大气压强[上学期]

§2.3大气的压强（第一课时）
台州市实验中学 俞圣亚
教材分析
本节是作为讲述大气的一个物理性质安排在第二章的，也是对压强知识的补充。本节可分为两部分，前一部分通过大量的实验和事实让学生感知大气压强的存在，并了解大气压的大小和测量工具。后一部分为流体压强与流速的关系，并由气体推广到液体。建议分两课时完成。
学情分析
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。但大气压强更为抽象，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。
对流速与压强的关系，学生可能比较陌生，学习起来更为困难，在教学中应做好探究实验并引导学生进行实验分析。
教学目标
1．能列举证明大气压存在的实验现象，并能用大气压解释有关现象。
2．能说出标准大气压的数值，说出测量大气压的工具：水银压强计和空盒压强计。
3．能说出气体和液体的流速与压之间的关系：流速越大，压强越小。并能用这一关系解释有关现象。
教学重、难点分析
重点：1、大气压存在的证明
2、气体和液体的流速与压强的关系
难点：1、大气压的大小
2、气体和液体的流速与压强的关系
教学用具
水杯、纸片、水槽，吸盘、玻璃、牛奶、胶头滴管、马德堡半球、抽气机、矿泉水瓶、喷泉实验装置
教学方法
讲授、讨论、探究、媒体演示
教学过程
引入：先请大家欣赏一幅图片（显示海底图片），海底的鱼被海水包围，它们受到压强吗？受到谁的压强？它的哪些部位会受到水的压强呢？为什么？
（学生回答）因为液体内部向各个方向都有压强。
再欣赏图片（网球场上的运动员），运动场上的人们周围被大气包围，与水中的鱼相比较，请做出一个大胆的猜想。（猜想：大气中的人是否也受到压强的作用？）
一、大气压的存在
1、器材：一杯水（染成红色），一个空杯，一个胶头（或橡皮套），一根玻璃管（两端开口，粗细均匀，长20cm，内径约5～10mm均可）
2、演示过程
　　1）．出示玻璃管，将空杯置于管的正下方，然后向管内倒水，可看到水从管底流出。
　　2）．左手拿管，并且用食指紧紧堵住玻璃管的下端，仍然向管内注入水，至满。
　　3）．教师提问：为什么水不会从下面流出？
　　（学生回答）教师指出：由于管底被手指堵住，所以手指对管内的水产生向上的压强，支承住了水柱。接着置疑：若此时将管倒拿，使其开口端朝下，水会不会流出？学生纷纷猜测，形成悬念。
　　4）．左手拿管不变，同时用右手中指抵住玻璃管的上口，然后将管倒置，（倒置过程中，手指不要松开）。
　　5）．接着故意缓慢移开右手指，使下面的管口露出。这时可见红色水柱并没有流出来！
　　6)．启发：虽然我们看不见管口有物堵住它，但管口附近是不是任何物体都没有呢？
　　学生茅塞顿开――有空气存在。因势利导：在管口四周存在着我们看不见的大量空气，这些气体起到了手指的作用，堵住了管口，使管内的水竟然无可奈何地呆在里面。这说明了这些大气对管底的水面有向上的压强，支承着水柱。
——大气压强确实存在.液体在各个方向上存在压强，气体是否也一样呢
把玻璃管转向各个方向，水有没有掉下来？这说明什么？
7)．这时，仍有学生半信半疑，可进一步说明：因为现在管内的水只有下面
受到了大气压强的支承作用，所以很难流出；但如果同时有大气作用在管的上水面，那么上、下作用的气压相互抵消，水就会在重力作用下流出来。
　　8)．松开左手食指，水应声落下。（学生开始相信大气有压强）
　
【演示实验】抽出矿泉水瓶中的气体
实验现象：矿泉水瓶变瘪
实验结论：大气向各个方向对其中的物体都有压强　

【学生实验】在生活中，与大气压强有关的现象有很多，今天我给大家准备了一些玩具，规则：用桌上的玩具随意玩，看你能玩出哪些与大气压强有关的现象，并对产生的现象作出你们的解释。（玻璃杯、纸片、滴管、空牛奶盒、吸盘、玻璃）
①玻璃杯装满水用纸片挡住，倒立玻璃杯，纸片不脱落，如图1．说明向上有大气压．
②空的牛奶盒，吸掉里面的空气，牛奶盒变瘪了，说明大气向各个方向对处在其中的物体都有压强。
③滴管为什么能吸水？倘若没有大气压强作用在液体的表面，各种液体就不可能被抽吸起来。从这个含义上讲，一切抽吸液体的过程，其实都是大气压强将液体“压”上来的过程.
④体会吸盘的作用：把吸盘里的空气挤压出来，吸到玻璃上就不会掉下来了。是谁把它压住了呢？如果把两个吸盘按在一起，就不能拿下来了，说明大气压强很大。
讲述：生活中有很多的现象可以证明大气压的存在，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了马德堡半球实验。他将两个空心铜半球紧贴在一起，用抽气机抽出球内的空气，然后让马向相反的方向拉两个半球，直到两边的马各增加到8匹马时，才把半球拉开。
【演示】马德堡半球实验
实验现象：两个半球需用很大的力才能拉开
提出疑问：是什么力使两个半球合得那么拢？
讨论后得出：是大气的压力把两个半球紧紧压在一起的，进而让学生确信大气压的存在．因为地球周围的大气受到地球的吸引，即大气也受到重力的作用，所以大气对浸在其内的物体就有压力、压强。如果半球内为真空，那么要拉开半球需要的力约为7065牛。
――马德堡半球实验证明了大气压的存在，而且说明大气压是很大的。

二、大气压的大小
【设问】大气压确实是存在的，而且各个方向上都有压强。那么大气压究竟有多大呢？
刚才我们都看到了大气压强能托住玻璃管内的水柱，那么，如果换用长的玻璃管，大气压还能托住水柱吗？可惜老师手头没有这么长的玻璃管，做不了实验，但有一个人，用一根很长的玻璃管做了这个实验（播放实验录象）。把长玻璃管抽成真空，再打开阀门，大气压强便把水压上玻璃管，大约10米高，也就是说大气压强约等于10米高水柱产生的压强，根据液体压强公式,计算出大气压强约为1.01×105Pa.
师：同学们再想一想，刚才的实验，我能不能在教室里边做啊？能不能？
生：不能
师：房子太矮，我们是没有办法的，问题是出在这玻璃管实在太长了，我们可不可以想办法让玻璃管变得尽量短一些来完成这个实验呢？同学们想一想。
生：用其它液体代替
师：用什么？
生：用水银
师：为什么？
生：因为水银的密度大
补充实验：托里拆利实验――进行简单的实验说明、数据读数和分析，大气压支持着玻璃管中的水银柱。如果换成水银的话，玻璃管就不用这么长了，１米就够了，从图中看出，大气压强能托住760毫米高的水银柱,我们可以说成标准大气压为760毫米汞柱,表示在海平面测得的标准大气压相当于760毫米高的水银柱产生的液体压强.
当大气压发生变化的时候，水银柱的高度会发生变化。从中说明水银气压计的原理。
1、 大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计进行测量。
水银气压计的优点：读数精确。缺点：笨重。随身携带不方便。
【出示】空盒压强计(或叫金属盒压强计、无液压强计)观察：其上有两行刻度，一行以百帕为单位，一行以毫米汞柱为单位。说明它的原理和构造。
【简单比较】：两种压强计的优缺点
如果你是一个喜欢爬山的人，想了解山顶的气压情况，你会带哪种气压计上山？当你从山脚爬到山顶的时候，你认为气压计的读数会变化吗？为什么会变小？
2、大气压的变化：
1) 大气压的大小与大气的密度有关－－解释：大气压的产生是由于大气有重力。
2) 大气压的大小随着高度的增加而减小－－解释：大气的密度随着高度而减小。
【讨论】一块砖头平放在地面上时，对地面的压强约为１０００帕，已知一块砖头的厚度约为５厘米，则标准大气压相当于叠多少块砖产生的压强？将叠多高？
【问题】这么大的压强，我们为什么没有受压的感觉
－－解释：人对环境的适应，人的体内也有压强，它抗衡着体外的大气压。
思考：神六回家了，向世界展示了中国人的智慧和力量，全国人民为之感到兴奋与无比的自豪。但中国人民是不会因此而停止对宇宙的探索，接下来我们将要去实现太空行走。在太空行走时，宇航服总是鼓鼓的，你知道为什么吗？
（为了保持身体内外气体压强的平衡，防止身体受到剧烈挤压损伤。）
板书设计：
大 概念：大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强。
气 大气压的大小：1标准大气压=760mmHg
压 测量工具：空盒气压计和水银气压计
强 大气压的大小与大气密度有关：海拔越高，大气压越小
教学后记
本节课的引入很有意思，学生真的被深深地吸引。虽然这种现象在生活中出现，但往往平时没有注意。通过教师的渲染，学生更能体会到科学就在身边。在学生回答问题后，应该对学生进行点评。而且在讲课时应注意纠正学生的语言表达。