《大气压强》教学设计
学校 学科 物理 年级 八年级
课题 大气压强 主备教师
教材分析 本节选自 《义务教育课程标准试验教科书九年级物理》第九章第四节。第九章《压强》是学生初次接触,也是整个初中物理教学的重难点。本章分别通过固体、液体、大气、流体压强以及连通器的相关应用对压强做了较为详细的讲解,通过生活中的实例,走进章节的学习,最后运用物理知识解决实际问题。本节在前三节的基础上通过生活中的实例对大气压强进行研究,主要分为大气压强的存在、大气压强的测量以及大气压强的应用三个方面。本节课承接了前面的固体和液体压强,是对压强概念的巩固与深化,同时为第十章第一节《在流体中运动》打下基础。
学生情况分析 在前三节的学习中,学生知道了固体和液体压强及其计算公式,对压强概念有了较深的认识,同时学生能够进行简单的受力分析,并可以按照二力平衡进行简单的运算。 另外,初中生的认识感性多于理性,学习的动力和热情大多来自他们的兴趣;大气压强比较抽象,虽然我们生活在大气中,却很难感受到大气压的存在,因此,通过实验和生活实例让学生体验到大气压的存在是本节课的重点。
教 学 目 标 知识与技能 (1)知道大气压强的存在; (2)了解测量大气压强的方法,知道大气压强的大小和单位; (3)认识生活中应用了大气压强的现象。
过程与方法 (1)观察大气压强有关的现象,感知大气压强是一种客观存在;(2)观察演示实验现象,计算一个标准大气压的大小; (3)通过观察感知人类是如何利用大气压强的。
情感态度与价值观 (1)通过实验的观察和思考,培养实事求是的态度; (2)通过了解大气压强的应用,认识科学技术对人类生活的影响。
重点 大气压强的存在及应用
难点 大气压强的测量
教具准备 易拉罐、塑料吸盘、测力计、刻度尽、玻璃杯、玻璃管、小蜡烛、塑料片、水槽、适量的水等
教学方法 演示法、实验法、讲授法、讨论法
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
一、导入 新课 (一)演示实验:钢珠过桥。将长铁片放在水平桌面上,四分之一露出桌面边沿,让小钢珠从桌面上的铁片一端滚向另一端,让学生观察发生的现象。将一张报纸打开,平铺在桌面部分的钢片上面,让小钢珠从桌面上的铁片一端滚向另一端,让学生观察发生的现象。将报纸揉成一团,压在桌面部分的钢片端头,让小钢珠从桌面上的铁片一端滚向另一端,让学生观察发生的现象。教师提问:是报纸质量大还是小钢珠质量更大?为什么平铺上报纸后钢珠就能顺利通过?为什么报纸揉成团后压在铁片上钢珠就不通过?教师总结:是什么力量使铁片不被钢珠压下去,这个力的是施力物体是哪个物体?同学们,你们想知道答案吗?那么今天我们就带着这个问题开始新的学习。 学生观察现象 学生思考、回答
二、新课学习 (一)知识回顾:我们前面学习了压强及液体压强的相关知识。那么你们能不告诉我液体压强是怎样产生的?(提问)(答案:液体受重力作用且具有流动性,因而对浸入其中的物体有压强。)说明大气压强的存在1.地球周围被厚厚的空气层包围着,我们把这层空气又叫大气层。那么请问大气是否受重力?大气是否具有流动性?大气对浸入其中的物体是否也有压强?教师讲述:其实这个几问很久以前科学家们就已经提出了,并且已经找到了答案。你们知道科学家们是通过什么方法找到答案的吗?对了,科学家们正是通过实验去探寻答案的。大量的实验表明:大气对浸入其中的物体具有压强,这个压强就叫大气压强,简称大气压。与液体压强一样,大气内部向各个方向都有压强。分组实验探究:验证大气压强的存在。实验一:覆杯实验。 实验方案:往玻璃杯中装满水,用塑料片从水平方向紧贴杯口慢慢移动直至覆盖住整个杯口,松手放开塑料片,慢慢向各个方向旋转杯子,观察现象。实验二:神密力量。实验方案:先往矿泉水瓶中装热水,盖住 盖子摇几个瓶子,然后把热水倒出,再迅速盖紧盖子,过几分钟后,观察现象。实验三:管子取水。实验内容:想一想,如何用两端开口的玻璃管将一个杯子中的水取出,再放入另一个杯子中。实验四:杯子吸水。实验方案:先在盘子中装些水,把点燃的蜡烛放在盘中央,再用一个空玻璃杯倒扣在蜡烛外面,观察现象。老师让各小组说出实验现象,并展示。 实验一:现象为转动杯子时,塑料片和水不落下。这是为什么呢?纸片和水受重力作下,倒转时依然能够静止,根据二力平衡的条件,说明塑料片受到竖直向上的力,这个力来自于大气。实验二:矿泉水瓶变扁了。瓶子发生的形变,说明受到力的作用,也就是受到了压强。实验三:先将玻璃管的一端插入水中,再用手指堵住上端,将管子移出水面,管内的水不会流出。将管子移动到另一个杯子上方,松开手指,管中的水流进杯子。实验四:蜡烛燃烧一会儿后熄灭,杯内的水位上升。总结:以上四个实验都是由于受到了大气压强的作用。这些实验也证明了大气压强的存大。现在我们知道了,有许多的实验都可以证明大气压强的存在。那么倒低是谁最先证明了大气压强的存在呢?他用的是什么方法进行实验。同学们,经过阅读课本之后,你们找到答案了吗?(点名:同学回答)教师描述:马德堡半球实验。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一个著名实验——马德堡半球实验。他把两个直径为30cm铜质空心半球紧紧地扣在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后用16匹马向相反方向拉两个半球,结果费了很大的劲才把它们拉开。这个实验具有非常重要意义:(1)最早证明了大气压的存在(2)证明了大气压强很大马德堡半球实验用的两个铜半球,那么我们能否通过身边的常见物品模拟这个实验呢?(两个塑料吸盘) (四)测量大气压强1.估测大气压强的值提问:大气压强究竟有多大呢?同学们,你们能不能根据前面所学的压强知识,设计一个实验,测出大气压强的值。在设计实验之前,首先我们要清楚本实验的测量原理。根据压强的定义公式P=F/S,如果我们知道了力的大小及受力面积,就可以根据公式计算出压强。所以,本实验的测量原理就是P=F/S,(这个实验我们还是可用塑料吸盘进行实验,把吸盘圧在玻璃板上,用力拉开吸盘,同时用测力计测出拉力的大小。)实验器材:塑料吸盘、弹簧测力计、刻度尺、塑料杯、细沙、玻璃板、铁架台等。实验步骤:用刻度尽测出吸盘的直径,再计算出其半径;将吸盘倒吸在玻璃板下面(尽量排尽里面的空气),挂上小桶,慢慢往桶里加沙子,直到吸盘刚好落下;收集加入桶内的所有沙子,用测力计测出小桶和沙子的总重力G;根据P=F/S进行计算。记录测量数据:计算:S= P=讨论:任何测量都存在误差,本实验造成测量误差的主要原因是什么?(无法将吸盘内的空气排尽、吸盘自身有重力)托里拆利实验。 1644年,意大利科学家托里拆利用了如图所示的装置,精确地测出了大气压强的值。(这个实验的主要器材为:一根长约1m且一端封闭的细玻璃管、水银槽及适量的水银)方法:将玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指时,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约760mm。 把管子倾斜,或换更长一些的管子,或换更粗或其他形状的管子,管内外水银面的高度差仍为760mm。因水银有毒,就不在课堂上进行演示,现在我们通过一个仿真实验,来观察托里拆利实验的现象。实验分析:璃管内水银柱上方是真空,而管外水争面上受到大气压强,正是大气压强支持着管内760毫米高的水银柱。也就是说,大气压强跟760mm高水银柱产生的压强相等。根据液体内部压强公式,可以算出760mm高水银柱产生的压强这样大小的压强规定为标准大气压。这相当于有10N的压力作用在1cm2的面积上,比大象躺倒时对地面的压强还大。根据托里拆利实验,改用一端封闭一端敞口的U形玻璃管做这个实验,如果在玻璃管旁边产一个刻度尽,就可以对过左右两管的高度差得知大气压强相当于多少毫米水银柱的压强。(大气压强越大,左右两管的高度差就越大。)知识拓展。气压与海拔的关系:海拔越高,气压越低。每提高12m,大气压下降1mmHg(1毫米水银柱)或者每上升9m,大气压降低100Pa。气压与季节关系:冬天的气压比夏天的气压高。晴天的气压比阴天的气压高。沸点与气压的关系:一切液体的沸点都随着气压的升高增大,随着气压的降低和降低。大气压强的应用对下列事例进行分类,哪些应用了大气压强,哪些没有应用大气压强。(注射器打针、船闸工作、茶壶倒水、吸管吸饮料、钢笔吸墨水、真空收纳袋、抽水机、塑料吸盘、饮水机放水、蜡烛燃烧、病人输液、热气球)。 学习回顾知识 学生回答 学生讨论交流 学生讨论回答(通过实验) 学生分组实验
三、课堂小结 小结本节课的主要知识点:本节课的小结通过思维导图的形式进行。
四、随堂练习 (希沃5自带习题)很多动物是物理应用高手,他们为了适应生存的环境,进化出符合一定规律的身体部位,下列从物理角度给出的认识正确的是( )A.壁虎的脚掌上有许多吸盘,从而利用大气压使其在天花板上也不会掉下来。B.骆驼的脚掌很大,可以增大压强。C.深水的海鱼,到水面会死掉,主要原因是水面上的压强比深水处小得多。D.鲶鱼身上有粘液是为了减小摩擦。答案:AD。有下列现象、实验或实例:(1)托里拆利实验;(2)人们用语言交谈;(3)抽水机;(4)用天平称质量;(5)水往低处流;(6)马德堡半球实验;(7)氢气球升空;(8)塑料吸盘的运用;(9)船闸;(10)航空跳伞。如果地球周围没有大气层,将不会发生的是( )A.(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)B.(2)、(4)、(5)、(7)、(8)、(10)C.(1)、(2)、(3)、(6)、(7)、(8)、(10)D.(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(10)答案:C。(通过“课堂活动”中的“选词填空”的形式考察学生对托里拆利实验的理解。在做托里拆利实验时,不小心玻璃管中留有少量残余空气,那么大气压强的测量值将________真实值。(选填“大于”、“等于”或“小于”。
五、课后练习 P25:自我评价1、 自我评价3
六、板书设计 大气压)9.3 大气压强( 一、大气压强的存在(马德堡半球实验):向各个方向都有压强 大气压强的应用 二、大气压强的测量(托里拆利实验)5 10Pa。 = 760mmHg =1.013P×0
七、教学评价与反思 大气压强比较抽象,单靠讲解学生较难理解。课堂开始用实验激发学生兴趣,教学过程通 过实验和多媒体,直观形象地把过程展示出来,学生易于接受。课堂上要多鼓励学生合作探究,能动手做的实验就让学生自己动手做,让学生体验科学探 究的乐趣,更好的培养学生的动手能力、实践能力和创新精神,为终身学习建立基础。