初中物理人教版八下9.3大气压强 教案
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文档简介
9.3大气压强
【学习目标】
1．了解大气压的存在。
2．了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小和单位，理解托里拆利实验原理、过程和结论，知道标准大气压的数值。
3．知道大气压产生的原因，知道大气压与高度和沸点的关系。
4．认识生活中利用大气压的现象，了解抽水机的工作原理。
5．通过大气压强应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
【教学重难点】
重点：确认大气压的存在，会用相关知识解释生活现象；通过利用身边的物品设计小实验，感受大气压强的存在。
难点：测量大气压的方法。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
从学生的一个非常熟悉的生活情景引入，鼓励学生发现与物理相关的问题，尝试表述这些问题，描述所发现问题不能用已学物理知识解释的冲突，激发兴趣，自然地引出新的课题，而不是强加于学生。
液体内部朝各处都有压强，是因为液体具有流动性。
我们生活在大气层的底部，那大气有没有朝各个方向的压强呢？
新课讲授：
探究点一、大气压强的存在
活动1：思考与讨论：运用你手边的材料怎么证明大气压强的存在呢？
活动2：演示实验1：图中排除吸盘内的空气，把吸盘紧压在墙面的现象真是由于大气压强引起的吗？
我们可以进一步实验。
如果把塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外压强相等，吸盘便不可能贴在光滑的墙面上。
活动3：演示实验2：纸片和管内的水不会掉下，是因为大气压将它们顶住。
如果把管的上端也跟大气相通，上、下大气压强相等，水就不可能留在管中。
活动4：演示实验3：吸饮料时管内空气
减少，大气压压着饮料沿吸管进入嘴里。
如果把杯口密封起来，使大气不能进入杯
内，我们便无法不断地吸到饮料。
活动5：思考与讨论：从以上实验中你得到了什么启发，得出了什么结论？
归纳总结：可见，和液体一样，空气内部各个方向也都存在压强。这种压强简称为大气压（atmosphere）或气压。
大气压存在的原因：大气受重力的作用；大气有流动性
活动6：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30 cm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。
探究点二、大气压的测量
活动1：观察并思考：在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把开口堵住，然后浇上冷水。在大气压作用下，铁桶被压扁了。
大气压究竟有多大？
在下图中，如果能找到大气压能托起水柱的最大高度，则水柱产生的压强等于大气压强。
水柱太高，用水银代替
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利
活动2：视频播放：托里拆利实验；引导学生讨论以下问题：
（1）为什么要在玻璃管内灌满水银？（为了排除管内的空气）
（2）玻璃管中水银柱上方的空间是否有空气？（是真空）
（3）管内水银为什么会下降？为什么没全部下降，而是停在760 mm处？（管内水银下降是因为水银柱太高，产生的压强大于外界大气压；当下降到760 mm处时，产生的压强等于外界大气压，水银柱不再下降；）
（4）计算760 mm高的水银柱产生的压强有多大？（P气=P水银=ρ水银gh≈1.013×105 Pa）
（5）管子倾斜放置，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（6）管子直径加粗，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（通过液体压强公式P水银=ρ水银gh可知：水银柱产生的压强只与水银柱竖直高度和密度有关，所以，管子倾斜一点、粗一点、弯曲一点、提高一点、，水银柱竖直高度不变。）
归纳总结：实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，因此，是大气压支持管内这段水银柱不会落下，大气压的数值就等于这段水银柱产生的压强。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，他测得的水银柱高度为760 mm，通常把这样大小的大气压叫做标准大气压p0。
大气压p=76 cmHg≈1.01×105 Pa，叫一个标准大气压。
活动3：阅读教材气压计的相关内容，了解水银气压计和无液气压计的原理。
气压计：测定大气压的仪器
在实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便，常用于气象站和实验室。用得比较多的气压计是金属盒气压计，又叫做无液气压计，它的主要部分是一个波纹状真空金属盒。气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出气压的大小。氧气瓶和灭火器上的气压计，也是一种无液气压计。
活动4：想想做做：拿着自制气压计从楼下到楼上，观察玻璃管内水柱高度的变化。
归纳总结：大气压随高度增加而减小。
大气压变化的规律：在海拔3 000 m以内，
每上升10 m，大气压大约降低100 Pa。
活动5：动画播放大气压随高度的增大而减小。
资料：珠穆朗玛峰上的大气压约是海平面的30%左右，空气稀薄、少氧，燃烧困难。2008年为实现奥运火炬在高海拔地区的点火传递，我国科研人员开展了一系列高科技攻关活动。其中火种灯、引火器和火炬的设计经受住了低温、低压和强风等恶劣条件的考验，确保了火炬登顶珠穆朗玛峰的成功。
水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。在我国的青藏高原，大部分地区水的沸点仅为84-87℃。在海拔五千多米的某边防哨所，水的沸点不足70℃，这样的温度，连面条也煮不熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭。
课堂练习：
1．将少量热水倒入一空矿泉水瓶中（瓶未变形），轻轻摇晃后将热水倒出，立即拧紧瓶盖，然后浇冷水，可以看到矿泉水瓶变瘪。产生此现象的主要原因是矿泉水瓶
A．被所浇冷水的压力压瘪
B．热胀冷缩的结果
C．瓶内热气将它吸进去了
D．在大气压的作用下，瓶被压瘪
【答案】D
【解析】因为瓶子注入热水并振荡后，瓶中气体受热膨胀跑出了一些，倒出热水的矿泉水瓶密封后，再浇上冷水，瓶内气体温度降低，气压减小，内部压强小于外界大气压强，在大气压强的作用下，矿泉水瓶被压扁了，故正确。
故选：。
2．排尽挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上。下列现象中“粘”的原因与其相同的是
A．吃冰棒时会感觉“粘”舌头
B．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
C．用硬纸片盖住裝满水的玻璃杯，倒置后，纸片“粘”在杯口上
D．在干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上
【答案】C
【解析】排尽挂钩内空气后，挂钩内压强减小，在大气压作用下挂钩“粘”在墙上。
．刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍发生凝固造成的，故不符合题意；
．两个表面磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，静放几年后它们会黏在一起，是分子在不停地做无规则的运动，彼此进入了对方造成的，故不符合题意；
．用硬纸片盖住裝满水的玻璃杯，倒置后，纸片“粘”在杯口上，是由于大气压的作用，故符合题意；
．穿着的化纤衣服“粘”毛绒，是因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故不符合题意。
故选：。
3．如图所示，是某同学自制的气压计，下列说法错误的是
A．自制气压计时需注意瓶口密闭
B．瓶内的气压大于外界的大气压
C．把自制气压计从温州带到西藏，看到玻璃管内水柱的高度将减小
D．若将瓶内装满水，该装置可以验证“力可以使固体发生微小形变”
【答案】C
【解析】．自制气压计时需注意瓶口密闭，使里外气体不通，故正确；
．因为瓶内气压等于外界大气压加上水柱产生的向下的压强，所以瓶内气压大于外界大气压，故正确；
．自制气压计内部空气压强等于外界大气压和水柱向下的压强之和，把自制气压计从温州带到西藏，外界大气压变小，在容器内部气压的作用下，水柱高度变大，故错误；
．用力挤压瓶子，瓶子可以发生形变，细玻璃管内的液面会发生变化，利用该装置可以验证：力可以使固体发生微小形变，故正确。
故选：。
4．历史上通过实验第一次测出了大气压强的大小的科学家是
A．帕斯卡 B．阿基米德 C．奥托格里克 D．托里拆利
【答案】D
【解析】．帕斯卡发现了帕斯卡定律，研究了液体压强问题，故不合题意；
．阿基米德发现了杠杆的平衡条件和阿基米德原理，故不合题意；
．奥托格里克证明了大气压的存在，故不合题意；
．历史上科学家托里拆利第一次测出了大气压值，为水银柱，故符合题意。
故选：。
5．下列现象不是利用大气压工作的是
A．用离心式水泵抽水
B．吸附在玻璃上的塑料挂衣钩
C．用吸管吸饮料
D．把打气筒中的气充进自行车车胎
【答案】D
【解析】
．离心式水泵抽水时，抽水机是先将泵内的空气排出，此时泵内气压小于外界大气压，大气压将水压出，利用了大气压，故不符合题意；
．用力挤压塑料挂衣钩的吸盘，把吸盘内的空气排出，吸盘内气压减小，外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上，在钩上可以挂衣服，利用了大气压，故不符合题意；
．用吸管吸饮料的原理是：先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里，利用了大气压强，故不符合题意；
．把打气筒中的气充进自行车车胎，靠的是人的推力，与大气压无关，故符合题意。
故选：。
课堂小结：
1．通过活动，我们知道在地球周围有大气压的存在，并且了解了大气压产生的原因。
2．从奥托·格里克设计的马德堡半球实验证明了大气压不但存在，而且是非常大。
3．根据托里拆利实验，测量出了大气压强的值为1.013×105 Pa。一标准大气压1.013×105 Pa。
4．大气压随高度上升而减小
5．液面上的气压越高，液体的沸点越高；反之，气压越低，液体的沸点越低。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
9.3大气压强
1．大气压的存在
(1)大气压的概念
(2)大气压的特点
2．大气压的测量
(1)大气压的大小：托里拆利实验的原理
(2)标准大气压：p0＝1.013×105 Pa
3．大气压与人类生活
(1)大气压与高度的关系
(2)液体沸点与气压的关系
【课后反思】
本节课通过大量的生活现象和小实验，充分证明大气压的客观存在，实验和课件丰富了学生的感性认识，说服力强。教学中针对重点设置了实验，设计实验验证大气压的存在；设计实验测量大气压的数值，本节课的设计注重在学生原有知识的基础上，设计问题引导学生分析实验的原理，拓展学生的思维，真正体会到生活中处处有物理。
【学习目标】
1．了解大气压的存在。
2．了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小和单位，理解托里拆利实验原理、过程和结论，知道标准大气压的数值。
3．知道大气压产生的原因，知道大气压与高度和沸点的关系。
4．认识生活中利用大气压的现象，了解抽水机的工作原理。
5．通过大气压强应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
【教学重难点】
重点：确认大气压的存在，会用相关知识解释生活现象；通过利用身边的物品设计小实验，感受大气压强的存在。
难点：测量大气压的方法。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
从学生的一个非常熟悉的生活情景引入，鼓励学生发现与物理相关的问题，尝试表述这些问题，描述所发现问题不能用已学物理知识解释的冲突，激发兴趣，自然地引出新的课题，而不是强加于学生。
液体内部朝各处都有压强，是因为液体具有流动性。
我们生活在大气层的底部，那大气有没有朝各个方向的压强呢？
新课讲授：
探究点一、大气压强的存在
活动1：思考与讨论：运用你手边的材料怎么证明大气压强的存在呢？
活动2：演示实验1：图中排除吸盘内的空气，把吸盘紧压在墙面的现象真是由于大气压强引起的吗？
我们可以进一步实验。
如果把塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外压强相等，吸盘便不可能贴在光滑的墙面上。
活动3：演示实验2：纸片和管内的水不会掉下，是因为大气压将它们顶住。
如果把管的上端也跟大气相通，上、下大气压强相等，水就不可能留在管中。
活动4：演示实验3：吸饮料时管内空气
减少，大气压压着饮料沿吸管进入嘴里。
如果把杯口密封起来，使大气不能进入杯
内，我们便无法不断地吸到饮料。
活动5：思考与讨论：从以上实验中你得到了什么启发，得出了什么结论？
归纳总结：可见，和液体一样，空气内部各个方向也都存在压强。这种压强简称为大气压（atmosphere）或气压。
大气压存在的原因：大气受重力的作用；大气有流动性
活动6：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30 cm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。
探究点二、大气压的测量
活动1：观察并思考：在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把开口堵住，然后浇上冷水。在大气压作用下，铁桶被压扁了。
大气压究竟有多大？
在下图中，如果能找到大气压能托起水柱的最大高度，则水柱产生的压强等于大气压强。
水柱太高，用水银代替
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利
活动2：视频播放：托里拆利实验；引导学生讨论以下问题：
（1）为什么要在玻璃管内灌满水银？（为了排除管内的空气）
（2）玻璃管中水银柱上方的空间是否有空气？（是真空）
（3）管内水银为什么会下降？为什么没全部下降，而是停在760 mm处？（管内水银下降是因为水银柱太高，产生的压强大于外界大气压；当下降到760 mm处时，产生的压强等于外界大气压，水银柱不再下降；）
（4）计算760 mm高的水银柱产生的压强有多大？（P气=P水银=ρ水银gh≈1.013×105 Pa）
（5）管子倾斜放置，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（6）管子直径加粗，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（通过液体压强公式P水银=ρ水银gh可知：水银柱产生的压强只与水银柱竖直高度和密度有关，所以，管子倾斜一点、粗一点、弯曲一点、提高一点、，水银柱竖直高度不变。）
归纳总结：实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，因此，是大气压支持管内这段水银柱不会落下，大气压的数值就等于这段水银柱产生的压强。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，他测得的水银柱高度为760 mm，通常把这样大小的大气压叫做标准大气压p0。
大气压p=76 cmHg≈1.01×105 Pa，叫一个标准大气压。
活动3：阅读教材气压计的相关内容，了解水银气压计和无液气压计的原理。
气压计：测定大气压的仪器
在实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便，常用于气象站和实验室。用得比较多的气压计是金属盒气压计，又叫做无液气压计，它的主要部分是一个波纹状真空金属盒。气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出气压的大小。氧气瓶和灭火器上的气压计，也是一种无液气压计。
活动4：想想做做：拿着自制气压计从楼下到楼上，观察玻璃管内水柱高度的变化。
归纳总结：大气压随高度增加而减小。
大气压变化的规律：在海拔3 000 m以内，
每上升10 m，大气压大约降低100 Pa。
活动5：动画播放大气压随高度的增大而减小。
资料：珠穆朗玛峰上的大气压约是海平面的30%左右，空气稀薄、少氧，燃烧困难。2008年为实现奥运火炬在高海拔地区的点火传递，我国科研人员开展了一系列高科技攻关活动。其中火种灯、引火器和火炬的设计经受住了低温、低压和强风等恶劣条件的考验，确保了火炬登顶珠穆朗玛峰的成功。
水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。在我国的青藏高原，大部分地区水的沸点仅为84-87℃。在海拔五千多米的某边防哨所，水的沸点不足70℃，这样的温度，连面条也煮不熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭。
课堂练习：
1．将少量热水倒入一空矿泉水瓶中（瓶未变形），轻轻摇晃后将热水倒出，立即拧紧瓶盖，然后浇冷水，可以看到矿泉水瓶变瘪。产生此现象的主要原因是矿泉水瓶
A．被所浇冷水的压力压瘪
B．热胀冷缩的结果
C．瓶内热气将它吸进去了
D．在大气压的作用下，瓶被压瘪
【答案】D
【解析】因为瓶子注入热水并振荡后，瓶中气体受热膨胀跑出了一些，倒出热水的矿泉水瓶密封后，再浇上冷水，瓶内气体温度降低，气压减小，内部压强小于外界大气压强，在大气压强的作用下，矿泉水瓶被压扁了，故正确。
故选：。
2．排尽挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上。下列现象中“粘”的原因与其相同的是
A．吃冰棒时会感觉“粘”舌头
B．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
C．用硬纸片盖住裝满水的玻璃杯，倒置后，纸片“粘”在杯口上
D．在干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上
【答案】C
【解析】排尽挂钩内空气后，挂钩内压强减小，在大气压作用下挂钩“粘”在墙上。
．刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍发生凝固造成的，故不符合题意；
．两个表面磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，静放几年后它们会黏在一起，是分子在不停地做无规则的运动，彼此进入了对方造成的，故不符合题意；
．用硬纸片盖住裝满水的玻璃杯，倒置后，纸片“粘”在杯口上，是由于大气压的作用，故符合题意；
．穿着的化纤衣服“粘”毛绒，是因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故不符合题意。
故选：。
3．如图所示，是某同学自制的气压计，下列说法错误的是
A．自制气压计时需注意瓶口密闭
B．瓶内的气压大于外界的大气压
C．把自制气压计从温州带到西藏，看到玻璃管内水柱的高度将减小
D．若将瓶内装满水，该装置可以验证“力可以使固体发生微小形变”
【答案】C
【解析】．自制气压计时需注意瓶口密闭，使里外气体不通，故正确；
．因为瓶内气压等于外界大气压加上水柱产生的向下的压强，所以瓶内气压大于外界大气压，故正确；
．自制气压计内部空气压强等于外界大气压和水柱向下的压强之和，把自制气压计从温州带到西藏，外界大气压变小，在容器内部气压的作用下，水柱高度变大，故错误；
．用力挤压瓶子，瓶子可以发生形变，细玻璃管内的液面会发生变化，利用该装置可以验证：力可以使固体发生微小形变，故正确。
故选：。
4．历史上通过实验第一次测出了大气压强的大小的科学家是
A．帕斯卡 B．阿基米德 C．奥托格里克 D．托里拆利
【答案】D
【解析】．帕斯卡发现了帕斯卡定律，研究了液体压强问题，故不合题意；
．阿基米德发现了杠杆的平衡条件和阿基米德原理，故不合题意；
．奥托格里克证明了大气压的存在，故不合题意；
．历史上科学家托里拆利第一次测出了大气压值，为水银柱，故符合题意。
故选：。
5．下列现象不是利用大气压工作的是
A．用离心式水泵抽水
B．吸附在玻璃上的塑料挂衣钩
C．用吸管吸饮料
D．把打气筒中的气充进自行车车胎
【答案】D
【解析】
．离心式水泵抽水时，抽水机是先将泵内的空气排出，此时泵内气压小于外界大气压，大气压将水压出，利用了大气压，故不符合题意；
．用力挤压塑料挂衣钩的吸盘，把吸盘内的空气排出，吸盘内气压减小，外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上，在钩上可以挂衣服，利用了大气压，故不符合题意；
．用吸管吸饮料的原理是：先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里，利用了大气压强，故不符合题意；
．把打气筒中的气充进自行车车胎，靠的是人的推力，与大气压无关，故符合题意。
故选：。
课堂小结：
1．通过活动，我们知道在地球周围有大气压的存在，并且了解了大气压产生的原因。
2．从奥托·格里克设计的马德堡半球实验证明了大气压不但存在，而且是非常大。
3．根据托里拆利实验，测量出了大气压强的值为1.013×105 Pa。一标准大气压1.013×105 Pa。
4．大气压随高度上升而减小
5．液面上的气压越高，液体的沸点越高；反之，气压越低，液体的沸点越低。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
9.3大气压强
1．大气压的存在
(1)大气压的概念
(2)大气压的特点
2．大气压的测量
(1)大气压的大小：托里拆利实验的原理
(2)标准大气压：p0＝1.013×105 Pa
3．大气压与人类生活
(1)大气压与高度的关系
(2)液体沸点与气压的关系
【课后反思】
本节课通过大量的生活现象和小实验，充分证明大气压的客观存在，实验和课件丰富了学生的感性认识，说服力强。教学中针对重点设置了实验，设计实验验证大气压的存在；设计实验测量大气压的数值，本节课的设计注重在学生原有知识的基础上，设计问题引导学生分析实验的原理，拓展学生的思维，真正体会到生活中处处有物理。