8.3 大气压与人类生活
教学目标
知识与技能:
1.确认大气压强的存在。
2.了解大气压的测量方法和估测方法,知道1个标准大气压的数值。
3.了解液体的沸点跟表面气压的关系。
过程和方法:
1.观察并描述跟大气压有关的现象,体验大气压强的存在。
2.经历估测大气压强的过程,领会估测大气压的方法。
情感、态度和价值观:通过对大气压应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响。
教学重、难点
重点:体验大气压强的存在,感知大气压强的大小
难点:1.理解大气压产生的原因及方向
2.托里拆利实验及原理
3.感知大气压的大小
教学过程
1.创设情境,设疑激趣,引入课题
同学们想看魔术表演吗?教师拿出一个自制水壶:“老师这里有个神奇的水壶,我能从这个空的水壶中倒出我想要的饮料。教师做演示实验:倾斜水壶,没有饮料出来。摸一下水壶,再倒一次,倒出了绿茶,依次倒出可乐和橙汁。同学们,学习大气压强之后,我们会明白其中的道理的。从而引入课题,并板书标题“大气压强”。
2.分组实验,演示实验,互动实验,体验大气压的存在
(1)学生分组实验,“覆杯实验”:将玻璃杯装满水,用硬纸片盖紧倒过来或朝向各个方向,让学生观察实验现象,并交流讨论出大气压强的特点。
(2)演示实验,喷泉实验,在500ml圆底烧瓶里提起装满氨气,塞紧带尖嘴的玻璃管的胶塞(止水夹关闭)。将烧瓶倒置并使玻璃管浸没在滴有酚酞的水中,然后挤压胶头滴管中的水,使氯气部分溶解,瓶内气压降低,再打开止水夹,大气压便将水压至烧瓶内,烧瓶内即出现美丽的喷泉。从而激发学生继续往下探究的兴趣。
(3)演示实验,假如没有大气压,将充有少量气体的气球、吸盘、可乐放入真空罩中,然后用抽气机抽取其中空气,通过观察实验现象可反之推理,从另一角度表明了大气压的存在。加深学生对大气压存在的理解。
(4)学生实验,主要内容为两个游戏活动:一个是用吸管吸饮料,准备好两个瓶子,一个瓶子是开口的,另一个是密闭的,看谁先把饮料喝完。另一个是谁是大力士活动,
找两位力气大的男同学用力上讲台体验,先将两个吸盘相对用力挤压,再让两位男同学用力往外侧拉,结果费了很大劲才拉开,或者没拉开。接着播放一段视频引出马德堡半球的故事,让学生了解物理发展史中的盛事。以上这些实验让学生在惊讶中领略科学的神奇。
通过这些探究活动,让学生切身体验了大气压强的存在,知道了大气压的方向。充分体现了学生的主体地位,培养了学生科学探究能力,以此达到对第一个教学重点和难点的突破。
3.大气压的测量,认识托里拆利实验
回忆“覆杯实验”,思考:若不用纸、玻璃片等类似物体,还可以用什么办法不让杯中的水流出?(倒置在液体中——引出托里拆利实验)
(1)先用玻璃杯装满水倒插入水槽中,再慢慢往上提(杯口不离开水面,下同),观察杯中水是否充满?接着换用量筒和细长玻璃管,重复上述过程。
(2)学生讨论:你观察到了什么现象?为什么水总是充满的?怎样做才能使水不充满呢?
经过讨论之后,使学生认识到:水充满的原因是由于大气压大于管中的水压,只有管内水压等于外界大气压时,把管子再加长的话,管内水面就不再上升充满整个管子了,这时它的上方成了真空。
这就给我们提供了一个测量大气压的思路:可以利用液体压强间接测量大气压。但是由于水的密度太小,要求玻璃管太长,所以,人们就选择了密度大的液体汞(水银),这就是著名的托里拆利实验。
由于水银有毒,所以我通过实验视频给学生介绍托里拆利实验,让学生计算出大气压的值。
学生思考(投影):
①玻璃管中的水银要灌满,为什么?实验中玻璃管内水银面的上方是什么?
② 水银柱为什么不下降,试着用二力平衡的知识理解水银柱产生压强与大气压之间关系?
③水银柱产生的压强怎样计算?写出计算过程
学生回答后,教师小结并强调:1个标准大气压的值──P0=ρ汞gh=1atm=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
[多媒体展示]气压计构造图水银气压计比较准确,但携带不方便,生活中用的比较多的气压计是金属盒气压计,又叫做无液气压计,它的主要部分是一个波纹状的真空金属盒。让学生观察无液气压计的图片并简要介绍工作原理。气压变化时,金属盒厚度会发生变化。传动装置将这种变化转变为指针的偏转,指示出气压的大小。
4.大气压强的变化和应用
师:大气压是不是总等于一个定值?猜想一下:大气压可能和什么因素有关?
学生讨论(大气压强---空气产生—空气不均匀(密度变化)---压强变化)
离地面越高的地方,大气压越小。
师:大气压在我们日常生活中、生产中有哪些应用?
生:分组讨论
[多媒体展示]①活塞式抽水机结构图
学生分析----工作过程
②电脑动画演示活塞式抽水机的分步工作过程
③离心式水泵结构图
学生分析----工作过程
④用电脑动画模拟分步工作过程
5.归纳总结,知识迁移以及课后研讨
先组织学生归纳总结,说一下本节课你的收获,以便学生系统掌握所学知识。
布置作业
(1)应用训练题
1.用塑料吸管从瓶子中吸饮料时,是什么力使饮料上升到嘴里的?
2.假如用水来做托里拆利实验,管内水面上方是真空,那么大气压大约能支持多高的水柱
(2)课后作业:1.课本“动手动脑学物理”1、2、3、4、5题。