【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道大气压强的存在。
(2)了解大气压强产生的原因。
(3)知道大气压强测定的方法、理解托里拆利实验的原理、过程和结论。
(4)能利用大气压强知识解释日常生活的一些简单现象。
2.过程与方法
(1)观察与大气压强有关的现象,感知大气压强是客观存在的。
(2)通过实验探究测定大气压强,使学生掌握推理和等效替代的科学方法。
3.情感态度与价值观
(1)在学习中让学生亲身实践,培养实事求是的科学态度,感悟科学探究的方法,激发其科学探究精神。
(2)通过了解大气压的应用,初步认识科学技术对人类生活的影响。
(3)使学生体会到物理知识与生活的密切联系,使他们能够学以致用,提高他们物理学习兴趣。
【重点与难点】
1.教学重点:认识大气压强的存在。
2.教学难点:设计实验测定大气压强。
【教学准备】
多媒体课件,真空压缩泵,模拟马德堡半球,矿泉水瓶,水,烧杯
光滑玻璃板,弹簧测力计(量程为100N)。注射器,滴管,等
【课型】新授课
【教学方法】小组合作,实验探究法
【教学过程】
一、创设情境 引入新课
演示:(瓶吞圣女果)
事先准备好一个细颈烧瓶和一个圣女果,把烧瓶中装入开水再倒出,然后把瓶口朝下对着圣女果,过一会,,圣女果被吸入瓶中,谁能帮我解释这是为什么吗?学生观察奇妙现象
实验改进:由圣女果放在瓶口上改为瓶口朝下,防止学生误认为是重力的作用,从而也更能说明大气压处处都存在,且大气向各个方向都有压强。
二、新课探究学习
(一)、大气压强的存在
提出问题:空气看不见、摸不着,如何才能证明大气中存在着压强呢?你能用实验桌上的物品设计实验,说明大气压强的存在吗?
学生活动:利用课桌上的物品证明大气压强的存在,学生展示实验,交流体验。
转换法。意在让学生从“知道什么”到“怎样才能知道”。
提出问题:刚才同学们所演示的实验现象真是大气压强在起作用吗?以滴管中的液体为例,如果没有了大气压的作用,会发生什么现象?
进行猜想:如果没有了大气压,滴管中的液体又回到烧杯中去了。
演示实验:
把吸有液体的滴管和烧杯放入真空罩中,将罩中的气体抽出来,观察滴管中液面的变化
实验现象:观察到消除大气压强的影响后,被压到滴管中的液体又回去了。
若恢复罩内大气压强的作用,再观察滴管中液面的变化
实验现象:滴管中的液体又被压了上来
进一步提问:这是不是一个特例呢?
演示实验:
一个带橡皮塞的矿泉水瓶,用抽气机抽去里面的空气,观察矿泉水瓶形状的变化。
实验现象:矿泉水瓶瘪下去
讨论分析:大气压把矿泉水瓶压瘪了。
把瘪下去的矿泉瓶也放入真空罩中,将罩中的气体抽出来,观察瓶形状的变化
实验现象:瓶子会重新鼓起来
若恢复罩内大气压强的作用,再观察瓶子形状的变化
实验现象:瓶子会又瘪下去
交流讨论并总结:大气压强确实是存在的。由于大气层中的空气像液体一样受重力且具有流动性,所以大气像液体一样对浸入其中的物体有压强作用,并且空气中朝各个方向都有压强
课件展示:其实早在1654年5月8日,德国马德堡市市长奥托·格里克就做了著名的马德堡半球实验,证明了大气压的存在。(媒体展示马德堡半球实验)
提问:你能解释球为什么很难被拉开吗?
猜想:大气压力太大
实验:用两个皮碗按压到一起,找同学到前面拉,很难被拉开,感受大气的压力。
(二)、大气压的测量
提出问题:16匹马都没能将马德堡半球分开,那么大气压到底有多大呢?能不能借助马德堡半球来测量?
同学们回忆一下我们学过的有关压强的知识,想一想我们可以用什么方法来测量大气压强的大小呢?说出你的想法和理由。
实验原理:利用P=F/S来测定大气压强的值
小组讨论:如何利用桌上所提供的器材设计实验来测出大气压的值?(友情提示:实验时应测出哪些物理量?如何来测这些物理量?)
小组探究:小组讨论交流后可利用实验器材尝试着来完成实验。
学生思考:实验存在哪些问题和误差在哪?
小组交流展示测量结果
交流讨论并总结:皮碗内空气不能排净、弹簧测力计读数等。所以这个方法只能粗略测量大气压值。
有没有更精确的实验测出大气压值吗?
其实早在350多年前,已由意大利著名的科学家,也是伽利略的学生,托里拆利巧妙地做到了。他是怎样做的,我们先来分析一下他的实验原理。
托里拆利实验原理
多媒体展示:在水槽中装有适量的水,不采取任何措施,大气压强是均匀地压在液面上的每一个位置,因为各个位置受到的压强都一样,都是大气压强,所以液面是稳定的。
思考一下:如果老师采取某种措施,某一个位置上方没有了大气压强,在这个位置会发什么现象?
现象:这个位置的液面会压上来
思考:液面会一直往上走吗?什么时候会停呢?当液面又稳定之后,应该具有什么样的特征呢?(友情提示:对比第一次液面稳定的特征进行思考)
小组讨论并得出结论:液面会再一次稳定,第一次稳定是各个位置受到的都是大气压强,第二次稳定时外面受到的是大气压强,而A处是大气压强托起的这段液体产生的压强。那么再看整个大液面,稳定时各个位置受到的压强又一样了。说明这段液体在A处产生的压强和大气压强是相等的。如果能够计算出这一段液体在A处产生的压强,就可以间接测量出大气压强的数值。
原理:P气=p液
演示实验:
用不同长度的一端开口的玻璃管装满水,开口朝下在水槽中靠大气压托起水柱。
学生思考:根据原理可不可以用尺子量出这个高度来测量大气压?
学生讨论并得出:只要水一直充满整个管,就不可以。这个实验要在室内做的话有很多困难。
提出问题:如果你是托里拆利你会怎么办?
小组交流讨论:(友情提示:回想液体压强公式结合托里拆利实验原理进行思考)
为了让实验更方便一些,我们可以选择密度更大的液体,常温下密度最大的是水银
这样对高度的要求就低了一些。
演示托里拆利实验装置(观看录像)
提出问题:这么大的一个压强是一个什么概念呢?
思考:我的手掌面积约为150cm2,大气压作用在我的手掌上的压力有多大?
答:约1500N,相当于3个同学站到我的手掌上。
思考:这么大的压力,可是为什么感觉不到?
答:作用在手掌上下的大气压强相互抵消了。
气压计
用多媒体展示:水银气压计、金属盒气压计、数字气压计
(三)、大气压的应用:
让学生用本节的知识分析导入时的“魔术”,进一步分析生活中的拔火罐,再分析用吸管喝饮料、吸盘等
小组讨论分析交流:如何利用大气压
展示自制简易模拟抽水机。学生课下对模型进行优化改进。课外在科技兴趣小组进行展示评估交流。选出最佳作品进行奖励。
【课堂小结】
引导学生进行课堂总结
【板书设计】
大气压强
一、大气压强的存在
大气对浸在它里面物体的压强叫大气压强(简称大气压或气压)
二、大气压强的测量
1.粗略测量:P=F/S
2.托里拆利实验:
p大气=p水银=ρ水银 gh=1.013×105 Pa
3.气压计
三、大气压强的应用
作业: 一、烧瓶中的西红柿怎样出来?
二、课下制作活塞式抽水机模型,利用课外活动进行展评交流选出最佳作品