大气压强
教案
1教学目标
一、知识与技能目标
知道大气压强的产生原理、方向特点
二、过程与方法目标
通过实验让学生感知大气压强的存在,并能够设计简单实验证明大气压强的存在,进而掌握利用大气压强解释自然和生活现象的方法
三、情感·态度·价值观目标
通过感受人类认识大气压强的过程,体会科学发展的一般规律,培养学生崇尚科学的情感态度
2学情分析
本节课选自上教版九年级物理第六章第六节《大气压强》,是继固体压强、液体压强之后的又一重要内容,并与两者一起构成了较为完整的压强知识体系,在上海市中学物理课程标准中将其列为A类知识,要求学生达到能够识别记忆和初步认识的。
由于本节内容涉及内容较多,涵盖大气压强的存在、测量和变化等多个知识,故分配三课时完成教学,本教学设计则主要针对其中的第一课时,即大气压强的存在,同时兼顾衔接大气压强的测量。
教材开篇就对大气层和大气产生压强进行了定性解释,再就学生在大气压理解上容易产生的认知冲突做了细致分析,在故事性的介绍了马德堡半球实验后将托里拆利实验的实验方法和分析原理和盘托出。设计将针对教材的框架进行必要的加工处理。
对于大气,学生是熟悉的,但对于大气产生压强,学生是陌生的。学生往往习惯用气体特点来推测大气压强,容易产生理解误区,成为思维障碍。这既是本节课需要克服的教学难点,也是抓住学生兴趣和调动学生积极性的最佳切入点。应当在教学设计中突出体现演示实验和学生活动的重要性。
3重点难点
重点:知道大气压的产生原理、方向特点,感受大气压强的存在。
难点:利用大气压强原理解释自然和生活现象。
基于对教材和学情的分析,形成设计思想如下:
一、通过充分的学生实验和活动,让学生切身体验大气压强的存在;
二、以人类认识大气压的科学史为主线,带领学生与时空对话,亲历文明进步的过程;
三、将压强问题的分析归集于力学问题,贯彻受力分析在力学学习中的重要作用,让学生感知物理知识的逻辑关系,引导学生课后自主探究测量方法,并为下节学习大气压强的测量做好铺垫。
四、借助实验与活动,直观、明确的为学生揭示一个清晰的物理世界。从而体现“教学做合一”的教育思想。
4教学过程
【导入】一、由“吸水”引发的思考
教师:让学生用吸管慢慢吸起杯中的水,思考水为何能够上升
(学生活动1:体验吸水过程)
学生:嘴吸去管中空气使液面上升
教师:早在公元前三百多年,伟大科学家亚里士多德就类似以上的现象提出了“自然界讨厌真空”的论断,即吸管之所以能吸水上来的原因是嘴吸去了管中的空气,水要立刻填满这段空间,以阻止真空的形成。于是这看似正确的观点一度被人们认为是真理。
(教师活动1:播放吸气后水面上升的动画,辅助讲解)
教师:后来的人们发现,如果管子很长,长度超过十米,即使用抽气机,水位也始终只能到达十米。这是为什么呢
教师:引导学生用吸管去吸密封玻璃瓶中的水,思考为何吸不上来
(学生活动2:体验吸水过程)
学生:因为瓶子是密封的
教师:“过高的吸管”、“密封的瓶子”都会使吸水过程无法进行。那水面上升的真正原因是什么呢 带着这些问题,开始我们今天的学习。
设计意图:让学生亲历吸水过程,感受“自然界讨厌真空”这种论断的得出,进而与实现现象形成认知冲突,使学生产生好奇心,为进一步探寻知识的渊源、揭示知识的本质做好准备。
【讲授】二、大气压强的存在
教师:空气由于受到重力的作用,附着在地球表面,形成了我们常说的大气层。对于地球而言,它很薄,就像苹果外包裹着的果皮一般。对于人类而言,它又很厚,相对厚度可达100km。固然空气密度较小,可我们周围每立方米空气的质量仍有约1kg。
(教师活动2:播放直观图片辅助讲解)
教师:如果把空气比作海洋,我们就生活在海洋的底部。大气对浸在其中的物体产生的压强就称为大气压。而大气压作用在一定面积上产生的力称之为大气压力。既然大气与液体如此的相似,那么大气压强会和液体压强拥有相似的性质吗 为什么我们并没有感觉到呢
设计意图:着力弄清大气层的概念,并引导学生运用类比的方法,充分借鉴液体压强的学习经验,降低大气压强的学习难度。
教师:这张纸的上表面受到大气压强吗 为什么没有被压弯呢 你能画出此时纸片受到大气压强的示意图吗 如果将纸张竖直放置,受到的大气压强又会怎样的呢
(学生活动2:绘制纸片的受到大气压强的示意图)
教师:液体压强的方向有怎样的特点 大气压强和它相同吗 请同学们和老师一起做一个实验,共同探究这个问题。
教师:带领学生共同完成覆杯实验,同时讲解操作的注意事项。
(教师活动3:覆杯实验)
(学生活动3:覆杯实验)
教师:是什么托起了杯中的水 你能画出此时纸片受到压强的示意图吗
(学生活动4:思考覆杯实验的实验原理,绘制纸片受到压强的示意图)
教师:通过改变杯口的朝向,引导学生思考大气压的方向,进而得到与液体压强相同的方向特征。
教师:既然大气对浸在其中的物体有各方向的压强,瓶子为何没有被“压瘪”呢 什么情况下大气才能将瓶子压瘪呢
学生:减小内部压强得以让大气压强发挥作用。
(教师活动3:演示易拉罐实验以及真空袋实验)
教师:其实早在17世纪中期,大气压还不被人们广泛了解的时代,德国马德堡市市长奥托·格里克就公开演示了这个实验,这就是著名的马德堡半球实验。
(学生活动5:模拟马德堡半球实验)
教师:你们能像格里克市长一样,利用桌上的器材为大家演示一个证明大气压存在的实验吗
(学生活动6:设计并演示实验:吸盘吸桌面、吸管移水、胶头滴管吸水等)
教师:学到这里,你弄清课前讨论问题的答案了吗 密封瓶子中的水为何吸不上来呢 你能设计一种方法将水吸上来吗
教师:你能利用今天学的知识解释吸尘器吸去灰尘的原理吗
(教师活动4:演示吸尘器吸去泡沫颗粒)
设计意图:围绕大气压原理与学生一般认识的冲突,进行探究实验,通过实验与活动,让学生感知大气压的存在和大小,形成清晰的物理表象。从而厘清大气压强的一般定性特征。引导学生利用受力分析的方法构建简单物理模型,为接下来的学生课后思考定量测量大气压强做好准备。
活动3【讲授】三、课堂小结与课后延伸
教师:通过今天的学习我们知道了大气压的存在,了解了大气压方向的特点,同时也感受到大气压是非常大的,那么它到底有多大呢
教师:覆杯实验有没有给你测量大气压大小的启发呢 通过增加水柱的高度能否达到上下压强一致的目的呢 为什么抽水机只能将水吸到10米的高度
教师:请各位同学根据本节学习的内容及问题提示在课后设计一个测量大气压大小的实验。
设计意图:托里拆利的实验如果在下节课中直接呈现在学生面前,会使学生的学习的过程就变成了被动的接受过程。因而选择利用本节对覆杯实验进行受力分析的过程启发学生思考,让学生运用知识做好课后的自主探究,为顺利进入下节课的学习奠定良好的思维基础。