2021學(xué)年第九章 壓強4 大氣壓強教案

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第4節(jié)　大氣壓強教學(xué)目標【知識與技能】1．知道大氣壓強的存在，知道托里拆利實驗的原理、過程和結(jié)論．2．了解大氣壓強產(chǎn)生的原因．3．知道大氣壓強與高度和天氣有關(guān)．4．通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力．5．通過對托里拆利實驗的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力．【過程與方法】1．學(xué)生進行實驗探究，估測大氣壓的大小，體會科學(xué)探究的過程．2．通過對托里拆利實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解用液體壓強來研究大氣壓強的等效替代法．【情感、態(tài)度與價值觀】1．通過演示實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲．2．運用大氣壓強知識解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象，使學(xué)生體會到物理知識與生活的密切關(guān)系，具有將物理知識用于解釋日常生活現(xiàn)象的意識．3．通過對托里拆利實驗的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識．重點難點【重點】知道大氣壓強的存在．【難點】知道托里拆利實驗的原理、過程和結(jié)論．教學(xué)過程知識點一　大氣壓強【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P48，完成以下問題：大氣對浸在它里面的物體的壓強叫大氣壓強，簡稱大氣壓．【合作探究】演示一　生活中的大氣壓強觀察以下現(xiàn)象，回答相關(guān)問題．(1)將硬紙片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置過來(提醒學(xué)生注意觀察)，放手后，可看到硬紙片掉下．(2)將玻璃杯裝滿水，仍用硬紙片蓋住玻璃杯口，用手按住，并倒置過來(暫不放手)．如果放手，可看到硬紙片沒有掉下來．(3)將掛物鉤的吸盤壓在光滑的墻壁上，再將重物掛在鉤上，吸盤依然不會脫落．1．是什么力使硬紙片和吸盤不會掉下來？答：地球周圍被厚厚的空氣層包圍著，這層空氣又叫大氣層．空氣由于受重力作用，而且能流動，因而空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(跟液體相似)．大氣對浸在它里面的物體的壓強，叫做大氣壓強，簡稱大氣壓．2．大氣壓產(chǎn)生的原因是什么？答：大氣有重力且具有流動性．3．大氣壓強有何特點？答：大氣向各個方向都有壓強；大氣內(nèi)部某一點向各個方向的壓強相等；大氣壓強隨深度增加而增大．知識拓展　大氣壓的存在——馬德堡半球?qū)嶒?/span>早在1654年，德國馬德堡市市長奧托·格里克就在馬德堡市公開表演一個著名實驗—馬德堡半球?qū)嶒?/span>．他把兩個直徑為30 cm銅質(zhì)空心半球緊緊地扣在一起，用抽氣機抽出球內(nèi)的空氣，然后用16匹馬向相反方向拉兩個半球，結(jié)果費了很大的勁才把它們拉開．【教師點撥】大氣壓強隨深度增加而增大，這里的深度是指從大氣層外表面向下的距離，也可以說大氣壓隨海拔高度的增加而減小．【跟進訓(xùn)練】用自來水鋼筆吸墨水時，只要把彈簧片按幾下松開，墨水就吸到橡皮管里去了，這是因為　(　C　)A．橡皮管有吸力B．彈簧片有吸力C．大氣壓的作用D．橡皮管里真空有吸力知識點二　大氣壓強的測量【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P49－50，完成以下問題：1．托里拆利實驗既說明大氣壓的存在，又準確地測出了大氣壓的值．2．通常把760_mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標準大氣壓，用字母p0表示，p0＝1.013×105 Pa.在粗略計算中，標準大氣壓可以取為1×105 Pa.【合作探究】探究一　估測大氣壓強的值1．大氣壓強到底有多大呢？我們能測量出大氣壓的值嗎？答：可通過托里拆利實驗測量出大氣壓的值．實驗?zāi)康模簻y量大氣壓強的值．實驗步驟：在長約1 m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開手指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時不再下降，水銀處于靜止狀態(tài)．實驗分析：玻璃管上端為真空，沒有壓強，玻璃管內(nèi)的水銀之所以能夠高于水銀槽內(nèi)的水銀，就是因為水銀槽內(nèi)的水銀受到大氣壓強的作用．實驗結(jié)論：大氣壓強的數(shù)值等于它支撐的水銀柱產(chǎn)生的壓強，即p大氣＝p水銀＝ρ水銀gh.我們通常把760 mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標準大氣壓，用字母p0表示．實驗中的注意事項：(1)管內(nèi)水銀柱是由大氣壓支持的，所以管內(nèi)水銀柱的高度代表了大氣壓強的大小，也就是說，在操作正確的前提下，只要大氣壓強不變，管內(nèi)水銀柱的高度就不變．(2)水銀柱高度是指管內(nèi)外水銀面的豎直高度差，不是指傾斜管內(nèi)水銀柱的長度．因此，實驗中使玻璃管傾斜后，管內(nèi)水銀柱長度增加，而水銀柱的豎直高度不變．(3)實驗中，玻璃管的粗細(內(nèi)徑不同)不會影響大氣壓強的測定值，因為液體的壓強只與液體的密度、深度有關(guān)，與液體的重力、體積有關(guān)．(4)實驗中玻璃管進入水銀槽中的深度對測量值沒有影響，管口向上提，管內(nèi)水銀面上方真空部分體積增大，水銀柱高度不變；管口向下按，管內(nèi)水銀面上方真空部分體積減小，水銀柱的高度不變．(5)當(dāng)管內(nèi)水銀面上方進入空氣后，測得的大氣壓值比實際值要小．2．管內(nèi)水銀為什么不繼續(xù)下落？答：這是大氣壓強支持著管內(nèi)的水銀柱，也就是說大氣壓跟760 mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強相等．3．標準大氣壓的值是多少？答：p＝ρgh＝13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m＝1.013×105 Pa.它相當(dāng)于在1 cm2表面受到10 N的壓力．通常人們把760 mm水銀柱所產(chǎn)生的壓強，叫做一個標準大氣壓，符號為1atm.1atm＝1.013×105 Pa.4．由標準大氣壓的值可以計算出大氣壓作用在一個人手掌上的壓力約為500 N，相當(dāng)于一個質(zhì)量為50 kg的人站在你手掌上產(chǎn)生的壓力．這么大的壓力，我們?yōu)楹胃杏X不到呢？答：因為人體內(nèi)也存在壓強，內(nèi)外壓力相互平衡；另外，人長期生活在大氣中，已經(jīng)適應(yīng)這種環(huán)境了．5．托里拆利實驗中水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓是否有關(guān)？答：因為p＝ρgh，液體壓強與水銀柱的高度有關(guān)，而水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓無關(guān)．6．如果玻璃管上端敲破一個洞，管內(nèi)的水銀將會向上噴出還是向下落回水銀槽？答：破洞后的玻璃管與水銀槽成了連通器，管內(nèi)的水銀將向下落回水銀槽．知識點三　大氣壓的變化及應(yīng)用【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P51，完成以下問題：1．大氣壓隨高度增加而減小．在海拔3 000 m以內(nèi)，大約每升高10 m，大氣壓減小100 Pa.2．天氣的變化也會影響大氣壓．【合作探究】探究一　影響大氣壓的因素1．影響大氣壓的因素有哪些？答：(1)大氣壓隨高度的升高而減小．由于越向高空，空氣越稀薄，空氣的密度越小，由于大氣層密度變化是不均勻的，因此壓強隨高度的變化也是不均勻的．在海拔3 000 m以內(nèi)，每升高10 m，大氣壓減小100 Pa.(2)天氣、氣候影響大氣壓．一般來說冬天的氣壓比夏天高，晴天的氣壓比陰雨天的高．2．大氣壓和水的沸點存在什么關(guān)系？答：水的沸點在標準大氣壓下是100 ℃，隨著大氣壓的減小，水的沸點會降低．3．為什么高山上用普通的鍋很難將飯煮熟？怎樣才能把飯煮熟呢？答：這是因為水的沸點與水面上的氣壓有關(guān)．液體表面的氣壓增大，液體沸點升高；液體表面的氣壓減小，液體沸點降低．用高壓鍋可以把飯煮熟．探究二　大氣壓強在生活中的應(yīng)用1．大氣壓強在生活中的應(yīng)用有哪些？答：有高壓鍋、活塞式抽水機和離心式水泵等．2．你知道活塞式抽水機的工作原理是怎樣的嗎？答：抽水機也叫水泵，是利用大氣壓把水從低處抽到高處的裝置．使用時，若提起活塞，閥門A受到大氣壓的作用而關(guān)閉，活塞的下面空氣稀薄，氣壓小于外界的大氣壓．于是，低處的水受到大氣壓的作用推開閥門B進入圓筒(圖甲)；當(dāng)壓下活塞時，閥門B被水壓下而關(guān)閉，水被阻不能向下流動，于是沖開閥門A進入圓筒的上部(圖乙)；再提起活塞時，活塞上面的水迫使閥門A關(guān)閉，從側(cè)管流出．與此同時井里的水又在大氣壓的作用下推開閥門B進入圓筒(圖丙)．知識拓展　用水做的“托里拆利實驗”找一根12 m長的透明軟管，管中灌滿水，將一端封閉，另一端放在盛水的水桶中，將封閉端用繩子吊起，觀察發(fā)現(xiàn)大氣壓強能支持的管內(nèi)水柱高度約為10.336 m.【教師點撥】1．在溫度不變的條件下，一定質(zhì)量的氣體，體積減小壓強增大，體積增大壓強減小．2．大氣壓強在生活中的應(yīng)用廣泛，常見的應(yīng)用實例除去離心式抽水機、活塞式抽水機之外，還包括吸管吸飲料、吸盤、鋼筆吸墨水、圓珠筆等．【跟進訓(xùn)練】下列事例中，利用大氣壓作用的是(　A　)A．小王用吸管將飲料吸入口中B．醫(yī)生用針筒把藥水推入病人肌肉中C．小李用圖釘把地圖釘在墻上D．深水潛水員要穿特制的抗壓潛水服課堂小結(jié)1．大氣壓強的存在2．大氣壓強的測量(1)托里拆利實驗(2)標準大氣壓：p0＝1.013×105 Pa3．大氣壓的變化及應(yīng)用練習(xí)設(shè)計完成本課對應(yīng)訓(xùn)練．溫馨提示：實驗視頻見課件．