人教版八年級下壓強大氣壓強（區(qū)一等獎）

第三節(jié)大氣壓強本節(jié)內(nèi)容包括大氣壓強的存在、特點和大氣壓強的應(yīng)用。大氣壓強是重要的物理現(xiàn)象。它與生產(chǎn)、生活有密切的關(guān)系。由于空氣看不見、摸不著，在日常生活中又不易感覺到大氣壓強的存在。因此，為了使學(xué)生認識大氣壓強，可以通過生活中學(xué)生熟悉的現(xiàn)象、課堂上簡單的演示或?qū)W生自己的簡單實驗，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并讓學(xué)生認識到大氣壓確實存在，然后再向?qū)W生說明大氣壓產(chǎn)生的原因和大氣壓的測量。通過實例計算，使學(xué)生感悟大氣壓強產(chǎn)生壓力的大小。通過生活實例了解大氣壓強在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，并通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)能解釋一些生活中的簡單現(xiàn)象，使學(xué)生真正體會物理知識在現(xiàn)代社會生活中是十分必要的。它充滿了魅力，在社會生活中充滿了活力。教學(xué)目標一、知識與技能1．了解由于大氣壓強的客觀存在而產(chǎn)生的現(xiàn)象。2．了解測量大氣壓強的方法，了解大氣壓強的大小和單位。3．了解抽水機的工作原理。4．了解生活中利用大氣壓強的現(xiàn)象。二、過程與方法1．觀察跟大氣壓強有關(guān)的現(xiàn)象，感知大氣壓強是一種客觀存在，有一定的觀察能力。2．觀察演示實驗現(xiàn)象，感知大氣壓強的大小和單位，有一定的觀察和分析能力。3．通過觀察感知人類是如何利用大氣壓強的，體會物理知識對人類生活的重要性。三、情感態(tài)度與價值觀1．培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。2．通過大氣壓強應(yīng)用的了解，初步認識科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響。教學(xué)重點大氣壓強的存在及產(chǎn)生的原因。教學(xué)難點解釋生活中大氣壓強的現(xiàn)象。教學(xué)方法演示法：通過演示生活中大氣壓的現(xiàn)象，讓學(xué)生感知大氣壓的存在。討論法：通過對實驗現(xiàn)象的分析討論，說明大氣壓的存在，并能利用大氣壓的知識解釋生活中的簡單現(xiàn)象。教具準備橡皮碗一對(或有吸盤的塑料掛鉤一對)、帶吸管的盒裝飲料、茶杯、硬紙板、煮熟的雞蛋一個、廣口瓶、細沙、浸過酒精的棉球、錄像機等。課時安排2課時教學(xué)過程一、引入新課利用“想想議議”引入本節(jié)內(nèi)容。[師]前面學(xué)習(xí)我們知道液體由于受到重力作用會對容器底部產(chǎn)生壓強，同時由于液體具有流動性，使得液體向各個方向都有壓強。那么空氣呢?我們生存的地球周圍被厚厚的空氣包圍著，包圍地球的空氣層又叫大氣層。我們就生活在大氣海洋的最底層?？諝庥袥]有重力呢?[生]有。[生]沒有。[師]空氣有沒有密度?體積?[生]有。[師]空氣有沒有質(zhì)量?有沒有重力呢?[生]有。[師]空氣和液體一樣是具有重力的。空氣是否還與液體一樣具有流動性呢?[生]空氣能流動，也具有流動性。[師]既然空氣與液體一樣，既具有重力又有流動性，那么空氣是否也具有壓強呢?二、新課教學(xué)1．大氣壓的存在[演示1]將兩個橡皮碗正對然后用力擠出皮碗中的空氣，然后請一名力氣大的學(xué)生上臺拉一拉，向全班同學(xué)匯報拉皮碗的感覺。[生]兩個皮碗吸在一起很緊，不容易拉開。[師]是什么力量使兩個皮碗緊緊地貼在一起不容易拉開呢?同學(xué)們討論。[生](討論后回答)皮碗內(nèi)的空氣被擠壓出來，里面沒有空氣。皮碗外面的周圍只有空氣，因此把皮碗緊緊壓在一起的作用只能是由空氣產(chǎn)生的。[演示2]請一名同學(xué)飲用完盒裝飲料后，繼續(xù)用力吸空盒子，同學(xué)們觀察現(xiàn)象。[生]盒內(nèi)空氣被吸走后，看見飲料盒癟進去了。[師]為什么飲料盒會癟進去呢?大家分析。[生]是同學(xué)把飲料盒吸扁了。[生]在飲料盒的周圍也只有空氣，所以使飲料盒變癟的力也只能是空氣。[演示3]取茶杯一只，裝滿水，然后用硬紙片平壓在玻璃杯口，用手按?。寣W(xué)生猜想杯子倒置過來后，紙片會不會掉下來，水會不會灑出來。如果杯口朝側(cè)面情況又將如何呢?觀察結(jié)果：杯子倒置及杯口朝不同的方向紙片都不會落下來。[師]是什么原因使紙片不會掉下來呢?同學(xué)們分析、討論。[生](學(xué)生討論后交流)茶杯中裝滿水倒置過來后，硬紙片受水的壓力和重力，方向都是向下的，而硬紙片不會掉下來，說明硬紙片還受到向上托的力的作用，顯然這種向上的力的作用是由空氣產(chǎn)生的。因為紙片下接觸的只有空氣。[生]通過我們的演示實驗，說明了我們周圍的空氣有壓強。[生]改變杯子的朝向，水都不會灑出來，說明了空氣向各個方向都是有壓強的。[師]大氣對浸在它里面的物體的壓強叫大氣壓強，簡稱為大氣壓(atmosphericpressure)或氣壓。大氣壓產(chǎn)生的原因是什么呢?[生]因為地球周圍被厚厚的大氣層包圍著，空氣也像液體一樣受到重力的作用而且能夠流動，所以，空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強。[師]生活中能顯示大氣壓存在的實例還很多。[演示4]吞蛋實驗。在廣口瓶中放入一些沙子，將燃著的酒精棉花放入廣口瓶中，用剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口，塞在瓶口的雞蛋被吞入瓶中。[演示5]被空氣壓扁的易拉罐。在空的易拉罐里注入少量的水后放在酒精燈上加熱直至里面的水沸騰。然后迅速將酒精燈熄滅同時將易拉罐的口堵上，可以看見易拉罐被壓癟了。[師]現(xiàn)在，同學(xué)們可以解釋這些現(xiàn)象嗎?[生]“瓶子吞蛋”一方面是因為酒精棉花燃燒消耗了瓶中的氧氣，另一方面瓶內(nèi)氣體隨溫度升高大部分被擠出瓶外，瓶內(nèi)氣體很少，氣壓很小，雞蛋在外界大氣壓強的作用下被壓進了瓶中。[生]“被壓扁的易拉罐”也是因為大氣壓強的作用。用酒精燈對罐內(nèi)的水加熱的過程中，罐內(nèi)空氣由于受熱膨脹大部分被擠出。停止加熱后罐內(nèi)剩余的少部分氣體也會冷卻收縮，從而使外界大氣壓大于罐內(nèi)氣體壓強，于是罐被壓扁了，這些現(xiàn)象都說明了大氣壓強的存在。[師]通過許多的實驗，我們了解到了大氣具有壓強．其實早在17世紀科學(xué)家們就對此問題進行過研究。[投影](或放錄像)馬德堡半球?qū)嶒?。[師]我們是不是可以模擬這個“馬德堡半球?qū)嶒灐蹦?[生]上課的第一個演示實驗就是模擬了馬德堡半球?qū)嶒灐師]兩個緊壓在一起的皮碗如果我不想用力拉開它，只要將皮碗的邊緣掀開一個小角，則兩皮碗跟著就分離開了(教師演示)。知道這是為什么嗎?大家討論。[生]兩個皮碗能緊壓在一起是因為皮碗內(nèi)沒有空氣，因此內(nèi)部沒有氣壓，而外部的大氣壓將它們壓在了一起。如果掀開一個小角，空氣就會進入皮碗內(nèi)，內(nèi)部也有了大氣壓，就會將兩個皮碗分開。[生]塑料掛衣鉤的吸盤也只能貼在光滑的墻面上，如果墻面不光滑，是不能將吸盤吸在墻上的。2．大氣壓的測量[師]馬德堡半球?qū)嶒炞屓藗円娮R了大氣壓的巨大，同學(xué)們也用實驗體會到了這一點。那么大氣壓究竟有多大呢?[想想做做]同學(xué)們分成幾組互相協(xié)作完成實驗后，計算大氣壓的數(shù)值，誤差可能會很大，但在這兒不要討論。[師]除了這種測量大氣壓的方法，同學(xué)們還能不能想出別的辦法呢?大家討論。[生]在演示實驗3中將茶杯倒置后，覆在茶杯上的紙片之所以沒有掉下來是因為有大氣壓，大氣對紙片向上的壓強大于水柱對其向下的壓強。如果換用一個足夠長的杯子，使托起的水柱最高時產(chǎn)生的壓強正好等于大氣產(chǎn)生的壓強就可以通過水柱的壓強求得大氣的壓強。[師]非常棒。同學(xué)們想到了利用平衡的知識來間接測量大氣壓的值。這種方法我們在探究影響滑動摩擦力因素的實驗中就曾經(jīng)用過。但是現(xiàn)實的情況有一個問題需要同學(xué)們考慮。根據(jù)同學(xué)們在“想想做做”中估測出的大氣壓值差不多是105Pa，要產(chǎn)生這么大的壓強，需要多高的水柱呢?[生]根據(jù)液體壓強的計算公式p＝pgh，要產(chǎn)生105Pa的壓強，需要差不多10m的水柱。[師]10m高的水柱，我們操作起來可能會有一定的難度，怎么辦呢?[生]從液體壓強公式可知，壓強一定時，液體的密度越大，深度就可以越小。因此，可以利用大密度的液體代替水。[師]太棒了。同學(xué)們的想法和科學(xué)家的想法不謀而合．托里拆利正是選用了液體中密度最大的水銀來測量大氣壓值的，成為了最先測出大氣壓數(shù)值的科學(xué)家。[錄像](或VCD)演示托里拆利實驗。[師]請同學(xué)們認真觀察并思考下面的問題：(1)為什么要灌滿水銀?(2)管內(nèi)水銀面為什么會下降?(3)水銀下降后，管內(nèi)水銀柱的上方是否有空氣?(4)水銀面為什么下降一段后又不再下降了?(同學(xué)們討論后回答)[生]開始時將玻璃管內(nèi)灌滿水銀是為了排出玻璃管內(nèi)的空氣。[生]玻璃管倒置在水銀槽中放開手指后管內(nèi)水銀柱下降是因為水銀柱對水銀槽表面的壓強大于外界對水銀槽上表面的壓強，當壓強相等時，水銀面就不會再下降了，此時水銀槽外的大氣壓支撐著玻璃管內(nèi)一定高度的水銀。[生]水銀下降一段后，管內(nèi)水銀柱的上方?jīng)]有空氣，是真空。[師]管內(nèi)外水銀面的高度差是760mm，大氣壓強的值是多少呢?[生]管內(nèi)外水銀面高度差不再變化時，管內(nèi)760mm的水銀柱產(chǎn)生的壓強就是大氣壓強的值。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)液體壓強公式及密度值算出大氣壓強的值：p0＝ρ水銀gh＝13．6×103kg／m3×9．8N／kg×760×10-3m＝1．013×10[師]托里拆利進行實驗時，是在海平面附近完成的。通常把這樣的大氣壓叫做標準大氣壓p0。學(xué)生看書P76解；不同高度的大氣壓不一樣，天氣的變化也會影響大氣壓，在海拔3000m以內(nèi)，大約每升高10m，大氣壓減小100Pa。[想想做做][師]1．013×105到底有多大呢?請同學(xué)們估算大氣對指甲蓋的壓力有多少牛頓?相當于多少千克的物體壓在了指甲上?同學(xué)們演算，一名同學(xué)板演．指甲蓋的面積約1cm2，即5＝10-4m2，由p＝F／S可知大氣產(chǎn)生的壓力F=p·S=1．013×105Pa×10-4m[師]這么大的壓力，我們?yōu)槭裁锤杏X不到呢?[生]因為大氣壓強是朝各個方向的，大氣壓的作用互相抵消了。[師]標準大氣壓的值是p0＝1．013×105Pa．一般情況下，不同地點、不同高度的大氣壓值是不同的。但在日常生活和生產(chǎn)中我們常常需要了解各地的氣壓和氣壓的變化，于是人們設(shè)計了用來測定大氣壓的儀器叫氣壓計(barometer)。[投影]氣壓計(1)水銀氣壓計構(gòu)造原理：實際上就是一個托里拆利實驗裝置。只是在刻度尺上不是標水銀柱與水銀槽中水銀面的高度差，而是標與高度差對應(yīng)的大氣壓值，這樣就可以直接讀出大氣壓值。特點：測量結(jié)果準確，但攜帶不方便。(2)金屬盒氣壓計(無液氣壓計)(結(jié)合實物或模型了解)各部分的構(gòu)造和功能。它的主要部分是一個抽成真空的金屬盒及與盒蓋中央相連的彈簧片。盒的表面是波紋狀的，大氣壓變化時，盒的厚度及彈簧片的彎曲程度隨著變化，通過傳動機構(gòu)帶動指針旋轉(zhuǎn)，指示大氣壓強的值。[師]如果無液氣壓計的刻度盤上標的不是大氣壓的值，而是高度，就成了航空、登山用的高度計。3．大氣壓的應(yīng)用[師]人類生活在大氣層中；人們的許多活動是離不開大氣壓的，同學(xué)們可以舉出一些例子嗎?[生]將塑料掛鉤的吸盤貼在光滑的墻上可以掛東西．家里的玻璃茶幾也是用吸盤固定茶幾面的。[生]我們能喝到水或飲料是大氣壓的幫助。[生]我在書上看到過，人們呼吸也要用到大氣壓強。[生]茶壺的蓋上都有一個眼兒，和空氣連通，利用大氣壓才能倒出水來。[生]鋼筆吸水時要用到大氣壓，化學(xué)實驗室的滴管取液體時也用到大氣壓。[生]護士打針，注射器吸取藥時，也要用大氣壓。[師]生活中應(yīng)用大氣壓的例子真的是太多了。在生產(chǎn)中人們還根據(jù)標準大氣壓能支持10m高的水柱設(shè)想利用大氣壓的作用把水從低處送到高處制造了抽水機。[想想議議][演示6]利用最大號的注射器拔下針頭，把活塞推到底端，然后將針孔插到水槽中，提起活塞，觀察水隨活塞上升。[師]我們可以把水抽到玻璃管中，但是水只能留在玻璃管內(nèi)，能不能想辦法使水從管的上端流出而不發(fā)生倒流現(xiàn)象呢?[生](學(xué)生討論后形成共識)可以在活塞上端開一個出水口，下端要做到水只能進，不能出。[師]人們根據(jù)這樣的設(shè)想制成了活塞式抽水機。教師利用投影或掛圖介紹活塞式抽水機的構(gòu)造：圓筒，活塞，出水口，只能向上開啟的閥門A、B，搖柄。[師]請同學(xué)們對照圖13．3-5，說出它們的工作過程。[生]提起活塞時，閥門A關(guān)閉，大氣壓迫使水推開閥門B，進入圓筒。[生]壓下活塞時，閥門B關(guān)閉，活塞下面的水推開閥門A，涌到活塞上面。[生]再提起活塞時，閥門A關(guān)閉，它上面的水從出水管流出，大氣壓迫使水推開閥門B進入圓筒。[師]另一種離心式抽水機也叫離心泵，它是利用離心現(xiàn)象將水揚到高處去。介紹離心泵的主要構(gòu)造：泵殼、葉輪、進水管、出水管、底閥。[生]什么是離心現(xiàn)象呢?[師]在下雨天，把雨傘轉(zhuǎn)動會看到什么現(xiàn)象呢?[生]會看到水滴在傘的邊緣沿切線方向飛離雨傘。[演示7]取小葉輪，把它沒入水中并轉(zhuǎn)動觀察水被甩出去的現(xiàn)象，提醒學(xué)生注意葉輪轉(zhuǎn)動得越快，水被甩得越遠，這就是離心現(xiàn)象。教師引導(dǎo)學(xué)生了解離心泵的工作過程：離心泵工作前，入水管和泵體內(nèi)要灌滿水，排出泵內(nèi)的空氣；工作時葉輪轉(zhuǎn)動，利用離心現(xiàn)象將水甩出去，水甩出后在葉輪附近形成一個低壓區(qū)，大氣壓迫使低處水推開底閥，沿進水管進入泵殼。進來的水又被葉輪甩出去……[師]希望同學(xué)們課后查閱有關(guān)資料，比較兩種抽水機的優(yōu)缺點，說明如何選擇合適的設(shè)備。[投影]思考題1．如果在做托里拆利實驗時，將玻璃管傾斜放置，結(jié)果會怎樣?2．做托里拆利實驗時，在保證管口浸入水銀槽的情況下，如果將玻璃管向上提一點，情形又會怎樣?3．如果做托里拆利實驗時，在灌裝水銀的過程中不小心混入了少許空氣，會不會影響測量結(jié)果?三、小結(jié)學(xué)生總結(jié)：本節(jié)課我們了解了兩個非常有名的實驗：馬德堡半球?qū)嶒炚f明了大氣壓強的存在，托里拆利實驗測量出了標準大氣壓的數(shù)值。還了解了大氣壓在生產(chǎn)、生活中的實際應(yīng)用。四、動手動腦學(xué)物理1．正常成年人的收縮壓是12～18kPa，舒張壓是8～12kPa。標準大氣壓p0=1．013×105Pa≈100kPa．因此人血壓的正常值大約是標準大