内容正文:
第八章 压强
第三节 空气的“力量”
(一)教学设计
课题
8.3 空气的“力量”
课时
1课时
设计者
课型
新授课
设计时间
学习分析
1.课程要求
1.理解大气压强产生的原因,能说出几个证明大气压强存在的事例;能用大气压强解释简单的现象。
2.知道托里拆利实验和标准大气压的大小。
3.知道大气压强随高度增加而减小,大气压强的大小可以用气压计来测量。
4.知道沸点随气压减小而降低,随气压增大而升高。
2.教材解读
本节教材先介绍大气层,通过学生的讨论交流让学生知道了空气有质量,在地球引力的作用下会产生压强,用冷水浇铁皮罐实验证明了大气压的存在,和液体比较引出大气压强的概念,让学生用一些生活用品做一些实验亲身体验大气压的存在,通过阅读“马德保半球实验”让学生知道大气压是很大的。介绍托里拆利实验让学生知道大气压的测量方法,用力的平衡和液体压强知识分析得出大气压的值,因水银有毒,所以此实验以动画形式呈现非常有必要。第二课时再介绍测量大气压的仪器。最后介绍大气压的变化规律,通过加油站让学生知道液体沸点和液面上方气压的关系,介绍把大气压知识应用于实际生活中的实例。
3.学情分析
经过半年多物理的学习,学生已基本领悟了“科学探究”的各主要环节,也有了一定的实验能力及操作能力。部分学生会在上学期学习“质量与密度”和本章“压强”“探究:液体压强与哪些因素有关”等知识后,感到物理难学,逐渐失去学习物理的兴趣;部分学生有较强的求知欲望,也比较喜欢自己动手做实验。由于空气看不见,摸不着,在日常生活中不易感觉到大气压的存在,因此让学生通过实验亲身体验到大气压能很大程度激起学生的学习兴趣。
学习目标
1.1.能通过实验,了解大气压强。
2.能通过实例,说明大气压强与人类生活的关系。
3.具有亲近自然、探索自然的好奇心。
4.能感受大气压强与我们生活的关联,能体会大气压强在生产生活中的利用以及带来的不便
达成评价
1.能在课上独立思考并回答老师的问题
2.能独立完成课后习题
教学重难点
重点:
认识大气压的存在,用大气压解释简单的生活现象。
难点:
证明大气压的存在和自主探究估测大气压的大小。
教学准备
教师:自制多媒体课件一套、玻璃杯一个、大气压强实验仪器一套、火柴一盒、水槽、广口瓶、硬纸片、试管、铁皮罐、水盆、水等。
学生:预习学案
(二)教学过程
教学环节
时间安排
师生活动
设计意图
创设情景
引入新课
活动一:引入新课
【教师活动】利用多媒体展示图片。
【教师提问】液体内部朝各处都有压强,是因为液体具有流动性。我们的生活离不开空气,空气看不见摸不着,那么空气有压强吗?你能否感觉到?
生活实例图片引入,激趣并设疑,引出本节课题。
新课教学
构建新知
进行新课
活动二:大气压强
【师生活动】演示实验:冷水浇铁皮罐实验
在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。
【教师提问】观察铁皮罐是否有变化?
【学生回答】铁桶被压扁了。
【教师提问】这说明了什么?
【教师引导学生分析回答】和液体一样,空气内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强,简称大气压或气压。
【师生活动】演示实验:覆杯实验
将硬塑料片平放在平口塑料杯口,用手按住,并倒置过来。放手后看到什么现象?
【学生回答】硬塑料片落下。
【师生活动】将塑料杯装满水,仍用硬塑料片盖住杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?
【学生回答】硬塑料片没有掉下来
【教师提问】是什么神秘的力量托住硬纸片,让它不会掉下来?
【教师引导学生分析回答】硬塑料片受重力作用,受水向下的压力作用,没有下落,必须受向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气,证明大气存在压强。
【师生活动】再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看到什么现象?
【学生回答】硬塑料片没有掉下
【教师提问】说明了什么?
【教师引导学生分析回答】大气的压强向各个方向
【师生活动】演示实验:将塑料吸盘贴在玻璃真空罩里,用真空泵抽气,会看到什么实验现象?
【学生回答】一段时间后,塑料吸盘掉下。
【教师提问】说明了什么?
【教师引导学生分析回答】吸盘外侧没有了空气产生的压强,吸盘便不能贴在物体的表面。
【教师提问】从以上实验中你得到了什么启发,得出了什么结论?
【教师讲解】可见,和液体一样,空气内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强,简称大气压或气压。
【信息窗】大气压有多大——马德堡半球实验
早在1654年,德国马德堡市市长奥托·格里克就在马德堡市公开表演一个著名实验—马德堡半球实验。他把两个直径为30cm铜质空心半球紧紧地扣在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后用16匹马向相反方向拉两个半球,结果费了很大的劲才把它们拉开。
观察思考,对该现象发表自己的看法。激发兴趣,让学生从感性上认识到大气压的存在。器材易于制作,现象明显,联系前面的知识。
知识应用
巩固提升
活动三:测量大气压
【教师提问】奥托·格里克的马德堡半球实验,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?
【教师活动】我们先看看,历史上人们是怎样测量大气压强的。
1644年,伽利略的学生托里拆利及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。接下来,我们来看看托里拆利是怎样测出大气压强的?
(1)介绍托里拆利实验装置;
(2)演示托里拆利实验(多媒体演示,如图);
【教师提问】为什么玻璃管倒转时,管内水银面会下降?
【学生回答】管内水银柱产生的压强大于大气压强。
【教师提问】为什么水银面降到一定程度后不继续下降?
【学生回答】管内水银柱产生的压强等于大气压强。
【教师提问】哪一段水银柱是由大气压强托住的?
【学生回答】管内外水银面之间。
【教师提问】如何计算大气压?
【教师引导学生回答】玻璃管内水银面上方是真空,而管外水银面受到大气压强,正是大气压强支持着管内760mm高的水银柱,也就是大气压强与760mm高水银柱产生的压强相等。p=ρgh=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
【教师提问】做托里拆利实验时,若玻璃管倾斜会怎样?
【学生回答】玻璃管倾斜,水银柱长度增大但竖直高度差不变。
【教师提问】玻璃管的粗细影响水银的高度吗?
【学生回答】水银的高度差与玻璃管的粗细无关。
【教师提问】若将玻璃管上提或下压一些,管内外的水银柱的高度差如何变化?
【学生回答】高度差不变。
【教师提问】做托里拆利实验时,若玻璃管内混有少量空气,会影响水银柱的高度吗?
【学生回答】会影响测量的结果,比实际小。
【教师提问】在工、农业生产及生活中往往需要测量当地的大气压,通常使用什么仪器来测量气压呢?
【教师讲解】测量大气压强的工具。
(1)汞气压计:
优点:精确;
缺点:不方便携带。
(2空盒气压计:
优点:使用方便;
缺点:不精确。
活动四:大气压强的变化
【教师讲解】实际上大气压强并不是一成不变的,它会受天气的影响,当阴天的时候,空气里水蒸气增加,大气压强也会增加。大气压强也会受到海拔高度的影响,我们测得海平面处的大气压强为1个标准大气压,当高度增加,空气会变得相对稀薄,大气压强减小。内地的游客到西藏青藏高原时会出现头晕、耳鸣等高原反应,就是因为高度增加,大气压强减小,人们不适应。
通过相关实验可以得到,一切液体的沸点与大气压强有关,大气压强增大时,沸点升高;大气压强减小时,沸点降低。那么如果我们在高山上用普通的锅煮食物,就很不容易熟,因为高山上大气压强小,沸点低。我们可以通过高压锅来提高锅内气体压强,从而增大液体的沸点,就会比较容易煮熟食物。
从已体验的实验出发,进一步引申,引导学生分析出测量大气压强的方法。
小结
收获感悟
1.今天我学到了什么知识?
2.我掌握了哪些研究方法?
3.我还存在的疑惑是什么?
通过这些问题让学生回顾本节课内容,对有疑惑的地方及时反馈。
课后作业
书面作业:完成教材课后习题
及时巩固所学知识
板书设计
大气压强
产生的原因
1.马德堡半球实验
2.冷水浇铁罐
3.覆杯实验
4.
大气压强存在的实验
托里拆利实验
测量大气压
空气的“力量”
测量大气压的工具
与高度的关系:高度越高,大气压越小
与沸点的关系:大气压越大,沸点越高
大气压强的变化
大气压强的应用
教学反思
在整节课中,从问题的提出,到问题的解决,我尽量把学生放在第一位,引导学生自己分析、自己改进实验装置,层层深入,步步递进,最后得出了实验方法和结论,不仅充分发挥了学生探索学习的主动性,而且运用多媒体辅助教学,改善教学手段,突破教学难点,激发了学生探索知识奥秘的兴趣。同时采用小组合作、自主学习和实践探究的方法。教学过程中采用启发式教学法、实验法、发现法等教学方法相结合,提高课堂效率。
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