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《大气压强》教学设计

一、教材分析

本节课为1课时，40分钟。

《大气压强》是人教版八年级物理课本第九章《压强》的第三节《大气压强》。学生将在已有固体压强和液体压强的知识基础上，自主探究气体压强的相关知识。

本节内容中关于大气压强的存在、与大气压有关的现象、及大气压在生活中的应用，经探究学生易于接受和理解。但托里拆利实验对大多数学生来说是难点。

二、教学目标分析

1、知识与技能：

（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。

（2）知道托里拆利实验的方法和结果，记住大气压强的值。

（3）能用大气压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣。

2、过程与方法：

（1）通过设计日常生活中简单的有关大气压存在实验，感知大气压强是客观存在的。

（2）通过自主实验、合作探究大气压强实验，知道大气压强的方

向，并从中体会到大气压强的威力，

（3）通过对托里拆利实验的研究，培养学生归纳、推理能力。

3、情感态度与价值观：

（1）通过学生的亲身体验实验过程，使学生的思维从感性上升到

理性，并提高学生不断认识客观自然世界的能力。

（2）培养学生的探索精神，逐步养成学生观察生活，并利用所学

的知识解释生活问题的能力。

（3）由大气压随高度变化引伸到我国幅原辽阔，高山很多，对学生进行自然美的教育；通过大气压的变化，体会自然界任何事物都在变化着的规律。

三、学情分析

初中生的认识感性多于理性，学习的动力和热情大多来自他们的兴趣；而物理教学又以实验为基础，实验几乎始终伴随着整个教学过程，所以，实际教学中，在注重知识逻辑的同时，应重视学生的个人经验和心理特点，把学生对生活中物理现象的认识与掌握物理知识结合起来，加强学生的直接经验和亲身体验。

四、教学策略选择与设计

本节内容可分为三大版块：大气压强的存在、大气压强的测量、大气压强的应用。教学过程中将分别以“马德堡半球实验”  “托里拆利实验”两实验为重点，“活塞式抽水机和离心式水泵”将以学生自主探究为主。其中托里拆利实验所用水银为有毒物质，故采用视频播放和动画结合的形式。教学过程中，始终充分利用网络资源，联系生活实际，将课本知识拓展开来，让学生从网络资源中获取更多相关知识。

教学重点：理解大气压强的现象

教学难点：大气压强的知识的应用

教学方法：实验探究，分析对比，指导应用

 教学环境：多媒体

教学过程：

一、趣味实验引题：

我们在以前学过了固体压强、液体压强，有人可能要问：气体有没有压强呢？让我们先观察两个实验：

1．在一只装满水的大试管中插入一支小试管，将两支试管迅速倒置后松开手，观察发生的实验现象。（小试管上升）

这是怎么回事？好像是有一种力将小试管向上推，使小试管上升。

2．将细玻璃管装满水，用手堵住玻璃管一端，倒置，观察发生的现象。（玻璃管中的水不掉下来），松开手，水就掉了下来。

这又是怎么回事呢？好像是有什么把玻璃管口给堵住了，使水不掉下来，

上述实验到底是什么起的作用呢？好像具有魔力一样，这就是大气压强（板书）。

二、新课学习：

1.大气有压强

我们的地球被几百千米厚的大气层包围。其中，大部分气体分布在距离地球表面几十千米的范围内，我们生活在大气“海洋”的底层。那么，什么是大气压强呢？想想看

大气对浸在它里面的物体也有压强，叫做大气压强，简称大气压或气压。

想想大气为什么会有压强呢？

大气受重力作用, 重力把大气束缚在地球周围，使得大气层内各处的空气相互挤压，从而产生了大气压强。使得浸在大气中的物体都受到大气压强，

（1）马德堡半球实验

下面就让我们感受一下大气压强的威力：我这里有一个球，原先是两个半球，现在合成一个，其中一个半球上有一个阀门，我先将中间的空气抽掉，找两名同学来拉，结果拉不开，现在将空气再放进去，我用手一拉就将它们分开了。这个实验在1654年前就有人做过了，当时，在德国马德堡市的一个广场上，市长格里克用马来分开，在两边各放一匹马、两匹马……直到用了八匹马才将它们分开，这就是著名的马德堡半球实验，有力地证明了大气压强的存在。

这个实验当时是很难的，因为要把中间的空气抽出，现在我们来做实验证明大气压强是不难的。

（2）实验证明大气压强的存在     

请同学们根据自己的经验设计实验来证明大气压强的存在：（屏幕出示实验用品）

小吸盘、饮料瓶、注射器、抽气筒、玻璃片、水           

学生设计并进行实验。

找同学上台演示实验。

教师点评

上面的实验都证明了大气压强的存在，同学们想想，他们的实验有什么共同特点呢？

学生总结共同点

教师总结：以上实验都制造了一个低压区。

解释趣味实验的内容

2.大气压强的大小

（1）实验探究

同学们想不想亲自来做实验啊？“想”

我给同学们准备了一些器材，请同学们自选仪器来证明大气压强的存在。

水槽（内盛有水）、广口瓶、纸片、

小烧杯、玻璃片

请同学们设计实验证明大气压强的存在。

教师巡回指导、适时点拨

1．将试管灌满水，用纸片盖住，倒过来，纸片不下落，转动试管，纸片仍不下落，是大气压强把纸片托住了，证明大气压强是四面八方的。

2．用力吸小试管中的空气，松开手，试管不掉下来。

3．将试管直接按在水槽中，水没进去，证明试管内有一个大气压，将试管装满水，倒放在水槽中，发现试管内的水面不下降，向上提试管，在不离开水面的情况下，试管中的水不会落下来，一旦离开了水面，试管中的水就会掉下来。

教师：只要是管口不离开水面，就不会掉下来，是大气压把试管中的水给压住了。

描述大气压托也行，压也行。

下面我们来分析一下：（见屏幕）

说明：第一幅图，纸片托住了一试管水，第二幅图说明各个方向都有压强，第三幅图试管中的水掉不下来，是谁不使它掉下来呢？大气压强作用在哪里呀？液面

 刚才我们用大量的实验有力地证明了大气压强的存在，知道了大气在各个方向都有压强，而且还知道它是很大的。

(3)讨论如何测量大气压强的大小

现在让我们一起来研究一下，它到底有多大。让我们一起来测定大气压强的数值（板书大气压强的测定）

我们在前面学过了压强的公式，都有哪些呢？p=F/S，P=ρgh，我们没讲过大气压强的测量工具，怎么样测呀?我们可以用间接测量的方法，公式就是测量的依据，就是测一定的物理量，再计算。请同学们想办法进行测量，想想看，可不可以呀！

同学发言：不可以测，因为第一个公式，大气重力无法测量，第二个公式大气密度不均匀，高度也难测量。

教师总结，这位同学说第一个公式，大气重力无法测量，也就是F难解决，第二个公式大气密度不均匀，大气密度难解决。

那就无法解决了吗？

同学1.可以用弹簧测力计测出吸盘刚离开玻璃面的拉力，在测出面积，用第一个公式计算。

讨论：这个同学的方法可行吗？

讨论？不可行，因为吸盘压在玻璃片上难以形成真空。

第一个公式不好解决，我们想想能不能用第二个公式来解决呢？能不能用第三幅图的方法用大气压强托住水柱高度来间接求出大气压的值呢？

想想看，可不可以。

可以，要换成较长的玻璃管

如果我们把玻璃管的高度固定，改变液体的密度，使液体的密度变大，就可以根据第二个公式间接测出大气压强的值。早在1644年，意大利科学家托里拆利，第一个用实验的方法精确地测出了大气压强的值。我们一起来看看托里拆利实验

(4)托里拆利实验

分析：我们先看到管内水银下降，继而又静止不动了，请问，水银为什么下降？

（学生回答）大气有压强，水银也有压强，水银的压强大于大气压强，所以下降。

那么水银液面降到一定高度就不再继续下降？

（学生回答）此时大气压强等于水银柱的压强。

水银达到什么高度就不再下降？

760mm

玻璃管水银面上方是真空，而管外水银面上受到大气压强，正是大气压强支持着玻璃管内760mm高的水银柱，也就是说，大气压强跟760mm高水银柱产生的压强相等。

想想大气压强的单位是什么呢？

帕斯卡   

760mm高水银柱相当于多少帕斯卡呢？水银的密度是13.6×10³ kg/m³

学生计算得出大气压强的数值：1.01×10⁵帕斯卡。

这个压强大不大呢？没感觉

计算一下，一个中学生的体重大约是500N，1.01×10⁵Pa表示什么意义呢？ 1m²面积上所受的压力是1.01×10⁵N

那么，1.01×10⁵N相当于多少中学生的体重？202个，什么意思？ 假如有一个桌面是一个长1 m宽1 m，也就是面积1 m²这样一个桌面上象叠罗汉似的叠多少呢？202个，大不大呀，“大”，大气压强这么大的压力为什么没给桌子压塌呢?

大气压强的方向是四面八方的，桌子下方也有大气压强，桌上与桌下的大气压强相等，平衡了，所以桌子没被压塌。

人的表面受到大气压强也是很大的，为什么没给人压瘪呢？因为人体内也有压强，平衡了。

教师：在不同的地区大气压是不同的，我们把1.01×10⁵Pa叫做1个标准大气压，也就是跟760mm高水银柱产生的压强相等。

下面我们就托里拆里实验讨论几个问题：

1．使玻璃管由竖直位置至稍微倾斜。（不会，h是管中水银液面倒水银槽液面的垂直距离）

2．改用粗一些或细一些的玻璃管。（不会，大气压强是通过水银柱高度间接测量的，液体压强与横截面积无关）

3．玻璃管内灌水银时留有了一些气泡。（会，因为管内已经有了一定的压强，这样，会造成大气压强值偏小）

4．外界大气压强改变。（会，我们测的就是大气压强值）

5．把玻璃管深入一点或向上提起一点，管口不离开水银液面。（不会，因为高度不会改变）

6．把玻璃管换成比1m长得多或短得多的管子。(换成比1m长的管子不会影响，换成短得多的管子会影响，)                                                                                                                                                                                                                                                                                             

想想议议：1、水银有毒为什么不用水来做这个实验呢？同学们计算一下101300帕的压强能支持多高的水柱呢？10.3米（大屏幕）

（5）讨论大气压强

今天，我们了解了大气压强，学会了大气压强的测定，请你们讨论一下，在生活中到底哪些是运用大气压运用的。

钢笔吸水：挤压簧片，产生低压区

吸管吸饮料：将吸管中的空气吸掉，产生低压区

这里有一杯饮料，请你吸吸看，很难吸，知道为什么吸不上来吗？不如说是大气压强给压上来的。

平时饮料中有空气，我这里的饮料中没有空气，是灌满的，塞子也很特别，我用塞子塞紧密封

3、大气压的变化

（1）、大气压与高度的关系：我国幅原辽阔，高山很多，离地面越高的地方，大气越稀薄，那里的大气压强就越小，即大气压随高度的增加而减小，但大气随高度减小的变化是不均匀的，在海拔2000米以内，每升高12m大气压降低1mm水银柱。（约133帕）

（2）、大气压随天气的变化规律是：冬高夏低，晴高阴低。

（3我们以前学过，大气压强与沸点还有关系：压强增大，沸点升高。

4.测量大气有大小的仪器

根据托里拆利实验就可以制成水银气压计用来测量气压的大小

板书：气压计：测量大气压的仪器。

教师：常用的气压计有两种，一种是根据托里拆利实验制成的水银气压计，比较准确但携带不便，常用于气象站和实验室。一种是金属盒气压计也叫无液气压计，氧气瓶、灭火器上的气压计就是无液气压计。（实物演示）

板书：a、水银气压计，比较准确，但携带不便，常用于气象站和实验室。

b、盒式气压计（无液气压计）：氧气瓶和灭火器上的气压计

三、学生谈收获

四、教师总结：今天我们学习了两个内容。第一个是通过大量的实验，尤其是著名的马德堡半球的实验充分认识到大气压强的存在。第二个是解决了大气压强的测量。托里拆利实验说明，大气压强的值等于实验中管内水银柱产生的压强。

五、答疑解难

六、巩固练习

七、布置作业

如果没有大气压，在地球上会出现怎样的情况？

（从供给人呼吸、四季的变化、地球上物态的变化、鸟的飞行、飞机的飞行等等方面进行描述）

课后请大家注意观察生活中哪些地方或设备是利用大气压强的原理，每人举三个例

大气压是由于大气层受到重力产生的，离地面越高，大气越稀薄，大气压越小

课后拓展：

1、你知道为什么挂在吸盘上的勺子不落下来吗？用力学知识解释。

2、在做托里拆利实验时，不小心将玻璃管的顶端碰破，液面差会怎样变化？

3、通过探究，你有哪些收获呢，你能将你的感受写下来吗？

4、通过本节课的探究同学们了解了有关大气压的一些知识，同学们能应用这些知识解决生活中的哪些问题吗？

　四、总结

将大试管盛满水，将一个稍细的试管插入其中，小心地倒置过来管口朝下，将会看到什么现象？产生这一现象的原因是什么？（做一做、看一看）

答：看到水流出，小试管向上运动。当管内水流出后，管内气压减小，管外大气压将小试管压入大试管中。

盛满水的玻璃杯，用硬纸片把杯口封严，小心地将杯口朝下，将会看到什么现象？产生这一现象的原因是什么？（做一做、看一看）

答：将看到纸片不会掉下来，水不会洒出来。这是因为空气对纸片有向上的压力，并且大于瓶内水的压力。