初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.3 大气压强教案

科目

物理

授课

年级

授课

教师

时间

课题

9.3 大气压强

总课时

1

课型

新授课

教学目的

知识与

技能[来

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。

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。

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

大气压强的存在和大气压强的测定

教学难点

理解托里拆利实验的原理

教师活动

学生活动

设计意图

一、        引入环节

  在很多古装电视剧中，我们都会看到这样一个剧情：有一个酒壶，壶身上有两个开关，通过调控开过，可以倒出有毒的酒和没毒的酒。这种壶到底是电视剧根据剧情需要想象出来的？还是真实存在的呢？

   我查了相关资料，发现还真有这种壶，它是陕西耀州青瓷的代表作，叫做两心壶，又称谐音良心壶。我手中拿的就是一个良心壶，通过调控它的开关，便可以做到下面这样的情况，播放视频。

  这个开关到底是什么呢？学习完今天的知识就会对你有所启发。课前先来关注两个问题：（1）液体可以向哪些方向产生压强？（2）为什么液体可以产生压强？

1.教师演示【覆杯实验】

（1）将塑料片放置在空塑料杯上，将塑料杯倒置过来，观察现象。

现象：塑料片下落。

（2）将塑料杯装满水，之后将塑料片盖在塑料杯上，将塑料杯倒置过来，观察现象。

现象：塑料片不下落。

2.引导分析

（1）以水为研究对象

提问1：之前我们已经学习过了液体压强，水对塑料片是否产生压强？

回答1：产生向下的压强。

提问2：为什么水能对塑料片产生向下的压强？

回答2：因为水具有重力。

提问3：水只对塑料片产生压强吗？

回答3：不是，还对塑料瓶壁产生压强。

提问4：为什么水可以向四周产生压强？

回答4：因为水具有流动性。

（2）对塑料片进行分析

提问1：对塑料片做受力分析。

回答1：自身重力、水对它的压力，应该还有一个向上的力存在。

提问2：这个力的施力物体是谁？

回答2：空气。

提问3：我们现在发现了空气能对处于其中的物体施加力的作用，有压力、有面积，可以存在什么？

回答3：空气也可以产生压强。

3．  认识大气压

   在地理课上，同学们都知道，在我们人类赖以生存的地球周围，还覆盖着一层厚厚的空气，我们称这层空气为大气层。大气对世间万物的存活生长有着重要的作用，今天我们就来从物理的角度认识我们身边的大气。

   通常我们称刚才分析出来的空气产生压力为大气压力，其产生的压强为大气压强。

二、新课内容

1.大气压强

（1）大气压存在的原因

提问1：为什么空气可以对瓶子盖产生压强呢？在回答问题之前，我们先回顾一下上学期的知识，知道固液气都具有质量，知道空气具有什么？

回答1：空气具有质量。

提问2：那么类比于液体由于受到重力，所以会对塑料片产生压强，你能否解释为什么空气可以产生压强呢？

回答2：因为空气也受到重力作用。

(2)大气压强的方向

【实验】将杯子旋转360°，请学生观察现象。

现象：塑料片依然没有落下。

提问1：通过实验现象，你能得出什么结论？

回答1：大气向各个方向都有压强。

提问2：本学期我们第一节课就举了国旗的例子，在空中飘扬，说明什么？类比于液体压强产生的原因，能否启发你来解释为什么大气压强也向四周方向都产生压强呢？

回答2：因为空气具有流动性。

总结：确实如此，正是因为空气也受到重力的作用，同时还具有流动性，所以我们知道了大气压强产生的原因以及它的方向。

（3）马德堡半球实验

A.【互动实验】

①向学生展示2个吸盘，并当着学生的面将两个吸盘拼在一起，用力挤压（引起学生注意这个动作），请两个男生帮忙分开。

②访问两个男生的感受。

③引导学生分析为什么两个吸盘不容易分开，配合flash动画，让学生认识刚才是在与大气压对抗。

由于刚才的挤压动作，洗盘内几乎没有空气呈真空状态，内部压强不再有，只有外部大气压作用在球体上，此时用手拉开不容易。

④如何分开两个吸盘呢？

回答：扎孔。

⑤引导学生分析为什么两个吸盘扎孔后容易分开，配合flash动画，让学生进行分析。

扎孔后，气体再次进入吸盘内，内外大气压可以相互抵消，用手可以轻易地将其拉开。

B.介绍马德堡半球实验

  其实，在历史上，真正发现大气压存在的实验就和我们这个模型非常相像。

  早在1654年，德国马德堡市的市长格里克就做了类似的实验，他选用了半径约36.6cm的半球进行实验，每个半球两边拴有8匹马，一声令下，16匹马分别向两边奔跑，终于才将两个半球分开。

这个实验是历史上第一次证明了大气压强存在的实验。

2.大气压的大小

无论是刚才我们同学分吸盘的实验，还是当年的马德堡半球实验，都让我们认识到了大气压强似乎是很大的。

那么大气压强到底由多大呢？肯定有两个方案，一是直接测量、二是间接计算。但是我们之前没有学习过直接测量气压的仪器，看来只能是间接计算了。请大家回忆一下，我们学习过的关于计算压强的公式有哪些呢？

学生回答：p=F/S和p=ρgh

（1）大气压的粗略测量

①提问：那我们就先从第一条路线走起，这个公式我们说过，虽然它是通用的，最最常见的是计算谁的压强？

回答：计算固体的压强。

②引导学生利用刚才的吸盘，自己添加实验器材尝试设计实验方案。

添加器材：刻度尺、弹簧测力计

实验方案：

a.将一个吸盘吸附在黑板上，并挤压尽量排净其与黑板间的空气。

b.用测力计水平拉弹簧测力计，当吸盘被落下的一瞬间记录测力计示数。

c.用刻度尺测量吸盘直径。

d.利用公式p=F/S来进行计算。

③引导学生评价实验方案

  在设计一个实验之后，除了理论上的可行性，我们还要分析实际操作中的可行性。请大家再次回顾一下，这个实验如果真实操作的话，有没有什么需要注意的问题或者误差？

讨论并回答：不太容易实际操作。

原因有很多：如空气不容易排净、测量力大小时读数有很大误差等。

（2）大气压的准确测量

  看来我们只能尝试第二条路线了，看看能否借助于液体压强去实现对大气压的间接测量。

①     引导：【实验】

我们先来看这样一个实验：展示小试管，里面灌满红墨水，倒插在水槽中，看到试管中的水柱并没有下落，这是谁在起作用？

回答：大气压。

②     根据我的演示，你看看有没有什么思路呢？

讨论并确定：如果知道大气压能够支撑起的水柱高度，用刻度尺测量，即可以间接计算出大气压的大小。

我们假设大气压可以支撑高度为h的液柱，

我们关注这一液面，首先它受到上方液柱产生的压强p液, 还受到大气压向上的压强p大气,当整体静止稳定时，这两个压强什么关系？

相等。

即：

只要测得液柱的高，即可知道大气压的大小。

并且理论和实验都行。

③     播放视频：大气压可以支撑起10.3m高的水柱。

学生会提出不易在实验室实现。

④     这个方案理论和实际都可行，一定选择水吗？有没有其他选择？提供常见液体的密度表。

回答：选择密度大的液体——水银。

⑤     介绍托里拆利实验

最早利用此模型来测量大气压大小的人是意大利科学家托里拆利，他也是伽利略最后的学生。当年，他指出用水银来做此实验，水银的化学名称为汞，由于汞的密度非常大，所以他只用了长约1m的玻璃试管便测得了大气压的数值。

A．播放视频，让学生观看托里拆利实验

B.对实验中的重点进行提问。

通过实验，我们知道实验中，实验中，玻璃管内水银面上方是真空，稳定时，玻璃管内外水银面高度差为760mm汞柱；无论玻璃管粗细或者倾斜，这个数值都不变。

（3）1标准大气压

C.下面我们借助于托里拆利实验，来对大气压强进行计算。通常我们认为支撑起760mm汞柱的时候所对应的大气压为1标准大气压：

则1标准大气压的大小为：

1标准大气压，也可以粗略即为100000Pa。

（4）气压计

为了方便平时对天气等情况的观察，人们也设计了气压计。

向学生展示气压计。

   其中，利用传感器，气象台就可以很方便地测量出各个地方的气压数值。

3. 大气压的变化

（1）展示2017年3月18日记录的中央气象台播报的不同地区的大气压值

可以看到，一般来说，不同地区的压强是不同的。

（2）那么，在同一地区，压强会不会发生变化呢？

播放学生提前录制好的视频：一名学生利用气压计在电梯里面记录气压的变化。

通过视频总结：随高度的增加，大气压的数值是减小的。

补充：大气压变化的规律：在海拔3000m以内，每上升10m，大气压大约降低100Pa。

（3）上学期我们在学习沸腾的时候，还说过，液体的沸点随气压有什么变化？

气压高，沸点高。

三、课堂小结

1.以图片形式提示学生对本节课知识进行总结。

2.揭秘两心壶原理。

  先介绍一般茶壶原理，再结合两心壶内部图片进行分析，最后结合视频、关注手的动作来进行揭秘。

3.鼓励学生继续课下关注气体压强

到这节课为止，我们已经学习了固体、液体还有气体的压强，实际上，我们地处北京，四季分明，无论是温暖的春天，你出门呼吸新鲜的空气，还是炎热的夏天，你去海边潜水，亦或是微凉的秋天，你去登山爬高，还是寒冷的冬天，你在雪地行走，这其中都蕴含着丰富的压强知识，请你也在生活中多多关注身边的压强应用，下节课我们一起再来总结和补充！

4.例题练习。

聆听。

回顾知识，思考问题。

观看实验，回答问题。

思考并回答问题。

思考并回答问题。

观察实验现象，思考并回答问题。

回顾地理课大气层的知识。

思考并回答问题。

观看实验现象，结合力学知识，思考并回答问题。

观看实验现象，结合力学知识，思考并回答问题。

2名学生参与实验，其他同学观看实验，并根据教师的提问回答问题。

利用所学知识，思考并回答问题。

学习马德堡半球实验。

根据教师的提问，回顾知识并回答问题。

思考并回答问题。

讨论并确定实验方案。

讨论并评价实验方案。

观看实验现象，结合力学知识，思考并回答问题。

分析实验现象。

讨论并确定实验方案。

观看实验，思考并回答问题。

观看并学习托里拆利实验。

回答问题。

学习计算1标准大气压的大小。

了解气压计。

学生观看中央气象台记录的数据，分析大气压的变化。

观看视频，思考并回答问题。

学习大气压强随高度的变化而变化。

回顾沸点与气压的关系。

课堂总结。

一起揭秘两心壶的秘密。

聆听。

例题练习，巩固理解。

从学生熟悉的电视剧场景出发，展示两心壶，引起学生兴趣，为下面的学习做准备。

提出问题，为下面大气压存在原因的分析做准备。

采用对比的实验方法，让学生先观察实验现象，对大气压的存在形成感性认识，也为下面的教学做铺垫。

通过一步步地提问，让学生先对之前学过的液体压强进行复习，为下面为大气压强存在原因的类比学习做准备。

由实验现象对塑料片进行受力分析，理论上分析出大气压力的存在。

物理联系地理，引发学生兴趣，引出大气压强的概念。

引导学生学习用类比液体压强产生原因的方法来解释理解为什么空气可以产生压强。

通过实验，认识到大气压强的方向。

继续引导学生解释理解为什么空气可以产生压强。

总结所得到的结论，进行梳理和记录。

让学生参与实验，使学生产生兴趣。

一方面再次让学生从实验中认识到大气压强的存在，另一方面让学生训练利用力学受力分析解决问题的能力，也为马德堡半球实验的引入做准备。

引导学生学习马德堡半球实验。

回顾知识，为下面的大气压测量原理进行铺垫准备。

引导学生借助于固体压强模型间接测量大气压强，提高学生的探究实验能力。

让学生体会到实验设计的理论可行性和实际操作可行性的区别，为更好的准确测量做准备。

先让学生直观认识到大气压可以支持住水柱，向利用液体压强测量大气压强做准备。

引导学生回顾液体压强的知识，去分析大气压强。计算大气压强的大小，理解托里拆利实验的思想。

为了实验的可行性，引导学生进一步优化实验。

将模型实验化，让学生观看托里拆利实验。

强化重点。

学习1标准大气压。

学习气压计。

利用中央气象台所记录的数据，引发学生的兴趣。

学生自己录制的视频，学生看起来非常亲切，加深学生的印象。

认识到大气压强随高度而变化。

引导学生自己填充式总结所学内容，加深印象。同时指出重点和难点。

将知识回归课堂最初的问题，提高学生利用已学知识解决问题的能力。

进一步启发学生将压强知识和生活相联系，为下节课学习大气压强的应用做准备。

作业布置

西城区《学习、探究、诊断》第九章第3节（1-10题）。

板

书

设

计

9.3   大气压强

一、    大气压强                                 三、大气压的变化

1．产生原因                                  1. 一般不同地方气压不同

2.大气向各个方向都有压强                      2.海拔高，气压低，沸点低

3.首次发现；马德堡半球实验     

二、大气压的测量

1.粗略测量：p=F/S

2.准确测量——托里拆利

教

学

反

思