9.3气体的压强 教案 2024-2025学年北师大版（2024）物理八年级下册

三、气体的压强 新课导入 方式一(观察实验,提出问题点题) [师演示] (1)将硬纸片平放在平口玻璃杯口上,用手按住,并倒置过来(提醒学生注意观察),放手后看到什么现象?(硬纸片掉下) (2)将玻璃杯装满水,仍用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?(硬纸片没有掉下来)再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看到什么现象?(硬纸片始终没有掉下来) [师]同学们想知道实验中硬纸片不会掉下来的原因吗?学习了本节课的知识,你就会明白其中的道理,今天学习:三、气体的压强。 方式二(“魔术表演”设计悬念点题) [师]同学们,今天老师要过把魔术瘾,给大家来段精彩表演。这里有两根内径相差不大的试管,将它们重叠起来倒置后,如果不用手托住,你们猜猜里面的试管会不会掉落? (操作过程:在大试管里注入大半试管的水,将小试管慢慢插入大试管中,这时把两管同时倒立过来。现象:小试管不但不往下掉,还往上升呢。) [师]刚刚的小魔术是不是被老师施了魔法呢?学完“气体的压强”这一节内容后,同学们就知道其中的奥秘了。引入新课。 方式三(利用生活物品设计问题点题) [师](拿出一个饮料瓶)老师这里有个饮料瓶,你能想出几种办法让它变扁呢?利用你手边的饮料瓶试一试。(学生通过实践想到的办法可能有“捏扁”“吸扁”等) [师]用手将饮料瓶捏扁,是因为手对饮料瓶有力的作用,那么用嘴吸饮料瓶时是什么力量使它变扁了呢?通过引导分析,学生较易答出“瓶外空气”。然后让学生用类比的方法猜想:既然液体有压强,那么与液体同样具有流动性,且受到重力的气体是否也有压强呢? 从而引入新课。 教 材 解 读 本节内容由大气压强和流体压强与流速的关系两部分组成,是对压强、液体的压强等力学知识的延伸和拓展,是初中力学的一个重点,也是高中阶段进一步学习的基础。 大气压强的知识对人们的日常生活、生产技术和科学研究等有广泛的意义。在教学中首先用实验让学生感知大气压强的存在,再进一步学习大气压强的测量和应用。流体压强与流速的关系这一知识点的内容较为抽象,学生一般直接体会不到,所以对于初中生学习起来就更为困难。在本节课的教学过程中可适当让学生动手做些实验,来观察流体运动而产生的一些现象,这样更有助于学生对这一知识的理解。同时本节课的教学可以提高学生利用所学知识解决实际问题的能力,因此本节课无论是在知识的学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。 学 习 目 标 物理观念 1.理解大气压强的存在及其在生活中的应用。 2.掌握测量大气压的方法,了解大气压的大小和单位。 3.掌握流体压强与流速的关系,能解释生活中与流体压强相关的现象。 科学思维 1.能够通过实验感知和验证大气压强的存在及其特性。 2.通过观察和分析实验现象,培养逻辑思维和推理能力,理解流体压强与流速的关系。 3.运用所学知识,解释和判断与气体压强相关的物理现象。 科学探究 1.通过实验探究大气压的大小,掌握测量大气压的方法。 2.分析实验数据,推理概括出大气压强的存在及其特性,以及流体压强与流速的关系。 3.在实验中运用控制变量法,探究影响气体压强的因素,提高实验设计和数据分析能力。 科学态度 与责任 1.培养严谨的科学态度,注重实验操作的规范性和数据记录的准确性。 2.关注身边的物理现象,用物理知识解释生活现象,提高科学素养和社会责任感。 3.领略气体压强差异所产生现象的奥妙,增强对科学的热爱和亲近感,激发探索未知世界的兴趣。 重 难 点 处 理 重点:大气压强的存在和大气压的测定。教师多做一些演示实验(比如大气压压扁易拉罐、瓶吞鸡蛋、小喷泉、利用吸盘或注射器提物体等),引导学生进行分析,从而证实大气压强的存在;建议教师通过教材P81“ 活动9.6”中的实验,先粗略测量出大气压的数值,给学生一个悬念——大气压强有那么大吗?再利用多媒体播放托里拆利实验的过程,重点引导学生观察水银面的高度差,得出的结果与前面所测数值对比,使悬念得到证实,加深学生对大气压的理解。 难点:机翼(鸟翼)升力产生的原因。建议教师先让学生观察机翼(鸟翼)的构造特点,然后利用飞机模型进行模拟飞机起飞的过程,引导学生进行分析,进而得出升力的产生原因。 合 作 探 究 探究课题:大气压的大小 实验过程:利用多媒体播放托里拆利实验过程,引导学生认真观察实验现象,并进行相应计算,从而计算出大气压强的大小。 评估交流:①若换用较粗或较细一些的玻璃管来测量,测量值有变化吗?(没有) ②若管内不慎混入空气,测量值是否有变化?(测量值会偏小) ③托里拆利实验为什么不用水做?(因为水的密度太小,大气压支撑的水柱太高,实验操作很困难) 导学设计 学点1大气压的存在 实验1:如图9-3-1甲所示,用纸片盖住盛满水的杯口,再用手按紧,将杯子倒转,使杯口向下,松手后,观察现象。 实验2:如图乙所示,在广口瓶中放入一些沙子,将点燃的酒精棉球放入广口瓶中,待瓶内空气被加热后,立即用剥了皮的熟鸡蛋堵在瓶口。过一会儿,会出现什么现象? 图9-3-1 分析与论证:(1)在图甲所示的“覆杯实验”中,纸片受到的重力方向竖直向下,纸片的上表面受到杯内水对纸片向下的压力,而纸片没有掉下来,说明纸片下表面受到了一个方向向上的压力,而纸片的下面只有空气,表明这个力只能是空气施加的。可见纸片下表面受到了大气向上的压力作用,使纸片不会掉下来。 (2)在图乙所示的“瓶吞蛋”实验中,开始时,鸡蛋并没有下落,当瓶内的气体被燃烧掉一部分(氧气)而“收缩”后,鸡蛋落入瓶中,说明外界的空气对它施加了一个向下的力,即大气的压力将鸡蛋压入瓶中。 问题1:大气与液体一样,对处在其中的物体有压强,这种压强叫作大气压强,简称大气压。 问题2:大气压是无法直接看到的,像实验中那样,把看不见的大气压通过易于观察的现象显示出来,这种研究问题的方法就是转换法。 问题3:大气压在我们的周围时刻存在着,但我们平时没有感觉到,这是因为人体内外都与大气相通,各部位内外所受的大气压力相同,内外平衡。只有气压不平衡时才表现出一些特殊的现象,让我们体会到大气压的存在以及变化。 学点2大气压的测量 实验:利用托里拆利实验测量大气压的值。 步骤1:如图9-3-2所示,取一根长约1 m且一端封闭的细玻璃管。 步骤2:在细玻璃管内灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。 步骤3:放开手指,让管内水银流下,观察管内外水银面的高度差。 步骤4:把管子倾斜一些,观察管内外水银面的高度差是否发生变化。 图9-3-2 分析与论证:管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760 mm;把管子倾斜一些,高度差也不发生变化。由于玻璃管内水银面上方是真空,管外水银面上方是大气,因此,是大气压支持着管内这段水银柱使其不会落下,因此大气压的数值就等于这段水银柱产生的压强。根据液体压强公式,求出水银柱产生的压强就求出了大气压的值:p=ρgh=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m=1.013×105 Pa。 问题1:在托里拆利实验中,玻璃管不能太短,如果玻璃管的长度小于760mm,则水银柱不会下降,测不出大气压的值。 问题2:在实验中,玻璃管内不能残留空气。如果管内残留少量空气,则实验中玻璃管内液面上方就不是真空,液面上就要受到一个较小的压强,使测出的大气压的值偏小。 问题3:水银柱的高度只与大气压的大小有关,与管的粗细、是否倾斜无关,并且水银柱的高度并不一定等于管中水银柱的长度。 学点3生活中的大气压 观察1:如图9-3-3所示为气压测绘人员所绘制的气压与高度的关系图,通过观察,你能发现气压与高度有什么关系? 图9-3-3 观察2:如图9-3-4所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上,向外拉注射器活塞,看到了什么现象?这个实验说明了什么问题? 图9-3-4 分析与论证:(1)通过观察图9-3-3可知,大气压是变化的,离地面越高的位置大气压越小,在海平面附近,大气压约等于标准大气压。 (2)在如图9-3-4所示的实验中,向外拉注射器活塞时,烧瓶内的气压减小,水的沸点降低,温度达到水的沸点,水又沸腾了,即液面上方的气压减小时,液体的沸点降低。 问题1:大气压是由于大气受重力而产生的,离地面越高的地方,大气越稀薄,大气产生的压力越小,故大气压也越小。 问题2:一切液体的沸点,都是在气压减小时降低,气压增大时升高。这里所说的气压是指液面上方的气压,不一定是大气压,也就是说,如果液体与大气连通,就是指大气压,如果液体被密封在容器内,这里的气压就是指容器内液面上方的气压。高压锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。 学点4流体压强与流速的关系 实验: 图9-3-5 (1)如图9-3-5甲所示,用手使乒乓球抵住漏斗内的细管处,手移开,观察乒乓球的运动情况。 (2)如图乙所示,用手使乒乓球抵住漏斗内的细管处,向漏斗内吹气,然后手移开,观察乒乓球的运动情况。 分析与论证:(1)比较两次实验发现,第一次实验中,手移开后,乒乓球在重力作用下竖直下落,这是因为乒乓球上下表面的空气流速相同,没有压强差,只受重力,所以下落。(2)当向漏斗内吹气时,乒乓球上方的气体流速快,下方的气体流速慢,乒乓球的上下表面存在压强差,使乒乓球受到竖直向上的力,当这个力大于或等于重力时,乒乓球就不再下落。 问题1:对于同一物体,其相对的两个表面受到的压强不同,两表面受到的压力就不同,物体就会向受到的压强较小的方向运动。 问题2:飞机升力的产生原因:飞机机翼的上表面向上凸起,下表面平直,飞机在飞行时,会使机翼上方的空气流速大于下方。根据“流体流速大的地方压强小”可知,机翼上方空气的压强小于下方空气的压强,形成向上的压强差,从而形成向上的压力差,即升力。 学科网（北京）股份有限公司 $$