压 强
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.正确理解压强概念和压强公式,能用压强公式进行简单计算。
2.结合生活实际明确改变压强的方法,培养学生应用知识的能力。
3.在实验探究中,提高学生的观察能力、分析能力和操作技能。
二、过程与方法
1.经历实验探究过程,学习控制变量法。
2.在压强概念的学习中,理解比值定义的方法。
3.通过简单估算处理,使学生体会、学习估算的思想和方法。
三、情感态度与价值观
1.通过实验探究,激发学生学习物理的兴趣,使学生认识科学方法的重要性。
2.通过对日常生活、生产中压强现象的解释,培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识应用于日常生活、生产的意识。
教学重点和难点
一、教学重点
通过实验理解压强。
二、教学难点
通过实验理解压强。
教学过程
情景导入
如图所示,在厚厚的积雪中,两个人对雪地的压力差不多,为什么在积雪中行走的男孩会陷入雪里,而穿上滑雪板的女孩却不会?这是为什么呢?
同学们一定很想知道这其中的奥秘,那么,下面我们来学习今天这节课——压强。
教学活动
一、认识压强
讨论交流:
学生甲:行走在积雪中的男孩之所以下陷,是因为他受到的重力大,他对雪地的压力大于雪所承受的压力。
学生乙:穿滑雪板的女孩之所以能在雪地上自如行走,可能是滑雪板把压力分散到更大的面积上,减弱了压力的作用……
学生丙:猜想对不对,要通过实验来验证。
阅读教材P36,做“实验探究:压力的作用效果”实验。
1.提出问题:压力作用效果跟哪些因素有关呢?
2.猜想与假设:(1)可能与受力面积有关。(2)可能与压力大小有关。
3.制定计划、设计实验:
教师提问:(1)如果要探究压力作用效果与受力面积是否有关,应该怎样做?实验方法是什么?(2)如果要探究压力作用效果与压力大小是否有关,应该怎样做?实验方法是什么?
4.进行实验:学生实验,教师指导。如图9-1-2所示:
5.收集证据、分析与论证:
(1)探究:压力的作用效果与受力面积是否有关。
实验次数
压力
受力面积
压力的作用效果
1.竖直
相同
小
明显
2.水平
相同
大
不明显
(2)探究:压力的作用效果与压力的大小是否有关。
实验次数
受力面积
压力
压力的作用效果
1.两块平放
相同
大
明显
2.一块平放
相同
小
不明显
实验表明:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关系,还跟受力面积的大小有关系。
实验结果:
(1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
二、压强的引入
感受压强:带领学生做图9-1-3的小实验,让学生描述手指的感觉。
学生分析讨论作答。
教师引导:利用以前学过的速度知识和现在的压力作用效果进行类比,找出新的方法。引入压强的概念、公式、单位。
1.建立压强概念
压力的作用效果与压力的大小和受力面积都有关。
压力的作用效果与压力大小成正比,与接触面积成反比。
比较压力的作用效果,可以控制成反比的量——接触面积的大小,只比较同样面积上压力的大小。即比较单位面积上所受的压力。
比较压力的作用效果要同时考虑压力和接触面积两个因素,可以控制一个,比较另一个。这是“控制变量法”。
?给出压强的概念:物体单位面积上受到的压力叫压强。
2.压强公式及压强的单位 ?
压强公式:p=F/S。
压强的国际单位:帕斯卡,单位符号:Pa。
说明:该单位是为了纪念法国科学家帕斯卡。
在公式基础上指出,帕是很小的单位。一颗瓜子平放在手心里对手的压强就有 20Pa 。
给出常用的压强单位。 由公式得出 1Pa=1N/m2 。
3.压强的大小
(1)人站在水平地面上时产生的压强约为10000Pa;
(2)物理课本平放在水平桌面上产生的压强约为60Pa。
4.压强公式的应用
三、流体的压强
不论是固体、液体还是气体,不管是由于重力作用还是其他力的作用,或是发生碰撞,只要有相互挤压,就会有压力和压强。
流体:液体和气体有很强的流动性,统称为流体。流体内部有压强。
阅读教材P38,请同学们分析图9-1-5中的物体受到哪些压强?
学生分析讨论作答。
教师归纳总结:流体不仅对与之接触的物体施加压强,在流体的内部也存在压强。
四、控制压强的大小
我们能通过改变哪些物理量来改变压强?通常是改变哪些量?改变压强可以改变压力和受力面积大小。改变受力面积比较常见。
1.增大压强的方法
思考:增大压强的方法有哪些?
教师引导:根据公式p=F/S来思考。
同学交流、讨论,后回答。
教师归纳总结:
(1)压力一定时,减小受力面积(通常采用的办法)。
(2)受力面积一定时,增大压力。
(3)同时增大压力和减小受力面积。
活动:让学生举出实际例子并分析。
举例:
(1)菜刀磨得很锋利,是为了减小与菜的接触面积(即受力面积),以便用较小的力就能产生很大的压强,容易把菜切开。
(2)针、箭和斧头等工具都是采用减小受力面积的方法来增大压强,这样容易刺穿物体或砍碎物体。
(3)压路机的碾子质量很大,增大了压力,增大了压强。
2.减小压强的方法
思考:当我们需要压强小一些时,可采用什么办法?
教师引导:根据公式p=F/S来思考。
学生分组交流、讨论,然后回答。
教师归纳总结:
(1)压力一定时,增大受力面积(通常采用的办法)。
(2)受力面积一定时,减小压力。
(3)同时减小压力和增大受力面积。
活动:让学生举出实际例子并分析。
举例:
(1)坦克很重,不用轮子而装上履带,是增大受力面积从而减小压强。
(2)滑雪者站在雪橇上或脚蹬滑雪板,可以在松软的雪地上滑行,而不会陷入雪中,因为用雪橇或者滑雪板,增大了雪地的受力面积,从而减小雪地所受的压强。
(3)钢轨铺设在枕木上,是增大地面的受力面积,减小压强,防止破坏路面。
(4)严禁汽车超载,减小质量,从而减小地面所受的压力,减小了压强。
对照图9-1-6 分析它们各自是需要增大压强还是减小压强?主要是通过改变什么量来实现的?你还能举出哪些生活中控制压强的例子?
阅读教材P39,讨论交流:冰面救人。
学生思考讨论:在冰面上玩耍时,不慎落入水中,在没有任何工具的情况下,应怎样避免压破冰层,靠近并救出落入冰窟中的人。利用本节课“压强”知识来解答。
思考与练习:
(1)书包的背带是宽一些好,还是窄一些好?为什么?
答:宽一些好。因为在书包重一定的情况下,宽的书包带比细的对肩的压强小,人感到舒服些。
(2)骆驼的体重比马大不了一倍,而它的脚掌面积是马蹄的三倍。这为“沙漠之舟”提供了什么有利条件?
答:骆驼的体重虽然比马大,但是它的脚掌面积比马更大,所以它对地面的压强比马小,在沙漠中行走时不会陷下去。
板书设计
1.压 强
教学反思
压强是生活和生产中应用广泛的一个概念,但学生比较陌生。本节课内容主要建立在前面学过的力的初步知识的基础上,是学习了重力、摩擦力后另一类力的学习迁移,是学习了物体运动状态的改变和力的关系后对力的另外一类作用效果的具体分析。本节课着重学习的压强是整章的基础,也是学好大气压强等的重要前提。由于压强的概念较为抽象,学生初学极容易与压力的概念混淆,为了让学生较好地理解压强与压力的区别,做好探究影响压力作用效果的因素的实验是关键。
然后提出如何增大或减小压强,最后把所学的知识应用于社会生活。这些内容与生活紧密联系,学生很容易理解,也把握得不错。教学中重视理论联系实际,突出解决问题的思路和方法。压强和生活、生产实际及自然现象的联系极为密切,教学中着重培养学生运用规律解释身边常见的现象,进而解决一些实际问题的能力。学生的语言表达能力普遍较差,所以加强了学生自主发言的过程。
液体的压强
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.知道微小压强计的构造和使用方法。
2.知道流体的概念和流体压强的基本特点。
3.通过实验探究,知道液体内部压强规律,发展学生由猜想到实验设计、现象分析的能力,由现象概括结论的归纳能力和创造性思维能力。
4.知道液体内部压强公式,能用该公式简单说明一些物理现象。
5.通过观察简易压强计的实验,培养学生的观察能力和分析推理能力。
6.能用液体压强公式解释帕斯卡实验,培养学生用理论解释实验现象的能力。
二、过程与方法
1.通过完整的实验探究过程,让学生体会物理实验是研究问题的重要方法,明确探究是研究物理问题的基本方法。
2.通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验,引导学生初步学习替代的思想,了解它是物理学中常用的思维方法之一。
三、情感态度与价值观
1.通过各个教学环节,激发学生的求知欲,并使学生体验探究的乐趣,培养学生乐于探究物理知识的精神。
2.通过对液体内部压强公式的推导,让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密的特点。
3.通过帕斯卡实验的学习,激发学生学习物理的兴趣。
教学重点和难点
一、教学重点
通过实验探究液体压强和哪些因素有关。
二、教学难点
能推导液体压强大小的计算公式,并能进行简单计算。
教学过程
情景导入
哪些同学有过游泳的经历呢?同学们积极发言,都说游到深处感觉胸口更闷。再用课件展示浅海潜水服、深海潜水服,并问:为什么深海潜水服要比浅海潜水服更厚重些?要揭开这层神秘的面纱,今天我们就来学习液体的压强。
教学活动
一、液体压强特点探究
引出课题介绍海底景象的录像,引导学生注意,潜水员穿着笨重、奇特的潜水服。提问:潜水时都要穿这样的衣服吗?
为什么只有潜到深海时才需要穿这种特殊的服装?
展开积极讨论:
(1)潜水时不一定都穿潜水服。只有比较深的地方才需要穿,而且到不同深度的海域要穿的潜水服不同。
(2)穿潜水服是为了保护潜水员,海水会对人体施加压力;很深的地方压力(压强)很大。
总结学生可能的猜想:液体内部不仅存在压强,而且越深的地方压强越大。
阅读教材P41,做“实验探究:液体内部的压强”。
出示微小压强计,讲解它的构造并演示使用方法。
认识微小探测器,仔细观察教师的演示,理解仪器的构造和使用方法。
在微小压强计原理基础上,引导学生观察、使用图9-2-2 的简易液体压强计。
1.猜想:
首先让学生猜想,并说出猜想依据。老师对学生的猜想分类整理,明确探究的方向。
2.设计实验:
根据猜想,确定该实验的研究方法:控制变量法。
学生讨论:怎样采用控制变量法来验证液体压强可能跟液体深度有关;液体压强与方向有关;液体压强可能跟液体密度有关。说出具体的做法。
探究一:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
压强计管中液面
高度差ΔL/cm
1
2
3
探究二:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
压强计管中液面高度差ΔL/cm
1
2
3
探究三:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
金属盒所对的方向
压强计管中液面高度差ΔL/cm
1
2
3
实验前的温馨提示:
(1)改变深度方法:松开螺丝,上、下调整即可;
(2)改变橡皮膜方向方法:手拿胶管,转动上端的旋钮即可;
(3)压强计上的胶管不能弯折;
(4)出现U形管中液面不平时,请去掉胶管接头处,重新接好;
(5)深度是指从液面向下到某处的竖直距离;用钢尺可以读出深度大小。
3.进行实验:老师巡视指导。
4.分析论证:完成实验后,引导学生分析表格中数据得出结论。
总结:
(1)同一种液体的压强随深度的增加而增大;
(2)不同液体的压强与密度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大;
(3)同一深度的液体向各个方向的压强相等。
二、液体压强的大小
液体的压强跟液体的密度、深度有关,那么液体内部某处压强的大小如何确定呢?
据此,我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中(如图9-2-4),来定量研究液体压强的大小。
阅读教材P42-43,做“实验探究:液体内部的压强有多大”。
如图9-2-5所示,在玻璃管中注入水,观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时,观察玻璃管内水的高度,你会发现什么?
设水的密度是ρ,玻璃管的内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h。橡皮膜没有凹凸时,杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力F水柱平衡。
分析后,学生完成推导过程,得出液体压强大小的计算公式。
(1)ps=F水柱。
(2)F水柱=G水柱=mg=ρVg=ρShg。
(3)p==ρgh。
因此,深度为h处液体的压强为p=ρgh。
讲解:强调深度的含义,公式说明的问题。实验证明,该公式也适用于不规则容器所盛液体产生的压强。
阅读教材P43,讨论交流:谁受的压强大。如图9-2-6所示。
学生分析讨论作答:液体内部压强只与液体的密度和所处深度有关。
三、帕斯卡实验
帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。如图9-2-7所示。
原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度h就很大了,能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
演示以下实验:观察现象,关注实验现象及结论。
用输液软管连接漏斗和灌有一定量水的气球。把连接气球的一端固定在铁架台上,漏斗置于较低位置时加水。让学生观察现象。气球变大变薄,但没有破(将破未破)。问学生:改变漏斗位置会发生什么?
缓慢提高漏斗,达到一定高度时,气球破裂(课前注意反复试验,把握好灌水量,不要在提高漏斗时再加水)。针对教师问题积极猜想:
(1)提高漏斗,不会有变化;
(2)提高漏斗,气球会破。
提问:气球怎么破的?是什么使它破的?
听取学生的解释,适当总结。一些同学能够根据压强公式解释现象。
引入数据讲解书上例题。 积极思考例题计算过程,对实验现象及原因有更深的理解。
引申提问:生活中有没有类似帕斯卡实验的现象发生?我们是怎样利用液体这个特性的 ? ?
展开讨论,举出类似的例子。或在教师提示下关注并收集相关资料。
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2.液体的压强
教学反思
本节课从学生的生活经验出发,引出为什么深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些?由此激发学生探究的热情。然后利用多媒体展示帕斯卡裂桶实验,进一步激发了学生的兴趣。接着利用身边的器材,设计实验让学生感受液体压强的存在;分析学生所做的实验,探究出液体向各个方向都存在压强,液体压强有大小之分;并以实验的现象为依据,猜想液体压强大小的影响因素,利用控制变量法设计好实验,进行实验,获取数据后分析论证,探究出液体压强的特点;再理论推导出液体压强的计算公式。不足之处:基础较差的同学,活动不积极。
连通器
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.能在实际情况中辨认连通器,在此过程中培养学生的观察能力和概括能力。
2.知道船闸的工作原理,能用连通器原理解释一些简单的实际问题。
3.了解液压技术的原理,知道一些液压技术在生产、生活中的应用。
4.通过分析日常生活中应用连通器和液压技术的事例,培养学生运用知识的能力。
二、过程与方法
通过模型和挂图认识连通器和液压技术,经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程,使学生进一步体会建立模型是物理学的研究方法之一。
三、情感态度与价值观
1.使学生体会物理与生活、生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活、生产的意识。
2.通过对船闸的学习,使学生进一步体会 STS 的理念,激发学生学习物理的兴趣。
教学重点和难点
一、教学重点
知道连通器原理,知道船闸的工作原理,能在实际情况中辨认连通器,能用连通器原理
解释一些简单的实际问题。
二、教学难点
经历“液片模型”推导出连通器原理的过程。
教学过程
情景导入
液体压强的知识在自然界和生活中有大量的应用。利用自制泉水演示模型演示泉水喷涌的过程,降低塑料瓶的位置,泉水喷涌的高度也降低。思考:如果降低塑料瓶的位置和泉眼相平,泉水还会涌出吗?为什么呢?今天我们就来学习相关知识。
教学活动
一、连通器
1.引出问题:基于学生关于三峡大坝收集的资料,提问:
三峡大坝拦腰截断了长江,为什么下游的船只还能驶到上游?它们是怎样“翻越”大坝的? 同学之间相互交流收集的资料。
抓住学生讨论中的闪光点,逐步设问:
(1)水位高度可以调节吗?
(2)水库大坝采用什么方法调节水位?
(3)有没有同学知道其中采用了什么原理?
(4)什么是“连通器”? ?
可能一些学生已经收集到相关资料,提到连通器及连通器原理。
比如:大坝旁都要修建船闸,利用连通器原理,船闸可以调节上下游的水位落差 ,实现通航。
给出“连通器”概念:连通器是上端开口、下部相连通的容器。
2.探究连通器的特点
阅读教材P45,做“实验探究:连通器中的液体有什么特点”。
出示自己制作的简单连通器(如教材图 9-3-2 所示)。
把两支注射针筒固定在两个铁架台上,调节两边针筒等高,向管中注入水。让学生观察并描述两管内水面的关系。
用一根红线系在两铁架台间,标识出此时水面所在位置。 ?
两边针筒等高时,学生观察到两边水面相平。
问:如果举高或降低一边针筒,水面会变化吗?怎样变?为什么?
缓慢调节一边针筒,使两边针筒明显不等高。要求学生观察、描述现象,进行总结。
要求填写下面半命题:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面将_相平(等高)。
3.利用液体压强知识解释连通器原理(选讲)
分析液体不流动时液片的受力。由液体压强公式P=ρgh ,可推知两边液柱的高度相等。 ?
根据液体压强公式推导出液柱高度相等的结论。
讲述:如图所示,设液片AB的面积为S,左、右两管内水深分别为h左和h右,由于水不流动,即液片AB左、右两面所受二力平衡,这两个力同作用于液片AB上,则左、右两管中的水对液片AB的压强相等;因为两管中同是水(即液体密度相同),只有两管水深相等,压强才能相等。即h左=h右,所以左、右两管水面总保持相平。
有兴趣的同学,课后可应用公式p=ρhg,证明h左=h右。
4.应用
列举生活中的连通器。如:茶壶、锅炉水位计等,如图所示。
二、船闸
船闸是我国古代劳动人民智慧的结晶。1293年,郭守敬在通惠河上建立了二十四座船闸,使运粮船可逆流而上,这一创举对古代北京城的发展有重要的推动作用。
船闸就是一个巨大的连通器,根据连通器的特点,船只要在修筑了大坝的江河中航行,必须修建船闸。
多媒体展示船闸活动,讲述船闸的简单结构和船只从上游经船闸航行到下游的过程(讲述时,请同学看清“闸门”和“阀门”的位置和它们的开闭情况,明确船闸就是一个巨大的连通器)。
阅读教材P47,讨论交流:船闸是怎样工作的。
我国三峡工程中就有运用到船闸。三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图9-3-5,利用连通器的工作原理,你能解释轮船是怎样从下游驶向上游的吗?
学生分析、讨论。
教师总结。继而引导学生分析、讨论:轮船如何怎样从上游驶向下游?
轮船从上游驶向下游的过程依次如图甲、乙、丙、丁。
甲
乙
丙
丁
板书设计
3.连通器
教学反思
本课属液体压强的应用,要多举些例子进行说明,特别是日常生活中常见的,如洗衣机的排水管、卫生间的排污管等。在知识上不宜作过高要求,只要常识性了解就行了。
根据大纲要求制订出本课教学目的,不能要求过高。只能控制在一种液体不流动的条件下,而不能引入两种或两种以上的液体。对于为什么连通器内装入一种液体不流动时液面总保持相平的理论推导,只作一般讲解,不宜作为本课重点,只要求学有余力的学生课后去做,不能要求全体学生都去推导证明。
为了巩固本课所学知识,可布置学生课后说一说船从下游经船闸到上游的简要过程,只要说清楚“阀门” “闸门”的开、闭顺序就可以了,不必要求用书面的形式写出来。
大气压强
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.知道大气压强的存在,知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
2.了解大气压强产生的原因。
3.知道大气压强与高度和天气有关。
4.通过演示实验,培养学生的观察能力和分析能力。
5.通过对托里拆利实验的学习,培养学生的思维能力。
二、过程与方法
1.学生进行实验探究,估测大气压的大小,体会科学探究的过程。
2.通过对托里拆利实验的学习,使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
三、情感态度与价值观
1.通过演示实验,激发学生学习的兴趣和求知欲。
2.运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活的密切关系,具有将物理知识用于解释日常生活现象的意识。
3.通过对托里拆利实验的学习,培养学生热爱科学的精神,培养学生的创新意识。
教学重点和难点
一、教学重点
知道大气压强的存在。
二、教学难点
知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
教学过程
情景导入
演示实验1:将硬纸片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置过来(提醒学生注意观察),放手后,看到什么现象?(硬纸片掉下)
演示实验2:如图所示,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,看到什么现象?(硬纸片没有掉下来。)
演示实验3:如图所示,将挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上,再将重物挂在钩上,吸盘仍然不会脱落。
教师讲述:同学们想知道实验时,硬纸片和吸盘不会掉下来的原因吗?学习了这节课的知识,就知道了。
教学活动
一、大气压强
教师提问:是什么力使硬纸片和吸盘不会掉下来?
教师讲解:地球周围被厚厚的空气层包围着,这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强(跟液体相似)。大气对浸在它里面的物体的压强,叫作大气压强,简称大气压。
阅读教材P48,观察:生活中的大气压强。如图9-4-3所示。
(a)什么力量把塑料挂钩压在墙上?
(b)在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上,浇上冷水,塑料瓶怎么会被压扁?
(c)为什么墨水会被吸进钢笔?
(d)用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,杯子为什么会牢牢地吸在气球上?
总结:这些都是大气压强引起的现象。
生活中能说明大气压强存在的事例(如图所示):
吸饮料时管内空气减少,大气压压着饮料沿吸管进入嘴里。
多媒体展示:马德堡半球实验。
讲述:空气把两个直径约55.99cm的空气铜半球紧紧地压在一起,16匹马都很难把它们拉开。
二、大气压强有多大
1.讲解马德堡半球实验。
提出问题:这个实验说明了什么?大气压强究竟有多大?
对于这个实验,同学们想试一试吗? 现在,我们模仿马德堡半球实验来做一做。
阅读教材P49,实验探究:估测大气压强的值。
用测力计测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力,再测出吸盘的面积,可以估算出大气压强的值。
学生实验:学生按下图所示做实验,两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉(用较大的力才能拉开)。
教师总结:马德堡半球实验不仅证明了大气压强的存在,还表明大气压强是很大的。那么大气压强有多大呢?
2.托里拆利实验。
多媒体展示:托里拆利实验。
讨论:管内水银为什么不继续下落?
教师讲解:这是大气压强支持着管内的汞柱,也就是说大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等。
学生活动:计算大气压强的值。p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
教师总结:1个标准大气压的数值为1.013×105Pa,它相当于在1cm2表面受到10N的压力。通常人们把760mm汞柱所产生的压强,叫作一个标准大气压,符号为1atm。1atm=1.013×105Pa。
学生讨论1:大气压作用在一个人手掌上的压力约为500N,相当于一个质量为50kg的人站在你手掌上产生的压力。这么大的压力,我们为何感觉不到呢?
教师作答:因为人体内也存在压强,内外压力相互平衡;另外,人长期生活在大气中,已经适应这种环境了。
学生讨论2:(1)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? (2)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?
教师作答:(1)因为 p=ρgh ,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;(2)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。
教师:大气压是固定不变的吗?大气压的大小与什么因素有关?
大气压强与空气的疏密有关系。1648年,帕斯卡发现,离地面越高的地方,那里的大气压强越小。教材P51图9-4-9表示出了大气压强随高度变化的情况。
阅读教材P51,讨论交流:大气压强与天气。
教师利用教材P51图9-4-10,给学生简单介绍大气压强与天气的关系。
提出问题:当大气压降低时,常伴有多云天气,这是为什么?
学生分析、讨论交流作答。
教师作答:由于地球表面大气压分布不均匀,空气中大气压的差异引起空气流动,通常冷空气正常形成高压区,热空气上升形成低压区,空中形成的云团在大气压的作用下飘向低压,故当大气压降低时常伴有多云天气。
板书设计
4.大气压强
教学反思
首先,本节内容多,大气压概念抽象,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痕迹不很深。其次,托里拆利实验过程展示不够,学生对实验过程不很清晰,对现象的语言叙述不明了。本节课还涉及大气压强与天气,大气压强是天气预报的重要气象要素之一。
学生对知识掌握到什么程度不明确,课后了解了他们哪些知识未听懂。主要有:(1)大气压到底是怎么产生的;(2)为什么大气压朝向各个方向;(3)为什么大气压等于高为760mm汞柱产生的压强。这些教师需要作必要的说明,告诉他们本节课只要认识到什么程度,至于他们的疑问,有的不需要掌握或者暂时还很难讲清。