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8.3 大气压强与人类生活 教学设计
课题 8.3 大气压强与人类生活 单元 第八章《压强》 学科 物理 年级 八年级
教材内容分析 大气压强与人类生活是压强知识体系中的重要组成部分,结合液体的产生推出同有流体特性的气体也同样具有压强,通过纸片盖住装满水的杯口而水不会外流、吸盘紧贴墙壁等现象,及历史上著名的马德堡半球实验,证实大气压强的存在;进而通过注射器估测大气压、托里拆利实验得出标准大气压的值;而大气压与人类生活有着紧密的联系,通过登上或上高原地区的有高原反应的例子、高压锅的特性等,引出大气压与高度的关系、液体沸点与大气压的关系
2022新课标要求 2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
学习 目标与核心素养 1、知道大气压的存在,知道标准大气压的值,大气压与高度的关系,液体沸点与大气压的关系(物理观念) 2、用注射器估测大气压实验中运用转换法测量大气压的值;在托里拆利实验中通过假想讲抽象的问题模型化,分析得出大气压的值等于汞柱压强的值(科学思维、科学探究) 3、认识到大气压强与人类生活息息相关,能用大气压强的观念解释生活中的现象,让学生认识到科学技术对社会发展的重要性,增强学生对社会的责任感。(科学态度与责任)
学情分析 在认识了压强、液体压强等知识后,本节引出大气压强这一概念,大气压强虽与人类生活有着紧密的联系,但是对于学生来说却较为抽象模糊,从而缺乏直观的认识,将需要用大气压解释的现象错误用其他知识解释,教师需结合现实中存在的例子或现象,及历史上著名的马德堡半球实验、托里拆利实验等,向学生正确说明大气压的存在、大气压的值、大气压与人类生活的联系等
重点 1、知道大气压的存在;2、大气压的值的测量;3、大气压与人类生活的联系
难点 1、托里拆利实验的原理及推导;2、用大气压解释生活中的现象
材料准备 多媒体课件:ppt 实验器材:杯子、纸片、水、吸盘、注射器、砝码、细线等
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情景导入:地球是我们的家园,它被厚达80~100km的大气层包围着,和液体一样,大气也受到重力的作用,并具有流动性,那么大气是否也会产生压强呢? 一个坚硬的大油罐,坚硬的石块都不能将其砸破,但是将其抽成真空后,居然被挤瘪了,是大气压的作用吗?大气压了威力究竟有多大? 引入课题
讲授新课 知识点一 怎样知道大气有压强 阅读活动1的内容,教师在课堂上带领学生进行简单的小实验,将纸片盖在装满水的杯子,倒扣后杯中的水为什么不流?吸盘为什么能紧紧贴在墙壁上? 观看视频,了解生活中更多的大气压强 引出大气压的概念:由大气产生的压强叫做大气压强,简称大气压 产生原因:空气受到重力的作用、空气具有流动性 阅读马德堡半球实验,该实验室证明了大气压强的存在,且大气压强非常大 知识点二 怎样测量大气压 阅读活动2内容,利用注射器估测大气压 分析实验中的注意事项及需要测量的物理量,推导估测大气压的公式p= 而大气压的大小是多少呢?历史上首先用实验的方法测出大气压的值的是物理学家托里拆利 观看托里拆利实验视频,分析实验中的实验步骤及注意事项 通过实验,计算出760mm汞柱产生的压强,由于汞液面上方受到的大气压与汞液体产生的压强平衡,因此大气压表明大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等 通过计算,得出大气压强的值约为1.013×105pa 引出标准大气的概念,它的值约为1.013×105pa 而为什么不用水做实验呢? 通过计算推导可知,如果用水做实验,那么水柱会高达10.3m 除了实验测算大气压,如今我们已经可以利用器材测量大气压,常见的仪器有无液气压计、水银气压计等 知识点三 大气压与人类生活 既然大气压的值那么大,为何我们感受不到,而通过科学研究,人的一个手掌大约会收到1000N的压力,而人类为何安然无恙地生活在地球上? 这是因为人体内部的压强与外界的大气压平衡 通过研究表明,大气压随着高度的变化而变化,高度越高,空气越稀薄,大气压也越小 因此人们到高原地区会出现高原反应 而液体的沸点也和大气压的大小有关,大气压越高,液体的沸点越高 阅读活动3内容,观看实验视频 利用这一特性人们制造了高压锅,由于锅内气压高,水的沸点也更高,因此更容易煮熟食物 在高原地区由于气压低,水的沸点也低,所以食物即使沸腾了也可能不熟,因此人们在高原烹饪时常使用高压锅 人们根据大气压的特性研发了许多对人类生活有利的装置或设备,如航天服、离心式抽水泵、高压氧舱等 阅读材料,跟着教师一起进行活动实验,同时说出更多生活中与大气相关的例子 阅读活动内容,与教师进行实验,并推导公式 观看视频,分析讨论实验内容,与教师一起计算推导大气压的值 思考,并通过计算分析 讨论分析 根据现实中的例子分析大气压与高度关系的例子 观看视频实验内容,结合实际情况讨论日常生活中的现象 知道大气存在压强,知道大气压产生的原因 知道怎么估测大气压,认识托里拆利实验,知道标准大气压的值 知道大气压与高度的关系,液体沸点与大气压的关系,日常生活中与大气压相关的例子
课堂练习 1.如图中的事例发生,不是由大气压引起的是( C ) A.瓶吞鸡蛋B.纸托水杯 C.橡皮膜凸出D.吸盘 2.如图所示为托里拆利实施的装置图,下列表述正确的是( B ) A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变小 B.向槽中继续注入少量水银,管面高度差将不变 C.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大 D.换根粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将变小 3.小明用带橡皮塞的玻璃瓶、玻璃管制作了一个如图所示的“水气压计”,他把这个气压计从教学楼的一楼拿到五楼的过程中,玻璃管中的水面将( B ) A.不变B.升高 C.下降D.先升高后下降 4.由于大气压会随天气的变化而变化,如图是某校STEM兴趣小组的同学根据这一知识设计制作的“天气预报瓶”,其中A为与大气相通的玻璃管,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。则下列说法正确的是( B ) A.A管越粗,越容易看出天气的气压变化 B.A管液面上升时,显示大气压减小 C.A管和B球液面相平时,瓶内气压大于外界大气压 D.在相同天气状况下,在山脚和山顶,A液面位置相同 5.绫君同学为家中的盆景设计了一个自动供水装置。如图所示,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度。关于塑料瓶和瓶子中水上方的气体压强,以下说法正确的是( B ) A.这是利用了连通器的原理 B.瓶内气压小于大气压强 C.瓶内水上方是真空 D.瓶内气压大于大气压强 6.荒荒从甘肃兰州乘坐飞机沿着北纬36°到国内某地旅游。飞机刚降落时,儿荒发现包装很好的食品袋膨胀了许多。根据图中,他最可能去的地方是( A ) A.青海省 B.陕西省 C.山西省 D.山东省 7.如图为托里拆利实验,可知当地的大气压相当于 755 mmHg柱产生的压强;若竖直提升玻璃管,管口未离开水银面,则水银面上方的水银柱高度 不变 (选填“升高”、“降低”或“不变”);标准大气压相当于760mmHg柱产生的压强,在如图大气压下,水的沸点 小于 100℃(选填“大于”、“小于”或“等于”)。 8.火罐养生历史悠久。如图所示,古书《席上腐谈》记载,在空瓶里烧纸,迅速罩在人腹上,待瓶内氧气耗掉,瓶内气压 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)瓶外气压,瓶就压紧在身体上。西藏高原用紫铜制作火罐,因为高原地势高,气压 低 (选填“高”或“低”),铜罐吸附力强,方便耐用,绿色环保。 9.如图所示,在转运传染病人的过程中,“负压救护车”发挥了重要作用。查阅资料得知:“负压救护车”救护舱内外气压差保持在10Pa~38Pa之间,防止空气外流;为防止交叉感染,舱内每小时换气20次,通过排风净化装置将舱内气体无害化排出,增大排风装置排风景,能降低救护舱内气压。 (1)“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。 (2)“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,请分析原因: 大气压随着高度的增加而减小 。 (3)下列物体内部空间处于“负压”状态的是 B 。 A.正在烧煮的高压锅 B.开始吸饮料时的吸管 C.充满气的轮胎 10.大气压会随高度的增加而 减小 (选填“增大”或“减小”)。图甲是某同学自制的一个简易气压计,在温度相同的情况下,大气压越大,甲中玻璃管内的液柱高度就越 低 (选填“高”或“低”);如图乙是该同学自制的一个简易温度计,在大气压相同的情况下,温度升高,乙中玻璃管内的液柱 升高 (选填“升高”或“降低”)。 11.如图所示,将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面高度差约750mm。 (1)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空气,因此,是 大气压 支持这段水银柱不会落下的,大气压的数值就等于750mm水银柱所产生的压强,此时外界压强 < (填“>”“<”或“=”)标准大气压;实验时管中若混入少量空气,大气压的测量结果会 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)实验中选用水银而不是选用水来做实验,是利用水银的 密度 较大的特性;在实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度将 不变 ,对实验结果 没有 (填“有”或“没有”)影响。 (3)若在做实验过程中,不小心将玻璃管顶端打破了,则水银柱将 B 。 A.往上喷出水银 B.降低到与管外的水银面相平 C.保持原来高度不变 D.在原来的高度上下往返运动 12.(1)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是 二力平衡 和p= 。 步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。 步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 刚被拉动 时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。 步骤三:用刻度尺测出注射器 有刻度部分 长度为4.00cm。 步骤四:算出大气压强值为 1.04×105 Pa。 同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进: (2)①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 排空注射器内的空气 。 ②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的 摩擦力 (摩擦力/大气压力)为0.3N。 小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。 完成练习
课堂小结 引导学生回顾本节课所学的主要内容:大气压强的存在、大气压强的测量方法、标准大气压的值、大气压强与高度的关系、液体沸点与气压的关系。强调重点和难点知识,帮助学生构建知识体系 与教师共同归纳小结 复习知识点,巩固知识
板书 大气压强的存在 实验证明:覆杯实验、吸盘紧贴墙壁、马德堡半球实验 大气压的概念:由大气产生的压强叫大气压强 产生原因:大气有重力且有流动性 大气压强的测量 压强计利用注射器估测大气压:p= 托里拆利实验 标准大气压的值:760mm高的汞柱产生的压强,约为1.013×105 Pa 大气压与人类的生活 大气压与高度的关系:大气压随高度的增高而减小 液体沸点与大气压的关系:大气压越小,沸点越低 实例:高压锅、离心式水泵、高压氧舱等……
课外拓展 /课外阅读内容
特色资源分析和技术手段说明
教学反思
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