【名师备课】人教版八下物理9.3《大气压强》教学设计+同步测试

《大气压强》教学设计
江苏省丰县初级中学　刘庆贺
一、教学目标
（一）知识与技能
1．通过观察、实验，检验大气压的存在。能通过实例说出大气压在生产生活中的应用。
2．能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
3．能说出液体沸点跟气压的关系。
4．了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
（二）过程与方法
1．通过实验和生活中的例子，证明大气压强的存在。
2．了解托里拆利实验的测量原理，掌握大气压的测量方法。
（三）情感态度与价值观
1．通过实验观察和思考，培养认真细致、实事求是的科学态度。
2．通过了解大气压的应用，初步认识科学技术对人类生活的影响。
二、教学重难点
学生在前一章已学过固体压强和液体压强，对压强知识有所了解。但由于气体看不见、摸不着，气体的压强也容易被人们忽视。大气压强更为抽象，虽然我们生活在大气中，但却很难感受大气的存在，因此通过实验和生活实例让学生体验到大气压的存在是本节课的一个重点。大气压强的存在很难感受到，学生对大气压的认识不深甚至不正确，在教学中应通过实验加深或纠正学生的认识。用大气压解释生产、生活中的现象，对学生来说难度也比较大。教师在教学中可以联系学生身边的实际情况，有针对性地指导和训练，以强化学生运用知识的能力和规范表达的能力。大气压的测量是本节教学的难点，但不是重点。教学中，可以采用播放托里拆利实验视频的方式，使学生形成直观的认识。学好本节知识，有利于加深对已学的固体、液体压强知识的理解，还能加强运用所学知识解决实际问题的能力。
重点：大气压的存在、用大气压解释生产、生活中的现象。
难点：大气压的测量。
三、教学策略
本课的基本教学思想是──通过大量的实验和 ( http: / / www.21cnjy.com )生活实例使学生感受大气压确实存在；知道大气压以及大气压对生活的影响。通过本节课培养学生观察现象和分析问题的能力，认识实验在科学探究中的重要性。其基本教学思路是──由学生设计实验证明大气压的存在，调动学生的积极性，培养学生的动手能力，激发学生的求知欲，而后展开教学。在教学中，通过对实验的观察及幻灯片的展示，由浅入深，层层递进，增强学生对大气压知识的了解。
四、教学资源准备
多媒体课件、一只空杯、吸盘两个、饮料瓶、水、大小试管等。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课（5分钟） 老师演示：取一个饮料瓶，向里面倒一些热水，稍后把热水全部倒出去，迅速把瓶盖拧紧。让学生观察瓶子会发生什么变化？进一步让学生思考：是谁把饮料瓶压瘪的呢？演示：取两只试管，一只较细，一只稍粗，较细 ( http: / / www.21cnjy.com )的试管刚好能够放进稍粗的试管里，并能在里面自由移动。如图1，在稍粗的大试管内装满水，把较细小试管慢慢插入大试管中。手扶小试管，将大试管倒置，放开手。你将看到什么现象？图1指出上述发生的不可思议的现象，都与大气压强有关。 观察并回答，瓶子变瘪了，同时会听到“喀拉喀 ( http: / / www.21cnjy.com )拉”的声音。 把瓶子压瘪的只能是空气。 观察并回答，大试管里的水会从两试管间的缝隙流出，同时看到小试管不仅没有掉下来，反而在大试管中上升。 原理揭秘：装置倒置后，大试管中的水由于重力的作用，会流下来，小试管上方的空间的压强减小，小于外界大气压，小试管就在大气压的作用下，被压着向上运动。所以会看到小试管在大试管中上升。 抓住学生好奇的心理特点，用直观的教学方法，让学生对生活中与大气压有关的现象产生浓厚的兴趣。
新课教学（30分钟） 一、大气压强的存在老师：请大家回忆一 ( http: / / www.21cnjy.com )下液体压强是怎样产生的？思考：地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。大气是否受重力？大气是否具有流动性？大气对浸入其中的物体是否也有压强？指出大气对浸入其中的物体具有压强，这个压强就叫大气压强，简称大气压。与液体压强一样，大气内部向各个方向都有压强。指导学生做好以下小实验：1．“被吸住”的乒乓球：将 ( http: / / www.21cnjy.com )矿泉水瓶装满水后把一个乒乓球放在瓶口，用手按住乒乓球，瓶子倒过来后，松开按乒乓球的手，你看到的现象是什么？想一想为什么？2．“覆杯实验”：将玻璃杯装满水，用硬纸片盖紧倒过来或朝向各个方向，你又看到了什么？3．“吸盘模拟马德堡半球”实验：用两个吸盘相对用力挤压，再往外侧拉，你的感受怎样？这是什么原因？多媒体课件展──马德堡半球实验。让学生感受大气压之大，简单分析其中的道理：向外抽气的目的是使球内部气体压强减小，球外面的大气压把两个半球紧紧压在一起，很难分开。让球内部进气，不费吹灰之力就可以把半球分开。这有力证明了大气压的存在。 学生回答：液体受重力作用且有流动性，因而对浸入其中的物体有压强。大气与液体一样，也受重力作用且有流动性，因而对浸入其中的物体有压强。 学生做实验，描述实验现象，并回答问题。 运用类比进行思考，学生易于接受新知识。 有意识地设计实验，让学生亲自参与，进一步拉近物理与学生的距离。
二、大气压强的测量演示：用玻璃杯装满水倒插入水槽中，再慢慢往上提（杯口不离开水面，下同），观察杯中水是否充满？接着换用量筒和细长玻璃管，重复上述过程。学生讨论：你观察到了什么现象？是什么原因使水能随着容器上升？如果容器足够长，水能否升高到任意高度？这就给我们提供了一个测量大气压的思 ( http: / / www.21cnjy.com )路：可以利用液体压强间接测量大气压。但是由于水的密度太小，要求玻璃管太长，所以，人们就选择了密度大的液体──水银，这就是著名的托里拆利实验。投影托里拆利实验的过程，让学生思考：开始时，水银为什么会下降？什么时候停止下降？如何计算大气压的值？引导学生讨论：托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压是否有关？如果玻璃管上端敲破一个洞，管内的水银将会向上喷出还是向下落回水银槽？学生阅读：气压计并了解其作用。了解大气压与高度的关系。演示：液体沸点与气压的关系。通过实验，让学生知道：液体液面上方的气压越大，液体的沸点就越高；气压越小，沸点越低。了解高压锅的道理。利用视频展示活塞式抽水机的工作过程和原理。 经过讨论之后，使学生认识到：水能随 ( http: / / www.21cnjy.com )着容器上升的原因是由于大气压大于管中的水压。当管内水压等于外界大气压时，管内水面就不再上升充满整个管子了。通过测量大气压能托起液柱的最大高度，可以间接地测量大气压的大小。 刚开始水银柱产生的压强大于大气压，所以水银会 ( http: / / www.21cnjy.com )下降。当水银柱产生的压强等于大气压时，水银会停止下降。所以大气压就等于760mm水银柱产生的压强。 学生讨论得出：因为，液体压强与水银柱的高度有关，而水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压无关。破洞后的玻璃管与水银槽成了连通器，管内的水银将向下落回水银槽。 托里拆利实验的巧妙之处在于 ( http: / / www.21cnjy.com )利用大气压托起液体，通过测量大气压能托起液柱的最大高度，间接地测量大气压的大小。为了降低学生认识的难度，有必要增加几个过渡性的实验。
课堂小结（5分钟） 通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？ 学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。 促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。

《大气压强》同步测试
江苏丰县初级中学　董慧玲
一、选择题
1．（2013年济宁中考题）如图1所示，晓明用塑料管可以把盒中的牛奶吸到嘴里，这是由于（ ）
图1
A．晓明对牛奶产生吸引力的作用
B．吸管本身有吸牛奶的作用
C．大气压作用在牛奶液面上的结果
D．牛奶压力的作用
答案：C
解析：用塑料管吸牛奶，实际上是吸出了塑料管里的空气，减小了管内的气压，牛奶便在外界大气压的作用下进入嘴里。
2．小明在玻璃杯内盛满水 ( http: / / www.21cnjy.com )，杯口盖上一张硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下（如图2所示）。对整个探究活动的分析正确的是（　　）
A．探究的问题：大气压强有多大
B．探究的假设：大气对各个方向都有压强
C．探究的目的：研究水的重力与大气压力的关系
D．探究的结论：大气向各个方向的压强相等
答案：B
图1

解析：大气因为受到重力并具有流动性，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以大气对浸入其中的物体具有压强，大气压强的方向是向着各个方向的。如图2中，中间的图中水和纸片都不向下掉，说明它们受到了大气压的作用，而且大气压方向向上；左面的图中水和纸片都没有向右动，说明它们受到了向左的大气压；右面的图中水和纸片受到了向右的大气压。综合起来，图2说明大气向各个方向都有压强。
3．（2013年新疆维吾尔中考题）如图3所示，艾力同学将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中，气压计的水柱和外界气压的变化分别是（ ）
图3
A．上升，降低
B．下降，升高
C．上升，升高
D．下降，降低
答案：A
解析：大气压随海拔高度的增加而减小，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以从山脚到山顶大气压会降低，又因瓶内空气的压强不变，所以在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，使管内水柱上升。
4．在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80℃的条件下提取，应采用的方法是（ ）
A．增加容器内的气压，使水的沸点低于80℃
B．降低容器内的气压，使水的沸点低于80℃
C．缩短加热沸腾的时间
D．用微火加热使其沸腾
答案：B
解析：通常情况下水的沸点为100℃ ( http: / / www.21cnjy.com )，要使水在不超过80℃的条件下沸腾，必须设法降低水的沸点，使水的沸点低于80℃。因为沸点与液面上方的气压有关，气压低，沸点低，所以降低容器内的气压，是可行的方法。
5．（2013年佛山中考题）与大气压有关的生活现象，下列解释符合物理规律的是（ ）
A．没有大气压水泵同样可以把水抽到高处
B．氦气上升的过程中大气压较小会使气球膨胀
C．高原地区大气压比沿海地区大
D．被压紧的橡皮吸盘与光滑玻璃分子间只产生引力
答案：B
解析：水泵是利用大气压强将水抽到高处的， ( http: / / www.21cnjy.com )没有大气压水泵就不能工作，故A错误；氦气球上升过程中大气压减小，球内气压大于外界大气压，所以气球会膨胀，B正确；大气压随着高度的升高而减小，所以高原地区大气压比沿海地区小，故C错误；分子之间的引力和斥力是同时存在的，故D说法错误。
6．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，其中主要原因是（　　）
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．白天气温升高，大气压强变大
D．瓶内气体压强减小
答案：D
解析：在冬天，装有半瓶热水的热水瓶的 ( http: / / www.21cnjy.com )上方空间内大部分气体是水蒸气，经过一段时间后，水蒸气液化，即瓶内的空气变少，造成了瓶内气压小于外界大气压，即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口。
7．小汉制成如图4所示的“自动给水装置 ( http: / / www.21cnjy.com )”，是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中，瓶口刚好被水浸没。其瓶中水面能高于盆内水面，主要是由于（ ）
图4
A．瓶的支持力的作用
B．瓶的重力作用
C．水的浮力作用支持力
D．大气压的作用
答案：D
解析：一个标准大气压可以支持76cm 水银柱，可以支持约10．3m高的水柱。塑料瓶中水面能高于盆内水面不会流出来，正是外界大气压的作用。
8．如图5所示，c为绑扎在a管下端的小气球，则下列办法中能使气球鼓起来的是( )
甲：从a管向外抽气；乙：从b管向外抽气；丙：从a管向内打气；丁：从b管向内打气。
图5
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
9．如图6所示，利用托里拆利实验装置测量大气压强时，以下操作中会影响测量值的是（ ）
图6
A．使用的玻璃管稍粗些
B．测量时玻璃管稍倾斜
C．把玻璃管稍向上提一些，但不离开液面
D．往玻璃管中灌水银时没灌满
答案：D
解析：大气压的值一定时，使用的 ( http: / / www.21cnjy.com )玻璃管稍粗些，只是进入玻璃管中的水银的体积多了，玻璃管中的水银的高度不会受到影响，所以不会影响测量值的；测量时玻璃管稍倾斜，只会增加玻璃管中水银的长度，但是水银的高度不会改变，所以不会影响测量值；上提玻璃管，只要管口不离开水银面，水银柱的高度不会受影响，所以不会影响测量值的；往玻璃管中灌水银时没灌满，会造成玻璃管内混进了空气，倒立时会使玻璃管的上方的空气对水银柱产生向下的压强，使水银柱的高度变小，会影响测量值。
10．在做托里拆利实验时，测得水银柱的竖直高度是76cm，真空部分长度为24cm，则下列说法中正确的是( )
A．若改用一根2m长的管子做实验，则真空部分长度为48cm
B．若用一根粗细不均匀的管子做实验，则水银柱高度不再是76cm
C．若将管子倾斜放置，那么液柱的高度将大于76cm
D．若用别的液体代替水银，那么液柱的高度将不再是76cm
答案：D
解析：在托里拆利实验中，外界的大气压始 ( http: / / www.21cnjy.com )终等于管内水银柱产生的压强。A中玻璃管长度变了，但大气压强支持的水银高度是不变的，故水银柱的高仍是76cm，那么真空柱的长度就是200cm－76cm=124cm；B中液体产生的压强只与液体的密度、深度有关，而与底面积无关，所以粗细是否均匀，不会影响到水银柱的高度；C中将管子倾斜，由于大气压托起水银柱的高度是指其竖直高度，要保证竖直高度仍是76cm，则水银柱在管中的长度变长；D中若用别的液体取代水银，由于液体的压强与密度有关，所以液柱的高度将发生变化。
二、填空题
11．（2013年菏泽中考题）如图7所示， ( http: / / www.21cnjy.com )治病输液时，药水瓶口处常插着两根塑料管A和B，其中A插管是输液管。B插管的作用是利用 使液体流入人体血管内。
答案：大气压
解析：瓶口的药水受到瓶内药水 ( http: / / www.21cnjy.com )和瓶内药水上方的气体向下的压强，同时还要受到大气向上的压强。当向上的压强大于向下的压强时，大气就从B进入药水瓶，最终使瓶口的压强等于大气压，保证A处药水匀速流入人体血管。
12．（2013年丽水中考题）小云用矿 ( http: / / www.21cnjy.com )泉水瓶做实验，如图8所示。（1）将两瓶相同的矿泉水如图8甲放置，验证的是压力的作用效果与 的关系。（2）如图8乙，他在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再马上盖上瓶盖，看到矿泉水瓶瘪了，验证的是 的存在。
答案：（1）受力面积 （2）大气压
解析：（1）两瓶相同的矿泉水产生的压力 ( http: / / www.21cnjy.com )相同，但倒置后接触面积会发生改变，所以验证的是压力的作用效果与受力面积的关系。（2）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿瓶内水蒸气液化，体积变小，瓶内气体压强变小，瓶子在外界大气压作用下慢慢向内凹陷，这有力地说明了大气压的存在。
13．小张为了研究“吸管中的饮料是被吸上 ( http: / / www.21cnjy.com )来的？还是被压上来的？”这一问题，设计了如图9所示的实验。当用力推注射器活塞时，广口瓶内的气压将_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）直玻璃管内的气压，能观察到的现象是_______ 。此实验______（选填“能”或“不能”）验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。
答案：大于 玻璃管内液体上升 能
解析：广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连， ( http: / / www.21cnjy.com )当用力推注射器活塞时，注射器与瓶内空气的体积减小，广口瓶内的气压就增大，由于瓶内的气压大于瓶外的大气压，在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中，导致玻璃管内的液体上升。
三、实验题
14．(2013湖北省宜昌市)在长约 ( http: / / www.21cnjy.com )1米，一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，如图10所示。
图10
（1）为了测得大气压的值，这时必须测量 ( http: / / www.21cnjy.com )__________。如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部，则观察到的现象是_____________________________________。
（2）某同学也利用此装置，把水银换成水， ( http: / / www.21cnjy.com )将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，管中的水柱_________下降，如果这时在管顶开一个小孔，水柱______向上喷出。（均选填 “会”或“不会”)
答案：（1）管内外水银面高度差 管内水银柱高度变高 （2）不会 不会
解析：（1）用托里拆利测量大气压的 ( http: / / www.21cnjy.com )大小时，大气压的作用是托起了一段水银柱的高度，故这段水银柱产生的压强等于大气压强，故计算大气压强时就必须测量管内外水银面高度差；如果拿到矿井的底部，高度降低，则大气压会增大，现象就是管内水银柱高度变高；（2）由于1标准大气压能支持76cm高的水银柱，而能支持的水柱的高度是10．3m，而玻璃管的长度约为1m，故管中的水柱不会下降；如果在管顶开一个小孔，则大气压迅速施加在管顶处，水柱会立即下降到与外界液面相平的位置，而不会向上喷出。
15．为测量大气压强的数值，王欣同学 ( http: / / www.21cnjy.com )进行了如下实验，将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面，挤出塑料吸盘内的空气，测出吸盘压在玻璃上的面积为S；将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上，如图11所示，用小勺轻轻向桶内加细沙，直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板，测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
（1）吸盘即将脱离玻璃板时，空气对塑料吸盘的压力大小是__________，所测大气压强的数值是_____________。
（2）该方法所测大气压强数值往往比实际 ( http: / / www.21cnjy.com )值小一些，你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可)：___________________________________。
答案：（1）G G/S；（2）吸盘的空气没有完全挤出（或吸盘的气密性不好；实验过程中有外部空气进入吸盘；吸盘脱离玻璃板前有所减小等）
解析：（1）如果不挤出塑料吸 ( http: / / www.21cnjy.com )盘内的空气，虽然吸盘的上下两个面都受到大气压强，但它们大小相等，方向相反，彼此平衡，吸盘下面是不可能挂住物体的。挤出塑料吸盘内的空气，吸盘就只受到大气给它向上的压力，其大小为F=PS（P为大气压，S为吸盘压在玻璃上的面积）。吸盘还要承受塑料挂钩、小桶和沙的总重力G，当吸盘刚好脱落玻璃板时，可以认为F=G，根据以上两个等式就可以测量出大气压的数值。（2）如果吸盘里面存有空气，它就会抵消一部分外面的大气压，使所测大气压强的数值偏小。
16．某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
(1)图12甲是按1：1的 ( http: / / www.21cnjy.com )比例拍摄的注射器上的全部刻度线，注射器的最大可读容积为_________，用刻度尺测量注射器全部刻度的总长为_____cm，可算得活塞的横截面积为_______cm2。
(2)实验时，小华把注射器的活塞推至注射器 ( http: / / www.21cnjy.com )底端，排尽筒内空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图乙所示安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示数增大到F=28．0N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值p=_______Pa。
(3)实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大 ( http: / / www.21cnjy.com )气压值_______；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得大气压值_______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
答案：（1）20mL 5 4 （2）0．7×105 （3）偏小 偏大
解析：(1)注射器的最大可读容积就是它的量程，为20mL；用刻度尺直接测量注射器左端至20刻度线间的总长度为5cm，则可计算活塞的面积为S==4cm2。
(2)大气压强=0．7×105Pa。
(3)筒内空气若没有排尽，所测拉力会变小，故得出的大气压值会偏小；若注射器内壁间的摩擦较大，所测拉力就会变大，得出的大气压值就会偏大。
17．（2013年锦州中考题）生活在青藏高原 ( http: / / www.21cnjy.com )的藏族同胞，主要采用烧、烤、炒的烹调方式做像糌粑（把干面粉炒熟）的一类食品，很少用平原地区居民常用的煮、炖一类的烹调方式。请你用所学的物理知识分析：
（1）藏族同胞很少用平原地区居民常用的煮、炖一类的烹调方式的原因？
（2）为满足青藏高原的藏族同胞需要，若制造适合在青藏高原地区使用的高压锅，应适当增大还是减小安全阀的质量？
答案：（1）大气压强随海拔的 ( http: / / www.21cnjy.com )升高而降低，青藏高原海拔高、气压低；水的沸点与气压有关，水面上方气压越小，沸点越低。用煮、炖的烹调方式不容易把食物做熟，所以很少用煮、炖一类的烹调方式。
（2）西藏地区外界大气压低，可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点。
解析：题目考查液体沸点与气压的关 ( http: / / www.21cnjy.com )系，以及大气压与高度的关系。知道液面上的气压越高，液体的沸点越高；反之，气压降低，液体的沸点降低。知道大气压强随海拔的升高而降低。