《第3節(jié)大氣壓強(qiáng)》教學(xué)設(shè)計(北京市縣級優(yōu)課)-八年級物理教案

北京市第四十四中學(xué)教案科目物理授課年級初二年級授課教師趙靜時間課題9.3大氣壓強(qiáng)總課時1課型新授課教學(xué)目的知識與技能知道大氣壓強(qiáng)的存在，知道托里拆利實驗的原理、過程和結(jié)論；

了解大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因；知道大氣壓強(qiáng)與高度和天氣有關(guān)；

通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力；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。過程與方法學(xué)生進(jìn)行實驗探究，估測大氣壓的大小，體會科學(xué)探究的過程；

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(qiáng)來研究大氣壓強(qiáng)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(qiáng)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。教學(xué)重點大氣壓強(qiáng)的存在和大氣壓強(qiáng)的測定教學(xué)難點理解托里拆利實驗的原理教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入環(huán)節(jié)在很多古裝電視劇中，我們都會看到這樣一個劇情：有一個酒壺，壺身上有兩個開關(guān)，通過調(diào)控開過，可以倒出有毒的酒和沒毒的酒。這種壺到底是電視劇根據(jù)劇情需要想象出來的？還是真實存在的呢？我查了相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)還真有這種壺，它是陜西耀州青瓷的代表作，叫做兩心壺，又稱諧音良心壺。我手中拿的就是一個良心壺，通過調(diào)控它的開關(guān)，便可以做到下面這樣的情況，播放視頻。這個開關(guān)到底是什么呢？學(xué)習(xí)完今天的知識就會對你有所啟發(fā)。課前先來關(guān)注兩個問題：（1）液體可以向哪些方向產(chǎn)生壓強(qiáng)？（2）為什么液體可以產(chǎn)生壓強(qiáng)？1.教師演示【覆杯實驗】（1）將塑料片放置在空塑料杯上，將塑料杯倒置過來，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：塑料片下落。（2）將塑料杯裝滿水，之后將塑料片蓋在塑料杯上，將塑料杯倒置過來，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：塑料片不下落。2.引導(dǎo)分析（1）以水為研究對象提問1：之前我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過了液體壓強(qiáng)，水對塑料片是否產(chǎn)生壓強(qiáng)？回答1：產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)。提問2：為什么水能對塑料片產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)？回答2：因為水具有重力。提問3：水只對塑料片產(chǎn)生壓強(qiáng)嗎？回答3：不是，還對塑料瓶壁產(chǎn)生壓強(qiáng)。提問4：為什么水可以向四周產(chǎn)生壓強(qiáng)？回答4：因為水具有流動性。（2）對塑料片進(jìn)行分析提問1：對塑料片做受力分析?；卮?：自身重力、水對它的壓力，應(yīng)該還有一個向上的力存在。提問2：這個力的施力物體是誰？回答2：空氣。提問3：我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了空氣能對處于其中的物體施加力的作用，有壓力、有面積，可以存在什么？回答3：空氣也可以產(chǎn)生壓強(qiáng)。認(rèn)識大氣壓在地理課上，同學(xué)們都知道，在我們?nèi)祟愘囈陨娴牡厍蛑車?，還覆蓋著一層厚厚的空氣，我們稱這層空氣為大氣層。大氣對世間萬物的存活生長有著重要的作用，今天我們就來從物理的角度認(rèn)識我們身邊的大氣。通常我們稱剛才分析出來的空氣產(chǎn)生壓力為大氣壓力，其產(chǎn)生的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)。二、新課內(nèi)容1.大氣壓強(qiáng)（1）大氣壓存在的原因提問1：為什么空氣可以對瓶子蓋產(chǎn)生壓強(qiáng)呢？在回答問題之前，我們先回顧一下上學(xué)期的知識，知道固液氣都具有質(zhì)量，知道空氣具有什么？回答1：空氣具有質(zhì)量。提問2：那么類比于液體由于受到重力，所以會對塑料片產(chǎn)生壓強(qiáng)，你能否解釋為什么空氣可以產(chǎn)生壓強(qiáng)呢？回答2：因為空氣也受到重力作用。(2)大氣壓強(qiáng)的方向【實驗】將杯子旋轉(zhuǎn)360°，請學(xué)生觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：塑料片依然沒有落下。提問1：通過實驗現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？回答1：大氣向各個方向都有壓強(qiáng)。提問2：本學(xué)期我們第一節(jié)課就舉了國旗的例子，在空中飄揚(yáng)，說明什么？類比于液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因，能否啟發(fā)你來解釋為什么大氣壓強(qiáng)也向四周方向都產(chǎn)生壓強(qiáng)呢？回答2：因為空氣具有流動性?？偨Y(jié)：確實如此，正是因為空氣也受到重力的作用，同時還具有流動性，所以我們知道了大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因以及它的方向。（3）馬德堡半球?qū)嶒濧.【互動實驗】①向?qū)W生展示2個吸盤，并當(dāng)著學(xué)生的面將兩個吸盤拼在一起，用力擠壓（引起學(xué)生注意這個動作），請兩個男生幫忙分開。②訪問兩個男生的感受。③引導(dǎo)學(xué)生分析為什么兩個吸盤不容易分開，配合flash動畫，讓學(xué)生認(rèn)識剛才是在與大氣壓對抗。由于剛才的擠壓動作，洗盤內(nèi)幾乎沒有空氣呈真空狀態(tài)，內(nèi)部壓強(qiáng)不再有，只有外部大氣壓作用在球體上，此時用手拉開不容易。④如何分開兩個吸盤呢？回答：扎孔。⑤引導(dǎo)學(xué)生分析為什么兩個吸盤扎孔后容易分開，配合flash動畫，讓學(xué)生進(jìn)行分析。扎孔后，氣體再次進(jìn)入吸盤內(nèi)，內(nèi)外大氣壓可以相互抵消，用手可以輕易地將其拉開。B.介紹馬德堡半球?qū)嶒炂鋵?，在歷史上，真正發(fā)現(xiàn)大氣壓存在的實驗就和我們這個模型非常相像。早在1654年，德國馬德堡市的市長格里克就做了類似的實驗，他選用了半徑約36.6cm的半球進(jìn)行實驗，每個半球兩邊拴有8匹馬，一聲令下，16匹馬分別向兩邊奔跑，終于才將兩個半球分開。這個實驗是歷史上第一次證明了大氣壓強(qiáng)存在的實驗。2.大氣壓的大小無論是剛才我們同學(xué)分吸盤的實驗，還是當(dāng)年的馬德堡半球?qū)嶒?，都讓我們認(rèn)識到了大氣壓強(qiáng)似乎是很大的。那么大氣壓強(qiáng)到底由多大呢？肯定有兩個方案，一是直接測量、二是間接計算。但是我們之前沒有學(xué)習(xí)過直接測量氣壓的儀器，看來只能是間接計算了。請大家回憶一下，我們學(xué)習(xí)過的關(guān)于計算壓強(qiáng)的公式有哪些呢？學(xué)生回答：p=F/S和p=ρgh（1）大氣壓的粗略測量①提問：那我們就先從第一條路線走起，這個公式我們說過，雖然它是通用的，最最常見的是計算誰的壓強(qiáng)？回答：計算固體的壓強(qiáng)。②引導(dǎo)學(xué)生利用剛才的吸盤，自己添加實驗器材嘗試設(shè)計實驗方案。添加器材：刻度尺、彈簧測力計實驗方案：a.將一個吸盤吸附在黑板上，并擠壓盡量排凈其與黑板間的空氣。b.用測力計水平拉彈簧測力計，當(dāng)吸盤被落下的一瞬間記錄測力計示數(shù)。c.用刻度尺測量吸盤直徑。d.利用公式p=F/S來進(jìn)行計算。③引導(dǎo)學(xué)生評價實驗方案在設(shè)計一個實驗之后，除了理論上的可行性，我們還要分析實際操作中的可行性。請大家再次回顧一下，這個實驗如果真實操作的話，有沒有什么需要注意的問題或者誤差？討論并回答：不太容易實際操作。原因有很多：如空氣不容易排凈、測量力大小時讀數(shù)有很大誤差等。（2）大氣壓的準(zhǔn)確測量看來我們只能嘗試第二條路線了，看看能否借助于液體壓強(qiáng)去實現(xiàn)對大氣壓的間接測量。引導(dǎo)：【實驗】我們先來看這樣一個實驗：展示小試管，里面灌滿紅墨水，倒插在水槽中，看到試管中的水柱并沒有下落，這是誰在起作用？回答：大氣壓。根據(jù)我的演示，你看看有沒有什么思路呢？討論并確定：如果知道大氣壓能夠支撐起的水柱高度，用刻度尺測量，即可以間接計算出大氣壓的大小。我們假設(shè)大氣壓可以支撐高度為h的液柱，我們關(guān)注這一液面，首先它受到上方液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)p液,還受到大氣壓向上的壓強(qiáng)p大氣,當(dāng)整體靜止穩(wěn)定時，這兩個壓強(qiáng)什么關(guān)系？相等。即：只要測得液柱的高，即可知道大氣壓的大小。并且理論和實驗都行。播放視頻：大氣壓可以支撐起10.3m高的水柱。學(xué)生會提出不易在實驗室實現(xiàn)。這個方案理論和實際都可行，一定選擇水嗎？有沒有其他選擇？提供常見液體的密度表。回答：選擇密度大的液體——水銀。介紹托里拆利實驗最早利用此模型來測量大氣壓大小的人是意大利科學(xué)家托里拆利，他也是伽利略最后的學(xué)生。當(dāng)年，他指出用水銀來做此實驗，水銀的化學(xué)名稱為汞，由于汞的密度非常大，所以他只用了長約1m的玻璃試管便測得了大氣壓的數(shù)值。A．播放視頻，讓學(xué)生觀看托里拆利實驗B.對實驗中的重點進(jìn)行提問。通過實驗，我們知道實驗中，實驗中，玻璃管內(nèi)水銀面上方是真空，穩(wěn)定時，玻璃管內(nèi)外水銀面高度差為760mm汞柱；無論玻璃管粗細(xì)或者傾斜，這個數(shù)值都不變。（3）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓C.下面我們借助于托里拆利實驗，來對大氣壓強(qiáng)進(jìn)行計算。通常我們認(rèn)為支撐起760mm汞柱的時候所對應(yīng)的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：則1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小為：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，也可以粗略即為100000Pa。（4）氣壓計為了方便平時對天氣等情況的觀察，人們也設(shè)計了氣壓計。向?qū)W生展示氣壓計。其中，利用傳感器，氣象臺就可以很方便地測量出各個地方的氣壓數(shù)值。3.大氣壓的變化（1）展示2017年3月18日記錄的中央氣象臺播報的不同地區(qū)的大氣壓值地點實時氣壓江蘇蘇州1010hPa北京1007hPa青海玉樹640hPa西藏安多568hPa可以看到，一般來說，不同地區(qū)的壓強(qiáng)是不同的。（2）那么，在同一地區(qū)，壓強(qiáng)會不會發(fā)生變化呢？播放學(xué)生提前錄制好的視頻：一名學(xué)生利用氣壓計在電梯里面記錄氣壓的變化。通過視頻總結(jié)：隨高度的增加，大氣壓的數(shù)值是減小的。補(bǔ)充：大氣壓變化的規(guī)律：在海拔3000m以內(nèi)，每上升10m，大氣壓大約降低100Pa。（3）上學(xué)期我們在學(xué)習(xí)沸騰的時候，還說過，液體的沸點隨氣壓有什么變化？氣壓高，沸點高。三、課堂小結(jié)1.以圖片形式提示學(xué)生對本節(jié)課知識進(jìn)行總結(jié)。2.揭秘兩心壺原理。先介紹一般茶壺原理，再結(jié)合兩心壺內(nèi)部圖片進(jìn)行分析，最后結(jié)合視頻、關(guān)注手的動作來進(jìn)行揭秘。3.鼓勵學(xué)生繼續(xù)課下關(guān)注氣體壓強(qiáng)到這節(jié)課為止，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了固體、液體還有氣體的壓強(qiáng)，實際上，我們地處北京，四季分明，無論是溫暖的春天，你出門呼吸新鮮的空氣，還是炎熱的夏天，你去海邊潛水，亦或是微涼的秋天，你去登山爬高，還是寒冷的冬天，你在雪地行走，這其中都蘊(yùn)含著豐富的壓強(qiáng)知識，請你也在生活中多多關(guān)注身邊的壓強(qiáng)應(yīng)用，下節(jié)課我們一起再來總結(jié)和補(bǔ)充！4.例題練習(xí)。聆聽。回顧知識，思考問題。觀看實驗，回答問題。思考并回答問題。思考并回答問題。觀察實驗現(xiàn)象，思考并回答問題。回顧地理課大氣層的知識。思考并回答問題。觀看實驗現(xiàn)象，結(jié)合力學(xué)知識，思考并回答問題。觀看實驗現(xiàn)象，結(jié)合力學(xué)知識，思考并回答問題。2名學(xué)生參與實驗，其他同學(xué)觀看實驗，并根據(jù)教師的提問回答問題。利用所學(xué)知識，思考并回答問題。學(xué)習(xí)馬德堡半球?qū)嶒?。根?jù)教師的提問，回顧知識并回答問題。思考并回答問題。討論并確定實驗方案。討論并評價實驗方案。觀看實驗現(xiàn)象，結(jié)合力學(xué)知識，思考并回答問題。分析實驗現(xiàn)象。討論并確定實驗方案。觀看實驗，思考并回答問題。觀看并學(xué)習(xí)托里拆利實驗?；卮饐栴}。學(xué)習(xí)計算1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小。了解氣壓計。學(xué)生觀看中央氣象臺記錄的數(shù)據(jù)，分析大氣壓的變化。觀看視頻，思考并回答問題。學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)隨高度的變化而變化。回顧沸點與氣壓的關(guān)系。課堂總結(jié)。一起揭秘兩心壺的秘密。聆聽。例題練習(xí)，鞏固理解。從學(xué)生熟悉的電視劇場景出發(fā)，展示兩心壺，引起學(xué)生興趣，為下面的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。提出問題，為下面大氣壓存在原因的分析做準(zhǔn)備。采用對比的實驗方法，讓學(xué)生先觀察實驗現(xiàn)象，對大氣壓的存在形成感性認(rèn)識，也為下面的教學(xué)做鋪墊。通過一步步地提問，讓學(xué)生先對之前學(xué)過的液體壓強(qiáng)進(jìn)行復(fù)習(xí)，為下面為大氣壓強(qiáng)存在原因的類比學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。由實驗現(xiàn)象對塑料片進(jìn)行受力分析，理論上分析出大氣壓力的存在。物理聯(lián)系地理，引發(fā)學(xué)生興趣，引出大氣壓強(qiáng)的概念。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)用類比液體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因的方法來解釋理解為什么空氣可以產(chǎn)生壓強(qiáng)。通過實驗，認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)的方向。繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生解釋理解為什么空氣可以產(chǎn)生壓強(qiáng)。總結(jié)所得到的結(jié)論，進(jìn)行梳理和記錄。讓學(xué)生參與實驗，使學(xué)生產(chǎn)生興趣。一方面再次讓學(xué)生從實驗中認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)的存在，另一方面讓學(xué)生訓(xùn)練利用力學(xué)受力分析解決問題的能力，也為馬德堡半球?qū)嶒灥囊胱鰷?zhǔn)備。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)馬德堡半球?qū)嶒灐；仡欀R，為下面的大氣壓測量原理進(jìn)行鋪墊準(zhǔn)備。引導(dǎo)學(xué)生借助于固體壓強(qiáng)模型間接測量大氣壓強(qiáng)，提高學(xué)生的探究實驗?zāi)芰?。讓學(xué)生體會到實驗設(shè)計的理論可行性和實際操作可行性的區(qū)別，為更好的準(zhǔn)確測量做準(zhǔn)備。先讓學(xué)生直觀認(rèn)識到大氣壓可以支持住水柱，向利用液體壓強(qiáng)測量大氣壓強(qiáng)做準(zhǔn)備。引導(dǎo)學(xué)生回顧液體壓強(qiáng)的知識，去分析大氣壓強(qiáng)。計算大氣壓強(qiáng)的大小，理解托里拆利實驗的思想。為了實驗的可行性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化實驗。將模型實驗化，讓學(xué)生觀看托里拆利實驗。強(qiáng)化重點。學(xué)習(xí)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。學(xué)習(xí)氣壓計。利用中央氣象臺所記錄的數(shù)據(jù)，引發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生自己錄制的視頻，學(xué)生看起來非常親切，加深學(xué)生的印象。認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)隨高度而變化。引導(dǎo)學(xué)生自己填充式總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，加深印象。同時指出重點和難點。將知識回歸課堂最初的問題，提高學(xué)生利用已學(xué)知識解決問題的能力。進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生將壓強(qiáng)知識