9.3 大气压强（教学设计）初中物理人教版（2024）八下

人教版八年级物理（下册）第九章 压强
第3节 大气压强（教学设计）
课题 9.3 大气压强
教材分析 本节内容由“大气压强的存在”和“大气压的测量”两部分内容组成。由于上节课刚学习了液体压强，所以可以采取类比的方式来推出，同样具有流动性和有重力的大气和液体一样也具有压强，再通过一系列生活中的现象来说明大气压强的存在。 大气压的测量是本节课的难点，这个实验无法直接演示，只能通过视频进行学习，让学生有一个直观的认识。
教学目标 物理观念：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；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；会用大气压的知识解释和解决生活中的问题。 物理思维：通过科学探究活动，经历观察物理现象的过程，培养学生观察、实验能力，分析、概括、思维能力。 科学探究：通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐干探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 科学态度与责任：培养学生观察思考，勇干发现乐干探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
教学重难点 教学重点：体验大气压强的存在 教学难点：托里拆利实验及原理
教学方法 实验法、讨论法、讲授法
教学准备 玻璃杯、硬纸片、注射器、钩码、长滴管、红墨水、多媒体课件
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
实验导入，激趣设疑 演示实验： 操作1：将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，请同学仔细观察，松开手后的现象。 操作2：将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来(暂不放手)。 问：如果放手，会出现什么现象？(先请同学们猜一猜) 放手后，可看到什么现象？ 为什么加满水后水杯外的纸片不会掉下来呢？学习了今天这节课，我们就知道了。进入今天的新课——大气压强。 合作探究，推进新课 学习任务一：感受大气压强的存在 思考：液体内部想各个方向都有压强，是因为液体具有流动性。空气也有流动性，空气中是否也存在朝各个方向的压强呢？请小组交流讨论，举例或者实验证明。 活动1：将饮料瓶中倒入热水，晃动几下，将水倒出，马上将剥皮的鹌鹑蛋放在瓶口，仔细观察现象。（蛋会被瓶子慢慢的吞进去） 活动2：将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，松开手，并慢慢转向其他方向，观察现象。（纸片不会掉落） 活动3：播放“马德堡半球实验”视频 【小结】 1、大气压强：大气内部存在压强且向各个方向都有压强。 2、最早证明大气压存在的实验：马德堡半球实验 3、生活中证明大气压存在的实验：覆杯实验、瓶吞鸡蛋 【及时反馈1】 1．以下现象中，能说明大气压强存在的是（　　） A．用手捏橡皮泥，橡皮泥变扁了 B．用吸管吸纸盒内的牛奶，纸盒变瘪了 C．用手压弹簧，弹簧压缩了 D．用力吹气球，气球吹爆了 【解答】解：A.用手捏橡皮泥，橡皮泥变扁了，说明力可以改变物体的形状，不能说明大气压强存在，故A不符合题意； B.用吸管吸牛奶时，先吸走了管中的空气，使管中形成近似真空，在大气压的作用下将牛奶压入管中再进入人的口中，故B符合题意； C.用手压弹簧，弹簧压缩了，说明力可以改变物体的形状，不能说明大气压强存在，故C不符合题意； D.用力吹气球，气球吹爆了，是气体膨胀对外做功，不能说明大气压强存在，故D不符合题意。 故选：B。 2．下列实验及发生的现象，不能说明大气压存在的是（　　） A．覆杯实验 B．牛奶盒的变化 C．加热充满水的对流管 D．瓶中取袋 【解答】解：A、在覆杯实验中，水和纸片受到大气向上的压强，因此没有下落，故A不合题意； B、用吸管吸牛奶时，由于里面的气压减小，在外面大气压强的作用下，纸盒被压瘪，故B不合题意； C、加热充满水的对流管时，里面受热的水密度减小向上运动，左边密度大的水向下运动进行补充，从而实现水的逆时针对流，与大气压强无关，故C符合题意； D、橡皮筋将塑料袋密封，袋子与瓶子之间有空气，用手拿住里面的袋子向外拽时，里面空气的气压减小，在外界大气压强的作用下，袋子不能被取出，甚至会将瓶子一起被拿起来，故D不合题意。 故选：C。 学习任务二：大气压的测量 【过渡】16匹马都没能将马德堡半球分开，大气压到底有多大呢？同学们回忆一下我们学过的有关压强的知识，想一想我们有几种方法测量大气压强的大小呢？说出你的想法并说明理由。 【教师讲解】在很久以前，意大利的物理学家托里拆利就根据这个原理做了这样的实验，这就是著名的托里拆利实验。 请大家观看视频，结合课本第40页的“演示（录像）”部分内容，了解托里拆利实验的步骤、现象和结论。 并思考以下问题。小组交流讨论： 1、玻璃管倒置后，水银柱为什么会下降？ 2、为什么水银柱下降到一定高度后不再降低？ 3、把玻璃管倾斜一些，水银柱怎样变化？高度是否发生变化？ 4、管子直径加粗，管中水银柱高度怎样变化？ 5、玻璃管向上提不露出水银面是否影响测定值？稍稍往下压一点呢？ 6、如果玻璃管内水银柱上方进入一些空气，管内和管外水银面高度差如何变化？ 7、能否用水代替水银来做托里拆利实验？为什么？ 【小结】 1、托里拆利实验 （1）实验步骤： ①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。 ②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约 760mm。 （2）实验现象：管内水银面下降到一定高度停止下降；改变管子倾斜程度，其高度不变。 （3）实验结论： 大气压支持 760mm 高的水银柱，即大气压等于 760mm 水银柱产生的压强。 大气压强的值： Po=P水银柱=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa 2、标准大气压值 把 760mm 水银柱产生的压强叫做标准大气压。 1个标准大气压=1.013×105Pa，粗略计算时，取1×105Pa 3、托里拆利实验的拓展 （1）水银柱产生的压强只与水银柱的高度(水银的深度)和密度有关，所以管子粗一点、弯曲一点、提高一点、倾斜一点，管内的水银柱的高度不变。 （2）如果一开始实验没有排尽空气，上方存在空气，有一定的压强，会使得测量结果偏小。 （3）大气压可以支持10.3m高的水柱，水柱过长，用水做实验不方便。 【及时反馈2】 3．如图所示，是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法错误的是（　　） A．大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下 B．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气 C．大气压的数值等于这段水银柱产生的压强 D．玻璃管倾斜不影响实验测量结果 【解答】解：A、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持，故A正确； B、实验中玻璃管内水银面的上方是真空，故B错误； C、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持，大气压的数值等于这段水银柱产生的压强，故C正确； D、实验时，玻璃管如果倾斜会使长度增加，但高度不变，不影响实验测量结果，故D正确。 故选：B。 4．关于托里拆利实验，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃管顶部开小孔，水银会从小孔涌出 B．此实验在任何时候测出的都是标准大气压的数值 C．如果管内混入少量的空气，管内水银柱的高度会变低 D．如果玻璃管倾斜插入水银槽中水银，测出的压强会偏大 【解答】解：A、当管顶开一个小孔时，管内的水银与外界的大气相通，此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强，所以管内的水银不仅不会从小孔喷出，反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器，最终液面会相平，故A错误； B、大气压与高度和天气有关，在不同的地点、不同的时间，测量的结果可能不同，故B错误； C、如果管内混入少量的空气，管内空气有压强，管外大气压等于管内空气有压强与管内水银柱的向下压强之和，因此管内水银柱的高度会变低，故C正确； D、玻璃管口插入水银槽中水银面下的位置浅一些，但水银柱的高度由外界大气压的大小决定的，管内和管外水银面高度差不变，故D错误。 故选：C。 学习任务三：自主学习，合作交流 提出问题：生活中怎样测量大气压强？请同学们结合课本41页的内容，了解气压计，找寻答案，同学发言。 1、常用气压计有哪些，各自特点是什么 2、简单介绍金属盒气压计。 【小结】 1、气压计 （1）测量大气压的仪器叫气压计 （2）种类：水银气压计和金属盒气压计（无液气压计） 2、自制气压计：（课本第41页“想想做做”） 【展示】取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮寒插入水中。从管的上端吹入少量气体。使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。 根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。当外界大气压强降低时，水柱高度变大。 学习任务四：大气压与高度的关系 【做一做】由于场地关系，提前录制好了视频，请同学观看视频：拿着自制气压计从一楼到五楼，记录并观察玻璃管内水柱的高度(即管内与瓶内水面的高度差)。 实验现象：随着高度的增加，管内水柱高度增加。 【小结】 1、大气压与高度的关系 大气压随高度的增加而减小。海拔越高，大气压越小。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。 2、其它因素对大气压的影响(如天气、温度、体积等) ①天气：通常晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高。 ②温度：当质量和体积不变时，气体温度越高，气压越大。 ③体积：当质量和温度一定时，体积越小，气压越大。 【及时反馈3】 5．如图所示，小明将一个瓶子做成自制的气压计。当小明拿着它从山下到山顶，玻璃管内水柱高度将（　　） A．升高 B．不变 C．降低 D．无法判断 【解答】解：把自制气压计从山下到山顶，由于高度增加，大气压减小，则瓶内的气压高于瓶外大气压；管内的水面变高；所以玻璃管内水柱的高度增加，说明大气压随高度增加而变小。 故选：A。 6．小怡从上海出发到西藏拉萨旅行，在两地给同一密封的小包袋装食品拍了两张照片如图所示，甲图塑料袋较瘪，乙图中鼓胀。下列说法正确的是（　　） A．甲图为上海所拍照片，因为海拔越高气压越高 B．甲图为拉萨所拍照片，因为海拔越高气压越低 C．乙图为上海所拍照片，因为海拔越高气压越高 D．乙图为拉萨所拍照片，因为海拔越高气压越低 【解答】解：拉萨市的海拔远高于上海市的海拔，海拔越高，气压越低，则两地地面附近的大气压强相比较，上海市的较高，拉萨市的较低。同一密封的小包袋装食品，在上海市时由于大气压较高，接近于袋内气压，塑料袋较瘪；在拉萨市时由于大气压较低，低于袋内气压，在袋内大气压的作用下，塑料袋鼓胀。所以甲图为上海所拍照片，乙图为拉萨所拍照片，因为海拔越高气压越低。因此，D正确，ABC错误。 故选：D。 学习任务五：大气压的应用——活塞式抽水机 【过渡】在生活中我们在很多的领域都应用了大气压的知识，其中典型的就是抽水机，通常抽水机分为活塞式抽水机和离心式抽水机两种。请同学们看教材图，所谓活塞式抽水机就是我们家里的压水井。大家看大屏幕（课件《压水井》），这就是抽水机的工作原理。 【学生活动】阅读教材42页“科学世界”，了解活塞式抽水机的工作原理 【提出问题】请同学们观看图片，小组交流，回答以下问题： 1、饮料是怎样进入口中的？ 2、注射器如何吸入药物的？ 3、茶壶盖上为什么留一个小孔？ 回忆课堂，进行小结 结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测 动脑思索，回答问题，考虑这些现象与什么有关 小组交流讨论 仔细观察，分析归纳，得出结论 练习并解析 思考、回答 通过观看视频和听讲解，了解托里拆利实验的过程和原理 阅读教材，提取信息，找寻答案 观看视频，了解大气压与高度的关系 聆听、做笔记 练习并解析 阅读、观看图片、了解活塞式抽水机的工作原理 思考、交流、回答问题 激趣、设疑，引出本节课题，既使学生自发产生强烈的求知欲，又抓住他们的注意力。 使学生对大气压强由感性认识上升到理性认识，同时学会将物理知识联系生活实际 学以致用 考察学生知识迁移的能力 让学生在教师引导下，将液体压强公式与本节内容相联系，弄清实验过程，突破难点。 让学生自己利用信息，增强自主学习的能力，加强合作交流的能力 培养学生提取信息的能力 培养用所学知识解释问题的能力，加强同学间的交流，理论联系实际。
课堂检测 1．下列装置中利用大气压强工作的是（　　） A．破窗锤 B．船闸 C．液位计 D．吸盘 【解答】解：A、汽车上的破窗锤，前部做得较尖锐，主要是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，与大气压无关，故A不符合题意。 BC、船闸、液位计都是上端开口、底部连通的容器，属于连通器的应用，与大气压无关，故BC不符合题意。 D、将吸盘按在墙壁上时，吸盘内的气压减小，吸盘在外面大气压的作用下，被紧紧地压在墙壁上，故D符合题意。 故选：D。 2．如图所示的实例中，利用大气压强的是（　　） A．甲图中，用水封堵回水管 B．乙图中，候车时不要超过安全线 C．丙图中，潜水艇上浮 D．丁图中，吸盘挂钩吸附在光滑的墙面上 【解答】解：A、回水管下端相通，构成了连通器，使用的是连通器原理，与大气压无关，故A不合题意； B、候车时不要超过安全线利用的是流体越大的地方压强越小，与大气压无关，故B不合题意； C、潜水艇上浮是通过改变自身重力实现浮沉的，利用的物体浮沉条件，与大气压无关，故C不合题意； D、吸盘要固定在墙壁上，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上，利用了大气压，故D符合题意。 故选：D。 3．历史上，著名的 　马德堡半球　实验证明了大气压的存在；著名的 　托里拆利　实验测出了大气压的数值，一标准大气压的值为 　76　厘米高水银柱产生的压强。 【解答】解：历史上，著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在；著名的托里拆利实验测出了大气压的数值，一标准大气压的值为76厘米高水银柱产生的压强。 故答案为：马德堡半球；托里拆利；76。 4．为了测量大气压强，某同学选择的器材有：2.5mL的注射器、0～10N的弹簧测力计、刻度尺和细线。实验步骤如下： （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是 　排尽注射器内的空气　，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是 　防止外界的空气进入注射器　。 （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 　6.4　N。 （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为4.00cm，计算得到活塞的横截面积为 　0.625　cm2。 （4）计算得到大气压强的数值为 　1.024×105　Pa。 （5）将针筒内空气排出时，若针筒中有少量的空气残余，测得的大气压强结果将 　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）。 【解答】解：（1）将活塞推至底部，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气；橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是防止外界的空气进入注射器； （2）当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 6.4N； （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为4.00cm；注射器的体积为V＝2.5mL＝2.5×10﹣6m3 活塞的横截面积为：S＝＝＝6.25×10﹣5m2＝0.625cm2； （4）活塞刚被拉动时，大气压强的数值为：p＝＝＝1.024×105Pa； （5）注射器中的空气不可能完全排尽，这会使结果偏小。 故答案为：（1）排尽注射器内的空气；防止外界的空气进入注射器；（2）6.4；（3）0.625；（4）1.09×105；（5）偏小。
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＝1.013×105Pa 3．大气压与人类生活 (1)大气压与高度的关系 (2)应用：高压锅、活塞式抽水机，离心式水泵
教学反思 本节课内容较多，大气压概念比较抽象，学生感受不像固体压强和液体压强那么直观，大脑对知识刺激产生的印象不太深刻。 虽然联系了很多生活的实际和应用，但是学生掌握起来还是比较吃力。特别是在托里拆利实验中，很难理解为什么760mm水银柱就是大气压的值。这里还是需要教师进行指导分析的。