設(shè)計說明
由于氣體看不見，摸不著，氣體的壓強也容易被人們忽視。大氣壓強的存在是本節(jié)教學(xué)的重點，也是難點。
“大氣壓強”這一節(jié)主要是通過觀察、實驗檢驗大氣壓強的存在，并能通過實例說出大氣壓強在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。由于剛學(xué)完液體壓強，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用類比的方法推測：既然液體有壓強，那么與液體同樣具有流動性的氣體是不是也有壓強？由此激發(fā)學(xué)生的思維和探究欲望，通過現(xiàn)象分析或進行有趣的實驗，加深學(xué)生對大氣壓強存在的認識，使他們確信大氣壓強是真實存在的，在教學(xué)中，可以按照“體驗→思考→分析→探究→應(yīng)用”的思路逐一展開，讓學(xué)生通過實驗，體驗大氣壓的存在，討論大氣壓的特點，應(yīng)用大氣壓知識解決實際問題以及探究測量大氣壓的方法。在教學(xué)中，可以采用播放托里拆利實驗視頻的方式，使學(xué)生形成直觀的認識。用大氣壓強解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象，對學(xué)生來說，難度也比較大。教師在教學(xué)中可以聯(lián)系學(xué)生身邊的實際情況，有針對性地指導(dǎo)和訓(xùn)練，以強化學(xué)生運用知識的能力和規(guī)范表達的能力。
教學(xué)目標
1.通過觀察、實驗，檢驗大氣壓強的存在。能通過實例說出大氣壓在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
2.能簡單描述托里拆利實驗，能說出標準大氣壓的數(shù)量級，能說出大氣壓隨高度變化的規(guī)律。
3.能說出液體沸點跟氣壓的關(guān)系。
4.了解活塞式抽水機的工作過程和原理。
教學(xué)重點難點
1.重點：大氣壓的存在。
2.難點：大氣壓的存在、大氣壓的測量。理解托里拆利實驗及用液體壓強來研究大氣壓強時轉(zhuǎn)換法和等效替代法的應(yīng)用。
教具
學(xué)生用：礦泉水瓶、飲料瓶、乒乓球等。
教師用：多媒體課件、兩根內(nèi)徑差不多大的試管、平口玻璃杯、硬紙片、兩用氣筒、馬德堡半球等。
教學(xué)過程
回顧思考
1.液體壓強產(chǎn)生的原因：（1）液體受________作用；（2）液體具有________性。
2.壓強公式：p=________，p=________。
3.液體內(nèi)部的壓強有哪些特點？
4.在標準大氣壓下，水的沸點是________。
5.在高原地區(qū)，空氣比平原地區(qū)稀薄，空氣密度______。
導(dǎo)入新課
1.多媒體導(dǎo)入
同學(xué)們，我們先來看一段視頻：
播放視頻：馬德堡半球?qū)嶒灐?br>問：這個實驗說明了什么問題？
引導(dǎo)學(xué)生說出大氣壓的存在。
學(xué)完本節(jié)課大家就明白了。
板書課題。
2.小實驗導(dǎo)入
教師演示如圖所示的“覆杯”實驗：
（1）將硬紙片平放在平口玻璃杯上，用手按住，并倒置過來，放手后看到什么現(xiàn)象？
（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，放手后看到什么現(xiàn)象？
（硬紙片沒有掉下來）
（3）再慢慢把杯口向各個方向轉(zhuǎn)一圈，又看到什么現(xiàn)象？
（硬紙片仍沒有掉下來）
教師：為什么硬紙片沒有掉下來呢？
啟發(fā)：雖然我們看不見杯口有物體支持著它，但杯口附近是不是任何物體都沒有呢？
學(xué)生答出：有空氣。
引導(dǎo)學(xué)生討論、分析上述實驗現(xiàn)象，師生共同得出結(jié)論：大氣對浸在它里面的物體有壓強——大氣壓強。
教師：今天我們就一起來學(xué)習大氣壓強的知識。
進行新課
探究點一 大氣壓強的存在
請同學(xué)們回憶液體壓強產(chǎn)生的原因：液體受重力作用且有流動性，因而對浸入其中的物體有壓強，同理，空氣受重力作用且有流動性，因而對浸入其中的物體也有壓強，這個壓強就叫大氣壓強，簡稱大氣壓或氣壓。
（1）演示實驗：如圖所示，取兩根內(nèi)徑差不多大的試管，將細試管底部插入裝滿水的粗試管內(nèi)，再將兩試管迅速倒置，如果不用手托住小試管，同學(xué)們猜猜會怎樣？
猜想：小試管會掉下來。
演示：在大試管里注入水，將小試管慢慢插入大試管中，這時把兩試管同時倒立過來。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)：水流出來，小試管不但不往下掉，還往上升。
（2）演示實驗：在空飲料瓶里灌些熱水，然后倒掉，再旋緊瓶蓋，過一會兒，出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？為什么？
（3）演示實驗：把一個塑料吸盤吸到黑板上，讓學(xué)生拉動吸盤，吸盤不易被拉下來，老師用針在吸盤上扎一孔，吸盤自動脫落。
師生分析實驗：
①組織學(xué)生分組討論實驗中觀察到的現(xiàn)象及其原因。
②學(xué)生代表分別說明，不足部分由其他學(xué)生或教師補充。
③教師小結(jié)：這些實驗證明，大氣壓強確實是存在的。
你還能列舉哪些現(xiàn)象或?qū)嵗f明大氣壓的存在呢？師生共同舉例說明。
問：大氣壓有什么特點呢？
學(xué)生思考回答，也可做演示實驗說明。從而得出：大氣向各個方向都有壓強。
例題講解（學(xué)生先練習，若有問題，教師補充講解）
例1 將少量熱水倒入一空礦泉水瓶中（礦泉水瓶未變形），輕輕搖晃后將熱水倒出，立即擰緊瓶蓋，然后澆上冷水，可以看到礦泉水瓶變癟。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是（ ）
A.在所澆冷水的壓力作用下，礦泉水瓶被壓癟
B.礦泉水瓶熱脹冷縮的結(jié)果
C.礦泉水瓶內(nèi)熱氣將它吸進去了
D.在大氣壓的作用下，礦泉水瓶被壓癟
解析：因為礦泉水瓶注入熱水并振蕩后，瓶中氣體受熱膨脹跑出了一些，倒出熱水的礦泉水瓶密封后，再澆上冷水，瓶內(nèi)氣體溫度降低，氣壓減小，內(nèi)部壓強小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，礦泉水瓶被壓扁了，故D正確。
答案：D
探究點二 大氣壓的測量
哪位同學(xué)想親自感受一下大氣壓強？請兩位大力士來拉開這個“馬德堡半球”。
學(xué)生活動：模擬馬德堡半球?qū)嶒?，用抽氣機或兩用氣筒將“馬德堡半球”內(nèi)的氣體抽出，找兩名學(xué)生往外側(cè)拉。結(jié)果未拉開。
播放視頻：馬德堡半球?qū)嶒灐?br>問：馬德堡半球?qū)嶒炚f明了什么問題？
引導(dǎo)學(xué)生歸納：馬德堡半球?qū)嶒炚f明：①大氣壓的存在；②大氣壓很大。
問：大氣壓強有多大呢？
教師演示，學(xué)生觀察思考：
（1）先用玻璃杯裝滿水倒插入水槽中，再慢慢往上提（杯口不離開水面，下同），觀察杯中水是否充滿？接著換用量筒和細長玻璃管，重復(fù)上述過程。
（2）學(xué)生討論：你觀察到了什么現(xiàn)象？為什么水總是充滿的？怎樣做才能使水不充滿呢？
經(jīng)過討論之后，使學(xué)生認識到：水充滿的原因是大氣壓大于管中的水壓，只有管內(nèi)水壓等于外界大氣壓時，如果把管子再加長，管內(nèi)水面就不再上升充滿整個管子了，這時它的上方成了真空。
這就給我們提供了一個測量大氣壓的思路：可以利用液體壓強間接測量大氣壓。但是由于水的密度太小，需要的玻璃管太長，所以，人們就選擇了密度較大的水銀，這就是著名的托里拆利實驗。
播放托里拆利實驗視頻。
思考（投影）：
（1）開始時，水銀為什么會下降？什么時候停止下降？
（2）玻璃管內(nèi)水銀柱上方為什么是真空？
（3）如何計算大氣壓的值？
學(xué)生回答后，教師小結(jié)，師生共同計算，得出結(jié)論：
p0=ρ水銀gh=1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m=1.013×105 Pa。
告訴學(xué)生，大氣壓的值不是固定不變的，把760 mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標準大氣壓。在粗略計算中，標準大氣壓可以取為1×105 Pa。
設(shè)疑：接下來的實驗發(fā)生了什么變化？
學(xué)生觀察實驗步驟和現(xiàn)象，分析原因。
（1）玻璃管傾斜，水銀柱怎樣變化？你怎樣理解高度？
（2）玻璃管提起一些又會怎樣？
（3）向槽內(nèi)再倒入一些水銀結(jié)果如何？
引導(dǎo)學(xué)生分析：水銀柱高度不變的原因是什么？
（外界大氣壓強沒變，等于液柱產(chǎn)生的壓強，而液體壓強只與密度、高度有關(guān)，密度不變，高度自然不變，與其他因素無關(guān)。）
學(xué)生閱讀教材第41頁“氣壓計”的相關(guān)內(nèi)容，了解其作用。
例題講解（學(xué)生先練習，若有問題，教師補充講解）
例2 小明用2 mL的注射器、量程為0~10 N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值，本實驗的原理是二力平衡和p=________。
步驟一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步驟二：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞________時，記下彈簧測力計的示數(shù)為5.2 N。
步驟三：用刻度尺測出注射器________長度為4.00 cm。
步驟四：算出大氣壓強值為________Pa。
同組的小華分析了影響實驗結(jié)果的可能因素后，對實驗進行了如下改進：
①將步驟一改為：先將注射器內(nèi)抽滿水，再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，這樣便于__________________。
②取下橡皮帽，重復(fù)步驟二的操作，讀得彈簧測力計的示數(shù)為0.3 N，由此可知，此時活塞所受到的________（選填“摩擦力”或“大氣壓力”）為0.3 N。
小華根據(jù)改進后測得的數(shù)據(jù)，重新計算了大氣壓的值。
解析：忽略摩擦，大氣壓力等于彈簧測力計的拉力大小，即F=5.2 N，活塞的橫截面積S===0.5 cm2=5×10-5 m2，大氣壓強p===1.04×105 Pa。
答案： 剛被拉動 有刻度部分的 1.04×105 排空注射器內(nèi)的空氣 摩擦力
探究點三 大氣壓的變化及應(yīng)用
教師：回顧討論課前用自制的氣壓計從樓底走向高樓上，隨高度的增加，“氣壓計”中的水面沿玻璃管上升，說明了什么？大氣壓是不是總等于一個定值？猜想一下：大氣壓可能和什么因素有關(guān)？
引導(dǎo)學(xué)生分析：大氣壓強——空氣產(chǎn)生——空氣不均勻（密度變化）——壓強變化。
多媒體展示：大氣壓隨高度的變化情況圖，向?qū)W生講解：海拔越高的地方，大氣壓越小。
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第42頁第二段文字中水的沸點與大氣壓的關(guān)系。通過自讀，讓學(xué)生知道：液面上方的氣壓越大，液體的沸點就越高；氣壓越小，沸點越低。
引導(dǎo)學(xué)生討論：高原地區(qū)使用高壓鍋做飯的原因。
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第42頁“科學(xué)世界：活塞式抽水機”。
演示實驗：活塞式抽水機的工作原理。
引導(dǎo)學(xué)生解釋活塞式抽水機的工作原理，了解大氣壓在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。
例題講解（學(xué)生先練習，若有問題，教師補充講解）
例3 （1）通過表1、2推斷海拔五千多米處水的沸點可能是________。
表1：海拔與大氣壓的關(guān)系
表2：大氣壓與水的沸點的關(guān)系
A. 75 ℃ B. 83 ℃ C. 92 ℃ D. 100 ℃
甲 乙
（2）如圖甲所示，瓶口扎上橡皮膜，把一定質(zhì)量的氣體密封在玻璃瓶內(nèi)，小明把此瓶從甲地帶到海拔更高的乙地，發(fā)現(xiàn)橡皮膜向上凸出（如圖乙）。瓶內(nèi)氣體在甲地的密度為ρ甲，在乙地的密度為ρ乙，根據(jù)公式ρ=______，得ρ甲________ ρ乙（選填“>”“=”或“
課堂小結(jié)
本節(jié)課我們主要學(xué)習了“大氣壓強的存在”和“大氣壓的測量”兩大部分內(nèi)容，其中“大氣壓強的存在”是本節(jié)學(xué)習的重點,“大氣壓的測量”是難點。請同學(xué)們快速完成“當堂達標”測試題。
布置作業(yè)
教材第43頁“動手動腦學(xué)物理”第1至5題。
板書設(shè)計
海拔/km
大氣壓/（×105 Pa）
0
1.01
2
0.80
4
0.62
6
0.47
大氣壓/（×105 Pa）
水的沸點/℃
1.01
100
0.71
90
0.44
80
0.36
75
一、大氣壓強的存在
1.馬德堡半球?qū)嶒灐⒂梦芪嬃?、滴管吸水?br>2.大氣會對處于其中的物體產(chǎn)生壓強，我們稱它為大氣壓強，簡稱大氣壓。
3.大氣壓強產(chǎn)生原因：由于大氣受到重力作用，同時又有流動性。
4.大氣壓強的特點：向各個方向都有壓強。
二、大氣壓強的測量
1.托里拆利實驗
（1）實驗方法：用管內(nèi)水銀柱的高度表示大氣壓強的大小。
（2）標準大氣壓p0=1.013×105 Pa。
2.測量儀器：水銀氣壓計與金屬盒氣壓計。
三、大氣壓強隨高度變化而變化
沸點與大氣壓強有關(guān)
四、大氣壓的應(yīng)用
活塞式抽水機、吸塵器等

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