚玻璃小窗的头盔（潜水帽）。潜水员的鞋底是铅制的，而且他的胸部和背部还要戴上铅制的配重，否则的话，他穿着潜水服就沉不到水下。通过软管不停地把氧气送入潜水帽内，供潜水员呼吸，但是软管限制了潜水员在水下的行动自由和活动范围。潜水员可以自己携带贮在坚固的钢瓶中的压缩氧气，潜入到不超过90m 的深度，这种装备叫做水中呼吸器，游泳运动员也可使用。（1）干式潜水服：该潜水服的帽子、衣服、裤子连成一体，背后装有水密拉链，使用方便，水密性好。头部后面有手动排气阀，可调节潜水服内的存气量，保持潜水员在水下所受浮力稳定，以便潜水员顺利下沉、上升和作业。由于潜水员身体与水隔绝，潜水服内还可以穿着保暖内衣，故保暖性能优良，适合水温较低的潜水作业，最大使用深度40m。（2）热水潜水服：该潜水服上衣与裤子连为一体，配有海绵手套和软底靴。设有拉链，方便穿着。腰部右侧安装有进排水阀。在水面时，热水机将水加热到一定温度，然后经“脐带”输入至潜水服中，由进排水阀调节流量后，热水通过衣服内部的开孔软管流经潜水员的躯干和四肢部分，释放热量后由手、足及头部的软管端口直接排入环境水中。该潜水服适用于深度小于300m、温度在1.7以上的水域环境潜水作业。4. 验证大气压强存在的实验甲 乙 丙图1通过简单易行的小实验，可以有效地帮助学生感受大气压的存在。类似的实验有很多，这里再补充一个实验。如图1甲所示，将装满水的饮料瓶倒过来浸没于水中，去掉瓶盖，抓住瓶底部向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终始终充满水，如图乙所示。如果在瓶底钻一个小孔，重做上面的实验，会发现瓶中的水面与瓶外水面始终相平，如图丙所示。原因就是因为第一次瓶里无大气压，瓶外有大气压；第二次瓶内、瓶外均有大气压，此时学生就会确信大气压确实存在。5. 人与大气压人与大气有着不可分离的密切关系，这不仅是由于人的呼吸和调节体温需要大气，大气对于人体还有一种不易被人察觉的作用大气的压力。一名优秀的游泳运动员，在几分钟内不呼吸不成问题，但如果没有大气压力，恐怕连几秒钟也生存不了。1个标准大气压是1.013105Pa。一个成年人的人体表面总共要受到大约1.21051.5105N的大气压力。但是由于人体内部也有同样大小的压强与之抵消，所以人体才感觉不到那么大的压力。就拿呼吸来说，当吸气时，通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩，胸腔容积扩大，肺气泡也跟着扩大，使其中的气压下降，并低于外部大气压，于是外界空气在大气压的作用下，从鼻孔和嘴流进肺部，进入肺气泡；呼气的情况下正好相反，由于胸腔容积缩小，肺内空气收缩，内部压强大于外部，气体便从肺里呼出来。在雷雨之前，由于气压的下降，人们常会出现胸闷、头昏和情绪烦躁症状。另外，在人的股骨和髋骨之间有一个没有大气的空腔，空腔内不存在向外的作用力，于是股骨就靠外部大气压紧紧地压在身体上，使我们抬起腿走路不觉得费力，行走自如。6. 高原反应高原反应即急性高原病，是人到达一定海拔高度后，身体为适应因海拔高度而造成的气压差、含氧量少、空气干燥等的变化，而产生的自然生理反应，海拔高度一般达到2700米左右时，就会有高原反应。高原反应的症状一般表现为：头痛、气短、胸闷、厌食、微烧、头昏、乏力等。部分人因含氧量少而出现：嘴唇和指尖发紫、嗜睡、精神亢奋、睡不着觉等不同的表现。部分人因空气干燥而出现：皮肤粗糙、嘴唇干裂、鼻孔出血或积血块等。如何避免或减轻高原反应？大部分人初到高原，都有或轻或重的高原反应，一般什么样的人会有高原反应没有规律可循，避免或减轻高原反应的最好方法是保持良好的心态面对它，许多的反应症状都是心理作用或由心理作用而引起的，比如：对高原有恐惧心理，缺乏思想准备和战胜高原决心的人，出现高原反应的机会就多。建议初到高原地区，不可疾速行走，更不能跑步或奔跑，也不能做体力劳动，不可暴饮暴食，以免加重消化器官负担，不要饮酒和吸烟，多食蔬菜和水果等富有维他命的食品，适量饮水，注意保暖，少洗澡以避免受凉感冒和消耗体力。不要一开始就吸氧，尽量要自身适应它，否则，你可能在高原永远都离不开吸氧了（依赖性非常强）。您也可服用一些缓解高原反应的药品，如高原安（至少提前1-2天服用，到达高原后继续服用3-5天）、西洋参含片、诺迪康胶囊（对缓解极度疲劳很有用）、百服宁（控制高原反应引起的头痛）、西洋参（对缓解极度疲劳很有用）、速效救心丸(不可多服)、丹参丸（治疗心血管）、葡萄糖液等等。对于高原适应力强的人，一般高原反应症状在1-3天内可以消除，适应力弱的需3-7天。如果您能适应酥油茶的味道，您也可以多喝一些酥油茶，对缓解高原反应也有一定的作用。7. 高压锅液体的沸点随液体表面的气压升高而升高，高压锅就是应用这一原理制成的。（1）高压锅内液体沸腾时，锅内气压大约是多少？锅内沸点大约是多少？以锅盖直径为24cm的高压锅为例，限压阀质量为96.5g，喷气孔直径为3.5mm，则锅内压强约为2atm，这时锅内水的沸点约120。（2）当高压锅开始喷气时，锅盖内外受到的压力差是多少？锅盖的直径为24cm，锅盖内外受到的压力差是F=PS=21.013105Pa3.14(0.12m)14445N这大约相当于450kg物体受到的重力，因此使用高压锅时必须十分小心，高压锅爆炸的威力不亚于一颗小型手榴弹。（3）使用高压锅时，能不能将重物压在限压阀上？高压锅内气体压强是由限压阀的重力控制的，如果增加限压阀的重力，锅内气压随之增加，沸点随之提高。这样很容易造成高压锅爆炸，所以要严禁这一做法。（4）用高压锅煮汤，怎样才能快速、安全地打开锅盖？用高压锅煮汤后，若突然打开锅盖，锅内气压突然降至1个大气压，沸点降至100，大量的水会突然汽化而急剧沸腾，大量的高压汽、汤会喷涌而出，极易造成烫伤事故。因此，要快速、安全地打开锅盖，必需先有一个冷却了过程。有两种冷却方法：第一种方法是把高压锅放在水中冷却，第二种方法是往锅盖上不断淋冷水。相比较，第二种方法更好。使用第一种方法，最先冷却的是锅的下部，并且是锅内下部的液体。虽然由于传导其他部位也随之冷却，但冷的液体密度增大而下降，下冷上热，使液体对流难以进行，这样冷却效果不明显，需用时间长。而使用第二种方法，冷水淋在120的锅盖上立即汽化，汽化会吸收大量的热，同时不仅由于传导使其他部位冷却，而且从上面冷却使蒸汽和液体的对流顺利进行。8. 航天服航天服是保障宇航员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。它能防护空间各种环境因素（低压或真空、缺氧或无氧、高低温、太阳辐射、微流星体等）对人体的危害。在太空真空环境里，人体血液中含的氧气会变成气体，使体积膨胀。如人不穿加压、气密的航天服，则会因体内外的压强差悬殊而发生生命危险。航天服是在飞行员密闭服（或称全压服）的基础上发展起来的多功能服装。60年代初期，航天员穿用的舱内航天服，结构简单。此后逐步向舱外用航天服发展。现代新型航天服具有液冷降温结构，可供航天员出舱活动或登月考察。70年代研制成功全活动型航天服，在高值加压下仍具有最佳活动性能，不需要吸氧排气，航天员就可由座舱直接进入宇宙空间。航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。1 头盔：分面窗型和全透明型。前者由盔壳、通风衬垫、面窗与开关机构、进食嘴与颈圈组成；后者由聚碳酸酯制成头型整体，容积大、视野广、气密性好，但比较重。二者均通过颈圈与服装连接。面窗在平时可随意启闭，紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。全透明头盔平时不戴，紧急时迅速戴上。舱外活动时，另有防护罩，以防护高低温和微流星体。防光玻璃能保护视网膜免受从紫外至红外波段的电磁波伤害。2 服装：舱外用的航天服由外罩、真空隔热屏蔽层、气密限制层、通风结构和组成。外罩具有保护气密限制层、防火、防微流星体和防太阳辐射的功能真空隔热屏蔽层用于防护过热或过冷的侵袭。月球表面昼间温度为+130，夜间为-160。登月服必须具备良好的真空隔热屏蔽层。它由78层屏蔽板组成，板间抽真空，减少传热。屏蔽板用金属箔片或表面镀铝塑料薄膜制成。气密限制层用于使服装内保持规定的大气环境，保护航天员免受真空环境的危害。限制层是承压结构，选用强度高、伸长率低、漏气量小的特制材料（如胶布）制成。通风结构和液冷服用以排除多余的热量、水汽、二氧化碳等废气，确保航天员吸入新鲜空气（或氧气）。服装内部有通风管道，具有一定温度、湿度和速度的气体由管道中通过，调节服装内气温。3 手套：手指血液循环差，散热面积大、汗腺分布密度大，因此要求手套具有良好的通风和隔热保暖性能。处在加压状态的手套，其指端必须与航天员手指紧配，以保证手指灵活动作。4 靴子：脚趾与手指的生理特点相似，但无活动要求。靴子通常有 3种类型：靴子与服装气密限制层连成整体；靴子与服装通过断接器连接；穿在服装气密限制层外面的套靴。9. 高压氧舱高压氧治疗是医学领域的一个新进展，作为一种特殊的治疗手段，在国内外愈来愈广泛地被临床应用。高压氧疗法是将病人置于高压环境中（高压氧舱内）吸氧以治疗疾病的方法。高压氧的临床应用已相当广泛，涉及内、外、妇、儿、五官、皮肤等几乎所有的临床学科。实践证明，高压氧治疗对某些疾病，如一氧化碳中毒、厌氧菌感染性疾病、潜水减压病、空气栓塞症、组织缺血缺氧性疾病、颅脑损伤和多种外伤及其后遗症、脑血管疾病等具有显著的疗效。高压氧能够治疗疾病主要机理是高压氧可提高血氧张力、增加血氧含量，使组织内氧含量和储氧量相应增加。血氧弥散及组织内氧的有效弥散距离亦增加，可有效地改善机体缺氧状态，治疗因缺氧所导致的一系列疾病如一氧化碳中毒、急性脑缺氧等。高压氧对血管有收缩作用，故可减少血管渗出，改善各种水肿，如脑水肿、肺水肿、肢体肿胀、创面渗出等。高压氧可促使侧枝循环的建立。高压氧对厌氧菌的生长繁殖，有明显的抑制作用，故对气性坏疽等厌氧菌感染性疾病有良好疗效。高压氧对进入人体内的气泡有压缩作用，故对于减压病、气栓症等有特殊效果。此外高压氧还可与放疗和化疗起协同作用，增强放疗和化疗对恶性肿瘤的疗效。高压氧治疗时，一般分三个阶段进行：加压：用压缩气体（空气或氧气）输入高压氧舱内，使舱内压强由常压达到治疗所需压强的过程。单人纯氧舱直接用高压氧气加压，大中小型空气舱以压缩空气加压，一般治疗压强为22.5atm。稳压：当舱内压强升至治疗所需的压强时，立即停止升压，保持稳定。患者在这段时间内戴面罩呼吸，吸入纯氧，而单人纯氧舱内患者直接吸舱内氧气。这段高压下稳定的时间，一般持续6090min左右。减压：高压氧治疗结束后，要按一定速度排气降压直到常压，然后方可出舱。这段时间大约为2030min。一般治疗全程时间大约为100120min，10日为一个疗程，具体治疗方案会根据疾病状况而有所不同。10. 物理学家（1）帕斯卡（1623-1662）帕斯卡是法国物理学家，1623年6月19日生于法国克莱蒙费朗城，1662年8月19日逝世于巴黎，享年39岁。帕斯卡在物理学方面的主要贡献是：对流体静力学和大气压强的研究。帕斯卡进行了“流行平衡”的研究，并于1653年写成了论文论流体的平衡。在这篇论文中他阐明了著名的帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强能够大小不变地向各个方向传递。液压机就是根据这个道理制成的。托里拆利实验的信息传到法国后，引起了帕斯卡的极大兴趣，在1646年10月，他重复了托里拆利的实验，获得了成功。16461647年，他准备了几根长约12m的各种形状的玻璃管，把它们固定在船桅上，分别用水和葡萄酒做实验，帕斯卡根据这次实验的结果，在1647年10月出版的关于真空的新实验一书中指出，管内出现的空隙确实是真空。帕斯卡还做过大气压随高度变化和虹吸现象的实验。1648年9月19日，帕斯卡让他的内弟佩里埃把气压计带到克莱蒙附近高约1000m的多姆山，在山上进行实验，发现大气压随高度的增加而减小（山顶比山脚的水银柱高度低8.5cm）。他自己也在巴黎的圣杰克塔顶做过同样的实验，帕斯卡把真空存在的论证和大气压强联系起来，进而把两者放在更为一般的“流体平衡”的理论中来加以全面阐述，说山顶实验使他“亲眼看到了自然界中最轻的流体”。帕斯卡还发明了注射器，改良了托里拆利的气压计，创造了水压机。帕斯卡还是一位数学家，对文学也极有造诣。（2）奥托格里克（1602-1686）奥托格里克是德国物理学家、工程师、自然哲学家。1602年11月20日生于马德堡。格里克爱好科学实验，开始先从事大气压的研究。1650年发明了真空泵，利用真空泵做过许多有趣的实验。他把钟放到一个大玻璃罩内，当慢慢抽出罩内空气时，钟声逐渐变小；如果停止抽气，让空气重新进入玻璃罩内，又可以听得到钟声。他还发现真空罩内蜡烛会熄灭，鸟儿难以生存。最著名的是1654年进行的马德堡半球实验。他制造了两个直径36cm的铜半球，每个半球上铸有铜环，其中一个半球上装有可供抽气的带活塞的开关，他将两个半球合在一起，然后将球中的空气抽去。这时，周围的大气紧紧地把两个半球压在一起。他让人在铜球的两个环上各用八匹强壮的马来拉，才把铜球拉开。 继吉尔伯特之后，格里克还做了摩擦起电实验。1660年，他把熔化了的硫磺灌进一个空心玻璃球里，使它凝固成一个小小的硫磺球，将球放在木盘中滚动，由于摩擦而使硫磺球带电。当其他东西与硫磺球接触的瞬间，便会产生电火花。为了增加所带的电荷量，1663年格里克将硫磺球做大，并在球下面安一根棍，用手举着硫磺球操作。1672年，他又做了改进，把更大的硫磺球装在一个轴上，用架子架起来，用摇把使硫磺球旋转，用手或布接触球体，就通过摩擦使硫磺球带上更多的电荷，这在当时可算得上一台比较完善的摩擦起电机了。1686年5月11日，奥托格里克在汉堡逝世。（3）托里拆利（1608-1647）托里拆利是意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎的贵族家庭。托里拆利在物理学中的主要贡献是设计有名的托里拆利实验，证明真空的存在，发现了大气压强，发明了气压计。17世纪初，许多学者认为水位在筒内之所以会升高是由于“自然害怕真空”。后来，人们在利用抽气机抽深矿坑中的水时，发现水只能吸到大约10m的高度，托里拆利研究了这一问题。他和维维安尼用水泵提升各种液体进行实验，发现提升液体的高度取决于液体的密度。1643年，他们做了一个著名的实验：在长约1m、一端封闭的玻璃管内装满水银，用手指封住管口而将管倒立于水银槽内，然后，放开手指，发现管中水银并不全部流入水银槽中，管中水银面降到76cm左右，就不再下降了。托里拆利认为和管内水银柱相平衡的力是管外空气的压力，这个实验证明了自然界是可以存在真空的。托里拆利还对流体力学进行了研究，发现水从容器底部小孔流出的速度是和小孔上方水面高度的平方根成正比，而不是与水面的高度成正比，从而纠正了他的导师卡斯特里的错误。此外，托里拆利对摆线、圆锥曲线等也进行了深入的研究。1647年10月25日托里拆利在佛罗伦萨逝世。- 7 -