9.4 大气压强 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《大气压强》教学设计 一、教学背景分析 （一）教材分析 本节内容涉及物理学中的一个基础概念——大气压强，它不仅是物理学的基 础知识，还与日常生活紧密相关。教材通过实验和物理学史引入并介绍大气压强 的概念，通过实验测量大气压强的数值，让学生在实践中感受科学的魅力，培养 学生的科学探究能力和实践能力。教材将“大气压强的变化 ”设为独立板块，主 要学习大气压强随高度而变化的情况及其带来的影响，使整体内容更有层次感， 减小学生的认知压力。通过对大气压强的学习，学生在掌握相关物理知识的同时， 还能将其应用于解释日常生活中的现象，如用吸管吸饮料、用注射器抽取液体等。 （二）学情分析 八年级学生已经具备了一定的物理基础知识，对压强和液体压强有了一定的 认识。学生在日常生活中也经常接触大气压强的相关现象，但对大气压强这一抽 象概念的理解还不够深入。学生对实验和探究活动有较高的兴趣，但其科学思维 和科学探究能力尚在培养阶段。因此，教学设计需要充分考虑学生的认知水平和 兴趣点，通过直观的实验和互动讨论，激发学生的学习兴趣和探究欲望。 二、教学设计思路 本节课的教学设计将围绕“体验——探究——应用 ”的思路进行。首先，通 过直观的演示，让学生体验大气压的存在；其次，通过探究活动，引导学生理解 大气压强的基本原理；最后，通过实例让学生了解大气压强在实际生活中的应用。 三、教学目标 【物理观念】知道大气压强及其与人类生活的关系，知道标准大气压的值， 了解大气压强随高度的变化，了解大气压强与天气的关系。能解释自然界有关大 气压强的现象，解决与大气压强有关的简单问题。 【科学思维】了解利用托里拆利实验测量大气压强，运用了等效替代思想。 能运用大气压强的一些规律分析简单问题，并获得结论，培养科学推理能力。能 在解释大气压强相关现象时，指出日常交流中有关说法的不当之处，并能提出自 己的见解。 【科学探究】在估测大气压强的值的实验中，能制订初步的实验方案。能正 确使用测力计测量力的大小。能正确使用刻度尺测量吸盘的直径并计算吸盘的面 积。能通过对数据的比较与分析，得出实验结论。能表述测量大气压强的值的实 验过程和结果。 【科学态度与责任】通过对大气压强的学习，知道物理学研究需要观察、实 验和推理，体会物理学对人类生活和社会发展的影响。在探究大气压强和应用大 气压强解决实际问题的过程中培养学习物理的兴趣，养成严谨认真、实事求是的 科学态度。 四、教学重难点 （一）教学重点 了解大气压强的存在及产生原因。 （二）教学难点 大气压的测量。 五、教学过程 （一）新课引入 演示实验 1 ：覆杯实验。 器材准备：平口塑料杯，提前在杯底扎个小洞，并用透明胶带粘住；把纸 片剪成10cm×10cm的正方形（具体尺寸结合杯口大小而定）；脸盆。 操作步骤： （1）先将杯子正立装满水，把纸片盖在杯口，用手按住后倒过来置于脸盆 上方。轻轻松开手，发现纸片不会掉下来。 （2）轻轻转动杯子，使纸片朝向不同的方向，发现纸片也不会掉下来。 （3）再次覆杯，然后把杯底的胶带撕掉，纸片和水掉落下来。 演示实验 2 ：掀不开的报纸。 器材准备：一张报纸，一根薄木条，一把小锤。 操作步骤： （1）把薄木条塞在报纸的下面，露出一小段。上下挥舞木条，感觉报纸很 轻。 （2）把报纸打开，平铺在平整的桌面上，把薄木条塞在报纸的下面，露出 一小段。把报纸抚平，然后用小锤迅速敲击露出的薄木条，木条折断了而报纸并 没有被撕破。 教师：同学们，你们想知道纸片不会掉下来以及木条折断而报纸并没有被撕 破的原因吗？ （二）新课教学 问题一：大气压强 活动 1 ：大气压强的定义。 地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。 分析刚刚的两个实验：覆杯实验中，纸片外侧只有空气，无论杯口向下还是 向其他方向，水和纸片都不脱落，正是大气对纸片产生了作用（把杯底的胶带撕 掉，是为了证明纸片不脱落并非水粘住的原因）；掀不开的报纸实验中，报纸紧 贴桌面，之间只有少量空气，而报纸上方有大量空气，正是上方空气对报纸的压 力压住了薄木条，从而使露出的薄木条被敲断。 综上分析，空气由于受重力作用，而且能流动，使得空气内部向各个方向都 有压强（跟液体相似）。处在大气中的物体会受到来自大气的压强，这个压强叫 作大气压强，简称大气压。 设计意图：通过对生活小实验的分析引出大气压强的存在，激发学生对大气 压强的探究兴趣。 活动 2 ：大气压强存在的实例。 课件展示或现场演示大气压强存在的实例，如使用吸盘挂钩、用吸管吸饮料、 将包装抽真空等。 设计意图：让学生了解大气压强在生活中的现象和广泛应用。 活动 3 ：模拟马德堡半球实验。 课件展示并讲述马德堡半球实验。 学生实验：模拟马德堡半球实验（若无成套器材，可用两个大一点的塑料吸 盘替代）。 设计意图： 了解历史上著名的马德堡半球实验，并现场进行模拟重现，加深 学生对大气压强的存在的印象。 教师总结：马德堡半球实验不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是 很大的。那么大气压强有多大呢？ 问题二：大气压强有多大？ 在模拟马德堡半球实验中，把半球内抽成真空，测出拉开半球所需要的力， 也就是大气作用在半球上的压力。再测算出半球的最大截面积，就可以根据压强 公式 计算出大气压强的大小了。 活动 4 ：估测大气压强的值。 （1）将一塑料吸盘按压在光滑的玻璃表面； （2）用刻度尺测出吸盘的直径d； （3）测出把吸盘拉开时的拉力 F。 引导学生利用压强公式计算出所测的大气压强的值。计算完成后，分析上述 实验，由于吸盘内较难压成真空，并且把吸盘拉开时的拉力的测量也存在较大误 差，故此方法仅用于估测。 设计意图：通过实验测量，培养学生的动手操作和实验分析能力 ，同时为介 绍托里拆利实验 做铺垫。 活动 5 ：托里拆利实验。 回顾覆杯实验，我们知道杯中的水不会掉下来是大气压“托起 ”的缘故。要 测量大气压强的大小，还可以测出大气压最大可支撑水柱的高度，继而计算出大 气压强的大小。 但不断改变杯子的高度进行实验较麻烦，换个思路，将试管（相当于杯子） 灌满水后，将管口倒置放入水槽中，再逐渐向上提起，会发现试管中的水总是满 的，换用更长些的试管操作也是如此。 引导学生分析： （1）试管中的水柱不会落下来是大气压“托起 ”的缘故。如果大气压不是 无限大，那么它能“托起 ”的水柱高度就会有一个最大值。这样，我们可以用一 根很长的一端封闭的玻璃管进行操作，测出这个水柱的长度，就可以计算出大气 压强的大小。但考虑长玻璃管的翻转问题，又非常不便。 （2）根据液体压强公式p=ρgh 可知，在大气压强一定时，所支撑的液体的 高度与液体的密度成反比，即用密度大的液体实验得到的液柱的高度较小，更方 便操作。 早在 1643 年，意大利科学家托里拆利就巧妙地利用了大气压能“托起 ”液 体，通过测量大气压“托起 ”液柱的最大高度，间接并较精确地测量了大气压的 大小。 设计意图：学生对托里拆利实验的原理理解起来有一定困难，这里通过覆杯 实验改用不同长度的试管进行演示，再过渡到托里拆利实验设计，有助于突破难 点。 活动 6 ：计算大气压强的值。 结合托里拆利实验数据，利用液体压强公式推导并计算出大气压强的值。 教师介绍标准大气压及其意义。 问题三：大气压强的变化 活动 7 ：大气压强与高度的关系。 结合图片介绍大气压强与高度的关系。 图片展示登山电子手表，演示大气压强随高度变化的应用案例。 设计意图： 落实从物理走向社会的课程理念。 活动 8 ：水的沸点与大气压强的关系。 因大气压强随高度的增加而减小，故水的沸点随大气压强的减小而降低， 即水的沸点随高度的增加而降低。 知道了水的沸点与高度的关系，就可以理解在海拔高的地区，因水的沸点 较低导致煮熟食物成为难题（解决方案是使用高压锅）。 教师引导学生回忆八年级上册的两个内容，一是沸点表格，二是常见气体 的密度表格，里面都有一个条件——标准大气压。 师生共同简要分析这个条件的意义。 活动 9 ：大气压强与天气。 天气变化与我们的生活息息相关，大气压强是天气变化的重要参数。结合 高压区和低压区的产生过程，引导学生进行讨论交流，认识大气压强与天气的 关系。 设计意图：通过大气压强与天气的关系的讨论交流，使学生认识到大气压强 对我们的生活有着较大的影响 ，加深对大气压强的认识和理解。 （三）课堂小结 1. 马德堡半球实验证明了大气压强的存在。 2. 托里拆利实验测定了大气压强的值。 3. 760mm 高水银柱产生的压强约为 1.01×105Pa ，通常把这样大小的大气压 强规定为标准大气压。 4. 大气压强随高度的增加而减小。 5. 水的沸点随大气压强的减小而降低。 学科网（北京）股份有限公司 $$