9.4 大气压强 教学设计-2025-2026学年教科版物理八年级下学期

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，通过矿泉水瓶小孔实验（拧紧瓶盖水不流、松开流出）导入，结合固体和液体压强知识，类比引出大气压强，搭建前后知识衔接的学习支架。 以实验为核心，学生分组体验吸盘拉力、吸管喝饮料等，教师演示覆杯实验并结合马德堡半球、托里拆利实验视频，突出液片受力平衡模型建构与科学探究过程，培养科学思维与探究能力，助力学生理解抽象概念，为教师提供清晰教学逻辑与实操方案。

《大气压强》教学设计 一、教材分析       本节是继固体压强和液体压强的学习后，是压强在气体中的延伸与完善。教材按大气压的存在→大气压的测量→大气压的变化规律→大气压的应用为逻辑进行编排。本节内容既是对压强知识的整合，也为后续流体压强、浮力学习奠定基础。大气压强看不见、摸不着，抽象性强，教学以实验为载体、以液片模型建构为核心，突出重点，突破对抽象的概念的理解。 二、学情分析       1. 知识基础：学生已经学习过重力、二力平衡、固体与液体压强的相关知识，具备受力分析和类比推理的能力。       2. 思维特征：八年级学生虽然具备一定的抽象思维能力，但仍然以具象思维为主，抽象建模能力偏弱；他们能观察实验现象，但难以自主理解 “大气压支撑液柱” 的等效思想。       3. 认知误区：学生普遍认为喝饮料、吸药水是 “吸力”；混淆托里拆利实验中水银柱长度与竖直高度。       4. 学习优势：学生对趣味实验、各类小实验、科学故事、生活现象兴趣浓厚，对物理学习保持热情。 三、核心素养目标       1.知道大气压强真实存在，并了解其产生原因；识记标准大气压数值及单位；掌握大气压与海拔高度、液体沸点与气压的变化规律，能用大气压知识解释生活现象。      2. 通过类比液体压强学习大气压强，掌握类比学习法；利用液柱压强等效替代大气压，体会转换法测量大气压的思想；能对托里拆利实验液片进行受力分析，建立物理模型。      3.经历发现问题—提出方案—遇到困难—优化改进的探究过程，复刻托里拆利的探究思路，培养探究能力。       4.通过了解马德堡半球实验及托里拆利实验的科学史，感悟科学家严谨求实、敢于探索的精神；通过解释生活实例，体会从生活中走向物理，从物理走向社会的理念，增强社会责任感。 四、教学重难点 教学重点： 1.大气压强的存在及标准大气压的数值； 2.托里拆利实验原理与液片受力平衡建模； 3.解释生活中的大气压现象。 教学难点： 1.托里拆利实验原理与液片受力平衡建模； 2.大气压与海拔、沸点与气压的规律及应用； 3.解释生活中的大气压现象。 五、教法与学法 教法： 实验探究法、类比推理法、启发式教学法、小组合作法 学法： 观察体验法、合作探究法、受力建模法、归纳总结法 六、教学过程 环节一：趣味实验，引入新课        教师演示：侧壁扎有小孔的装满水的矿泉水瓶，拧紧瓶盖，水不流出；松开瓶盖，水流喷出。        教师提问：为什么松开瓶盖，水喷出？为什么拧紧瓶盖，水不流出？是什么力量堵住了小孔？        引导学生回忆液体压强的产生原因，提出问题：空气同样受重力，也具有流动性，是否也会对浸入其中的物体有压强？        设计意图：通过趣味实验引发学生的思考，通过类比的学习方法猜想大气也有压强，快速进入课堂情境。 环节二：探究一 大气压强的存在   1. 学生分组实验 （1）用力将吸盘压在桌面，尝试拉开，感受大气压力； （2）对比用有孔瓶盖和无孔瓶盖吸管喝饮料，体会差异； （3）拉动注射器活塞，堵住管口感受阻力变化。       总结：大气对浸入其中的物体有压强。        2. 教师演示：覆杯实验       装满水盖硬纸片，倒置松手，纸片不掉、水不流出；再将杯口朝向前后左右各个方向，纸片仍不掉。       总结：大气向各个方向都有压强。       3. 受力建模，理论支撑大气压的真实存在        以硬纸片为研究对象：        向下：水的压力 + 纸片重力，        向上：大气的压力       纸片静止→受力平衡，直接证明大气压的真实存在。        4. 播放马德堡半球实验，感悟科学精神 播放马德堡半球实验微视频，引导学生说出实验结论。       总结：①马德堡半球实验首次证明大气压的存在；②马德堡半球实验证明大气压数值很大。        5. 概念归纳      （1）大气压定义：大气对浸在它里面的物体产生的压强，简称大气压。      （2）大气压的产生原因：空气受重力作用且具有流动性。      （3）解释操控水流的力量：矿泉水瓶小孔被外部大气压堵住，拧紧瓶盖内部无空气压强，水无法流出。        设计意图：通过实验体验切身感受大气压的存在；通过受力分析，真实理解大气压的存在；通过观看马德堡半球实验体会科学探索精神，进一步认识大气压强的存在。 环节三：探究二 大气压强的测量        1. 任务驱动        马德堡半球实验证明大气压很大，大气压究竟有多大？我们能不能自己设计方案测量？        2. 探究进阶：复刻科学家的研究思路        教师演示：用1米长透明硬管演示覆杯实验。 提出问题：大气压能托住水柱，最高能托多高的水柱？什么时候水会流下来？ 引导学生思考，当管内水柱产生的压强刚刚超过外界大气压时，水就会流下来，引出转换法的由来，突破大气压测量的难点。       向学生抛出现实难题：通过计算得出大气压可托起约10m 高水柱，课堂无法搭建、无法实操。如何改进方案，实现在实验室测量大气压的数值？ 学生讨论得出结论：换用密度更大的水银（密度为水的 13.6 倍），实验室可完成。        3. 托里拆利实验       播放托里拆利实验视频：一端封闭长玻璃管→灌满水银→倒置竖直放入水银槽→水银柱下降后稳定。       引导学生建立液片模型，进行受力分析：         取管口薄液片为研究对象，         液片静止，受力平衡：         p大气+ρ水银gh0=ρ水银g(h+h0)         即 p大气 = ρ水银gh        所以，大气压等于760mm 水银柱产生的压强。         4. 小组合作研讨 （1）玻璃管倾斜，水银柱长度、竖直高度如何变？       （2）换粗细不同玻璃管，高度差是否改变？       （3）玻璃管上提、下压，高度差有无变化？       （4）管内混入少量空气，测量值偏大还是偏小？        归纳总结：水银柱竖直高度只与外界大气压有关；与管粗细、倾斜角度、插入深浅无关；管内混入空气后，大气压的测量值偏小。        5. 标准大气压计算与识记        引导学生依据托里拆利实验结果计算标准大气压。       p0=ρgh=13.6×10kg/m×9.8N/kg×0.76m=1.013×10Pa     识记：1 标准大气压 = 760mmHg = 1.013×10Pa 粗略计算可取 1×10Pa        设计意图：通过升级覆杯实验，引出转换法测量大气压，突破大气压测量的难点。通过复刻托里拆利实验逻辑，引导学生经历科学家 “猜想—设计—遇困—改进” 的探究历程，实现从 “记知识” 到 “会思考” 的转变。 环节四：大气压变化规律与生活应用        1. 大气压与海拔高度        演示自制气压计随高度变化现象       引导学生归纳结论：海拔越高，空气越稀薄，大气压强越小。        2. 液体沸点与大气压       演示实验：停止沸腾的水，浇冷水后重新沸腾       引导学生归纳结论：液面上方气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。       拓展：高压锅原理 —— 密闭增大气压，提高沸点，加快煮熟食物。        3. 生产生活应用      （1）吸管喝饮料、注射器吸药液       演示实验：一根硬玻璃管，一端用手指堵住浸入水中，用注射器从另一端抽气，停止抽气后，松开手指，观察现象。        引导学生分析看到的现象：抽气后，管内气体体积变大，管内空气变稀薄，气压减小，大气压将水压入吸管。纠正“吸力”错误前概念。       归纳总结：吸管喝饮料、注射器吸药液不是“吸力”，是内部气压减小，外界大气压把液体压入。       （2）活塞式抽水机：        提出问题：大气压能将饮料压入嘴中，能否利用大气压将井中的水压到地面？        引导学生认识活塞式抽水机的结构，类比注射器吸药水，理解其工作原理：利用大气压抽水，最大汲水高度约 10m。      （3）离心式水泵：        提出问题：活塞式抽水机的汲水高度难以满足生活需求时，怎样改进才能提高水泵的扬程呢？        播放离心式水泵工作动画，引导学生区分汲水扬程（受大气压限制）、压水扬程（离心作用）。        设计意图：通过形象直观的小实验，突破大气压强变化规律的难度；通过解决生活中的大气压应用实例，学以致用，体会从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。 环节五：课堂小结 + 当堂检测 + 分层作业        1. 课堂结构化小结        师生共同梳理：大气压存在→测量（托里拆利实验）→标准大气压→与海拔、沸点关系→生活应用。        2. 当堂限时检测     （1）关于托里拆利实验，下列说法正确的是（ ）       A. 玻璃管越粗，管内水银柱竖直高度越低       B. 玻璃管倾斜放置，水银柱竖直高度不变，长度变长       C. 管内进入少量空气，测量的大气压值偏大       D. 大气压一定时，水银柱高度与水银密度有关      （2）1 标准大气压 = ____mmHg =____  Pa；        高山上海拔越高，大气压越____ ，液体的沸点越____ ，所以高山上做饭常用高压锅。      （3）我们用吸管可以把饮料 “吸” 到嘴里，请用大气压强的知识规范解释这一现象。         3. 分层作业        基础作业：整理课堂笔记，完成课后习题，用大气压解释2个生活现象。        提升作业：周末自制简易气压计，观察楼层变化对液面高度的影响，撰写简短实验小报告。 七、板书设计 大气压强 一、大气压的存在    1.产生原因：空气受重力、具有流动性    2. 证据：覆杯实验、马德堡半球实验等    3. 特点：大气向各个方向有压强 二、大气压的测量 托里拆利实验管顶真空   p大气=p水银柱 标准大气压p0=760mmHg=1.013×10Pa 无关因素：管粗细、倾斜、上提下压 三、大气压规律与应用 海拔越高 → 气压越低 → 沸点越低 应用：吸管喝饮料、注射器吸药水、抽水机、高压锅 学科网（北京）股份有限公司 $