沪科版初中物理八年级8.3空气的力量 教案

8.3空气的力量教案
【教学目标】
1.理解大气压强产生的原因和方向，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
【教学重难点】
1．选择生动、趣味性强、直观的实验，不但有力地说明大气压的存在，降低教学难度，同时还激发学生的学习物理的兴趣。
2．观察托里拆利实验，说明原理和变化。
3．大气压的变化的理解和应用
【教学方法】
本节采用科学探究、实验启发式教学
学生采用实验、分析、讨论学习
【实验器材】
多媒体教室，吸盘、玻璃片、广口瓶、纸片、胶头滴管、饮料瓶、钉子、针管、抽气机、真空罩、气球、火罐、鸡蛋、盘子等。
【教学过程】
一、新课导入：
展示少林气功，设置疑问是什么原因导致这种震撼人心的场面，引入空气的“力量”的学习
二、授课过程：
1.大气压强
（1）大气压强的定义
利用空气把真空罩中的气球压瘪的实验引出和液体一样，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。
（2）大气压强的方向
利用真空罩中的气球各个方向同时被压瘪，得出大气压强的方向是向各个方向的。
（3）那么大气压强产生的原因是什么？
解释大气压强产生的原因：我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球，地球周围被厚厚的气体包围着。地球周围被厚厚的气体包围着，这厚厚的气体人们通常称之为大气层。
　　大气层的厚度大约有几百千米，主要由氮气、氧气等多种气体组成。其中，大部分气体分布在距离地球表面几十千米厚度的范围内。
　　交流与讨论：空气有质量吗？
　　我们在上一章里已经知道空气的密度1.29 kg/m3 ，可见空气是有质量的，空气体积很大时，其质量也是相当大的。同学们试计算充满我们这间教室的空气的质量有多大。
计算：∵ρ =m/v 、 v=6 m ×4 m ×3 m=72 m3
∴ m = ρ v = 1.29 kg/m3 × 72 m3 = 92.88 kg
我们周围的大气既有质量，同时又要受到地球引力的作用，而且具有流动性，这几个原因就产生了大气压强。
（4）证明大气压存在的实验
A.教师利用铁皮罐塌陷的实验分析原理，证实大气压确实存在，并引导学生得出证实大气压存在的方法。（p内< p0）
B.学生根据前面得出的方法利用身边的器材小组合作、自己设计实验证明大气压的存在。
C.选学生代表向大家展示本小组设计的实验成果。
D.让学生模拟并介绍马德堡半球实验：
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。
它证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。
2.测量大气压
（1）托里拆利实验
根据奥托·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？
先用连通器原理分析玻璃管内外液面相平的原因，然后假设上端封口后再抽出内部气体，让学生思考内外液面还会相平吗？再通过实验验证学生的猜想。最后引导学生推理如果上部的气体被抽完（即上部为真空时），则液体产生压强等于大气压强，引出托里拆利实验。
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（课件演示）
a.用水银将一端开口的玻璃管灌满，你知道这样做的目的是为什么吗？
b.用水银将一端开口的玻璃管灌满，然后用手睹住，倒放入水银槽中，会发现管中的水银下降，但下降到一定的高度就不再下降了。通过测量知道管中水银柱的高度为76 cm。
c.当往水银槽中倒水银使水银槽中的水银面上升，可以看到玻璃管中的水银面也跟着上升，并且玻璃管内外水银面之差还是76 cm。
d.当用手将玻璃管向上提时玻璃管上移，水银柱却还是保持76 cm。
e.当换用大的玻璃管做同一个实验时，我们还可以观察到大玻璃管内外水银面之差还是76 cm。
③注意：
托里拆里实验中，管内上方一定要是真空，水银的高度随外界大气压变化而变化；和管的粗细、倾斜角度、管的长度以及提起还是下压无关。
（2）大气压的测量
分析：
玻璃管内汞柱上方是真空，而管外汞面上受到大气压强，正是大气压强支持着管内76厘米高的汞柱，也就是说此时大气压强跟76厘米高汞柱产生的压强相等。
p = ρgh = 13.6 × 103 kg/m3 × 10 N/kg× 0.76 m =1.013 × 105 Pa
（3）气压计
①汞气压计
②空盒气压计
③管式弹簧气压计
3.大气压强的变化：
（1）人们把76 cm汞柱所产生的压强（也就是1.013×105 Pa）的大气压叫做１标准大气压。
１标准大气压=1013 hPa， 那么它的变化是怎么样？看下面的图片
（2）大气压随着高度的增加而减小
4.大气压的应用
用大气压强解释
（1）拔火罐
（2）注射器
（3）用塑料管可以把杯中的饮料吸入嘴里
（4）呼吸原理
（4）蛋清和蛋黄的分离
三、课堂练习：
1．大气对浸在它里面的物体的压强___________，简称__________。
2．著名的____________实验有力的证明了大气压强的存在。
3．测定大气压值的著名实验是___________实验，大气压值约为__________帕。
4．做托里拆利实验时，发现读数比可能的大气压的值小了很多，其原因可能是（ ）
A.玻璃管没有放竖直，发生了倾斜
B.玻璃管太粗
C.玻璃管太细
D.把装满水银的玻璃管倒立在水银槽里时，手指没堵住，漏进了空气
5．大气压与生产、生活、科研紧密相连，下面几个选项中，分析不正确的是（ ）
A.用高压锅煮食物容易煮熟，原因是压强越大沸点越低
B.人吸气时，肺的容积增大，肺内空气压强变小，大气压将外部空气压入肺内
C.做托里拆利实验时，若有空气进入管内，则测出的大气压值比实际值小
D.用吸盘能将玻璃板提起大气压的作用
四、课堂小结（你学到了什么）：
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 帕。
4．大气压随高度的增加而减小。
五、作业布置：
1．复习课文，预习第四节 流体压强与流速的关系
2．课本第162页，作业2、3。
【板书设计】
第三节 空气的“力量”
一、大气压强
1.证明大气压强的存在；
2.大气压强的方向；
3.大气压强产生的原因。
二、大气压强的测量
1.托里拆利实验：大气压强跟760 mm高水银柱产生的压强相等。
p =ρgh = 13.6 × 103 kg/m3 × 9.8 N/kg× 0.76 m = 1.013 × 105 Pa
2.测量大气压强的工具：（1）金属盒气压计 （2）汞气压计
3.大气压强的变化：大气压强随高度的增加而变小。
三、大气压强的应用
【课后反思】
1.重视课题引入的设计：开要开得引人入胜。要想在一开始就“抓住学生”，把学生的思维和注意力引到课堂内容上来，必需重视引课的设计。因此我精心设计了讲故事，并用夹层酒壶先后倒出两种液体的实验来引课，效果很好。
2.加强实验：大气压知识比较抽象，因此教学中要注意联系实际，加强实验，通过日常生活中的例子和随手可得的小实验使学生获得更多的感性认识，激发兴趣，培养学生的抽象思维能力和综合运用知识解决问题的能力。本节课我特别注意实验的设计。如矿泉水瓶是学生再熟悉不过的东西，用熟悉的物品作实验学生会感到亲切，不抽象，
3.设置有效的课堂问题：学生的思维能否被调动起来，关键在于他们是否对课堂感兴趣。
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