9.3 大气压强 教学设计 -2024-2025学年人教版物理八年级下册

该初中物理教学设计聚焦大气压强的存在、测量、变化规律及应用，通过空杯与装满水的硬纸片实验、吸盘实验对比，以“纸片是否掉落”“吸盘是否脱落”设问搭建支架，引导学生从现象探究过渡到大气压本质及规律学习。 以实验探究为主线，托里拆利实验变式问题培养科学思维，结合高压锅、高原反应等实例渗透科学态度与责任，学生自主设计家庭实验提升科学探究能力，助力教师高效落实核心素养目标。

大气压强 教学设计 教学内容： （1）本节课的主要教学内容是大气压强及其应用。 （2）本节课主要介绍了大气压强的存在、大气压强的测量方法（特别是托里拆利实验）、大气压随高度变化的规律及其对人体的影响，以及水的沸点与气压的关系等知识点。 （3）通过学习本节课，学生能够理解大气压强的基础概念，学会用大气压强解释日常生活中的现象，如为什么高山上难以煮熟食物，以及如何使用气压计等工具。此外，学生还能初步掌握科学探究的方法，培养观察、实验和分析问题的能力。通过实验探究，学生不仅能够验证大气压强的存在，还能了解到大气压强的巨大作用，从而增强对物理规律的认识和兴趣。 教学目标： （1）物理观念：通过实验和事例，学生能够理解大气压强的存在及其产生原因，并能够运用大气压强解释生活中的常见现象。 （2）科学思维：在探究大气压强的过程中，学生能够运用类比、等效替代等科学方法，初步具备分析和解决问题的能力。 （3）科学探究：学生能够通过实验探究大气压强的测量方法，掌握托里拆利实验的原理，并能计算大气压强的数值。 （4）科学态度与责任：通过了解大气压强对人类生活的影响，学生能够认识到科学知识在实际生活中的应用价值，培养科学人文精神和动手实践能力。 教学重难点： （1）理解大气压产生的原因及方向，能够通过实验和生活中的现象解释大气压的存在。 （2）掌握托里拆利实验的原理及大气压的测量方法，能够运用公式计算大气压的大小。 （3）理解大气压随高度变化的规律及其对生活的影响，能够解释高压锅的工作原理和液体沸点与气压的关系。 教学方法： 实验演示法、问题探究法、讨论法、案例分析法 教学过程： 一、情景引入 演示实验 硬纸片与玻璃杯实验 教师演示：将一个空的平口玻璃杯平稳地放在桌面上，然后用一块硬纸片紧紧盖住杯口。教师用手按住硬纸片并将杯子倒置过来（提醒学生仔细观察）。 教师提问：如果放手，纸片会掉下来吗？（生：纸片会掉下来。） 放手后，观察结果：纸片果然掉了下来。 装满水的玻璃杯实验 教师演示：再次使用同一个玻璃杯，这次将其装满水，再用硬纸片紧密盖住杯口，并用手按住倒置过来（暂不放手）。 教师提问：如果放手，纸片会掉下来吗？（生：纸片应该不会掉下来。） 放手后，观察结果：纸片没有掉下来，水也没有溢出。 吸盘实验 教师演示：将一个挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上，确保吸盘牢固地吸附在墙上，然后将一个重物挂在钩上。 教师提问：吸盘会脱落吗？（生：不会脱落。） 观察结果：吸盘稳固地保持在墙上，没有脱落。 教师总结：同学们是否想知道这些神奇现象背后的科学原理呢？通过这节课的学习，我们将揭示这些现象的原因。（生：非常好奇，想了解更多。） 二、新课教学 探究点一：大气压强的存在 教师讲解：地球被厚厚的空气层包围着，这层空气被称为大气层。空气受到重力作用，且可以流动，因此空气内部向各个方向都有压强（类似于液体）。大气对浸在其内部的物体的压强，称为大气压强，简称大气压。 多媒体展示：马德堡半球实验 实验内容：两个铜半球紧密连接在一起，需要 16 匹马才能把它们拉开。 教师提问：这个实验说明了什么？（生：大气压很强。） 散发讨论：为什么这么多马都难以把两个半球拉开？（学生：因为大气压的作用，使得两个半球之间产生了巨大的吸引力。） 教师讲解：马德堡半球实验不仅证明了大气压强的存在，还显示了大气压的强度之大。 学生实验：学生按下图所示做实验，两个皮碗口对口挤压，然后两手用力往外拉（用较大的力才能拉开）。 教师提问：为什么需要用这么大的力才能拉开？（生：因为大气压的作用。） 教师总结：这个实验进一步验证了大气压强的存在。 探究点二：大气压的测量 多媒体展示：托里拆利实验 实验内容：一根长管内装满水银，倒置在水银槽中，管内水银高度达到约 760mm 时，水银柱不再下降。 教师提问：管内水银为什么不继续下落？（生：可能是因为大气压的作用。） 散发讨论：大气压如何支持管内的水银柱？（学生：大气压强等于水银柱产生的压强。） 学生活动：计算大气压强的值。 公式推导：p = ρgh 具体计算：p = 13.6 × 10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 0.76 m = 1.013 × 10⁵ Pa。 教师总结：标准大气压的数值为1.013 × 10⁵ Pa，相当于在 1cm² 表面受到10N 的压力。通常人们把 760mm 汞柱所产生的压强称为一个标准大气压。 讨论：大气压作用在一个人手掌上的压力约为 500N，相当于一个质量为 50kg 的人站在你手掌上产生的压力。为何我们感觉不到这种压力？ 集体回答：人体内也存在压强，内外压力相互平衡；另外，人长期生活在大气中，已经适应这种环境了。 针对托里拆利实验，请学生思考下列问题： 如果玻璃管内径变大，管内和管外水银面高度差如何变化？（生：高度差不变。） 如果往水银槽内多倒些水银，管内和管外水银面高度差如何变化？（生：高度差不变。） 如果玻璃管倾斜，管内和管外水银面高度差如何变化？（生：高度差不变。） 如果玻璃管内水银柱上方进入一些空气，管内和管外水银面高度差如何变化？（生：高度差会变小。） 学生分组讨论，回答问题。 教师指导，加深学生对托里拆利实验的理解。 教师提问：大气压是固定不变的吗？大气压的大小与什么因素有关？ 实验演示：教师拿着自制气压计从楼下到楼上，观察并记录玻璃管内水柱高度的变化。 学生观察并记录数据，得出结论：大气压随高度增加而减小。 拓展：大气压随高度增加而减小的规律：在海拔 3000m 以内，每上升 10m，大气压大约降低 100Pa。 探究点三：大气压与人类生活 多媒体展示：电影片段 —— 红军爬雪山的情景：茫茫雪山上，狂风卷着雪花。山高路远，气压又低，战士们呼吸困难，但他们仍然坚持着，相互搀扶着前进…… 炊事员支起铁锅，用那少得可怜的粮食和雪水做出 “煮不熟” 的饭…… 讨论：看了影片，你想到了什么？影片中哪些情景与大气压有关？ 学生阅读课本内容，举例说明大气压与人类生活息息相关。 教师引导：影片中的哪些情景直接反映了大气压对人类生活的影响？ 观察现象： 大气压的大小与海拔高度有关：随着高度的增加，空气稀薄，气压减小。 大气压对人体的影响：高原反应 —— 初次进入高原，因为空气稀薄，吸入的空气中含氧量减少，造成缺氧，加之气压较低，使人体出现不适症状。 讨论：刚才同学们提到，为什么高山上用普通的锅很难将饭煮熟？怎样才能把饭煮熟呢？ 教师讲解：这是因为水的沸点与水面上的气压有关。液体表面的气压增大，液体沸点升高；液体表面的气压减小，液体沸点降低。 教师介绍：高压锅的工作原理。 工作原理：高压锅通过增加锅内气压，使水的沸点升高，从而加快食物的烹饪速度。 教师示范：实际操作高压锅，让学生直观感受其工作原理。 教师介绍：活塞式抽水机的工作原理。 工作原理：活塞式抽水机利用大气压强将水抽出。 教师讲解：通过活塞上下移动，形成真空，从而使水被吸入。 三、课堂小结 教师总结： 大气压的概念：大气对浸在它里面的物体的压强。 大气压的测量方法：托里拆利实验。 标准大气压的数值：1.013 × 10⁵ Pa。 大气压与人类生活：大气压与高度的关系，液体沸点与气压的关系，应用实例如高压锅和活塞式抽水机。 教师提问：你们还有什么疑问或不明白的地方吗？（生：没有了，都明白了。） 教师鼓励：大家今天表现得很好，希望大家继续保持这种学习状态。 课后作业： （1）请学生利用家中的材料，设计一个简单的实验来体验大气压强的存在，并记录实验过程和结果。 （2）查阅资料，了解大气压强在生活中的一个应用实例，并说明其工作原理。 学科网（北京）股份有限公司 $$