2020-2021学年9.3 大气压强教案设计

大气压强

★整体设计说明★

本节内容是在学生对固体以及液体的压强的认识基础上针对气体是否存在压强、气体压强有那些特点以及如何测量大气压值这三个问题进行的一堂以教师为主导、学生为主体的一节实验探究课本节课在一定的力学知识的基础上通过实验和方法的探究过程使学生的观察能力、设计实验能力、分析能力、交流合作的能力、归纳总结的能力得到一定的锻炼在教学中按照“体验→思考→分析→探究→应用”的思路逐一展开让学生通过实验体验大气压的存在讨论大气压的特点探究测量大气压的方法以及应用大气压知识解决实际问题在教学中不仅要关注学生“知道什么”更要关注学生“怎样才能知道”所以能动手做的实验就让学生自己动手做给学生亲近感和真实感多媒体起到穿针引线的作用形象补充说明的作用

★教学分析★

（1）教材分析

对大气压强的研究是在前面所学的基础上结合力的测量、二力平衡、压力、压强、液体压强等内容来认识的先通过感知大气压强的存在再进一步学习大气压强的测量和应用既是对以往固体液体压强知识的复习巩固又是对压强知识的深化和提高也为后面学习“流体流速与压强的关系”及“浮力”奠定了坚实基础所以本节课在物理知识的学习中起到了承前启后的作用,是本章的重点大气压强的学习对人们的日常生活生产技术和科学研究等有广泛的意义

（2）教法建议

根据新课程基本理念“注重科学探究提倡学习方式多样化”在本课教学中采用探究性教学模式通过实验探究、讨论交流鼓励学生的行为参与和思维参与充分体现学生在教学中的主体作用使学生从具体的探究活动中获得体验培养学生严谨的科学态度

（3）学情分析

学生在前面已经学习过固体压强和液体压强对压强知识有所了解但气体压强更为抽象所以容易被忽视通过一系列实验和生活中的现象让学生感受到大气压强的存在和运用突破难点学生对科学探究的过程有了一定的了解这里要逐步引导学生完成估测大气压值的探究实验放手让学生完成并对实验进行评估交流在教学中通过实验和多媒体以实验为基础、感性认识为依托逐步引导学生利用已有知识解决新的问题学生完全能够完成本节内容的学习

（4）学法建议

学生课前要做好充分的准备明确探究任务在任务的驱动下充分发挥学习积极性和主动性选择身边的物品与器材进行开放性的体验和实验力争把这种“完成形式”知识改成“待建形式”的知识模拟当年科学家的探索过程通过探索去获得知识

★教学目标★

1．知识与技能：

（1）了解大气压的存在

（2）了解测量大气压强的方法了解大气压强的大小和单位理解托里拆利实验原理、过程和结论知道标准大气压的数值

（3）知道大气压产生的原因知道大气压与高度和沸点的关系

（4）认识生活中利用大气压的现象了解抽水机的工作原理

2．过程与方法

（1）观察跟大气压强有关的现象感知大气压强是一种客观存在

（2）观察演示实验现象感知大气压强的大小和单位

（3）通过观察课件感知人类是如何利用大气压强的

3．情感态度与价值观

（1）培养实事求是的科学态度

（2）通过大气压强应用的了解初步认识科学技术对人类生活的影响

★教学重点★

（1）确认大气压的存在会用相关知识解释生活现象

（2）通过利用身边的物品设计小实验感受大气压强的存在

★教学难点★

测量大气压的方法

★课时设计★

1课时

★教学方法★

演示法：通过演示生活中大气压的现象让学生感知大气压的存在

讨论法：通过对实验现象的分析讨论说明大气压的存在并能利用大气压的知识解释生活中的简单现象

实验探究法：通过实验感知大气压的存在并测量大气压的值

★教学准备★

两瓶饮料（瓶塞密封和不密封）、玻璃杯、水、硬纸板、熟鸡蛋、广口瓶、棉球、火柴、吸盘、玻璃板、钩码、豆浆、吸管、矿泉水瓶、水槽、空矿泉水瓶、电热水壶（热水）、钻了小孔的空易拉罐瓶（平口）、注射器、吸盘、弹簧测力计、玻璃板（每两位学生一套实验器材）多媒体课件

★教学过程★

一、新课引入（约2分钟）

演示实验：组织两位学生吸饮料比赛（对比实验：瓶塞密封和不密封）

赛后提出问题：为什么其中一瓶饮料吸不上来？饮料到底怎样进入嘴中？

师：要进一步了解其中的奥秘我们还需要知道有关气体压强的知识

【设计意图】从学生的一个非常熟悉的生活情景引入鼓励学生发现与物理相关的问题尝试表述这些问题描述所发现问题不能用已学物理知识解释的冲突激发兴趣自然地引出新的课题而不是强加于学生）

二．新课讲解（约30分钟）

（一）体验大气压的存在（约10分钟）

提出问题：地球被厚厚的大气层包围着生活在大气海洋中的我们是否也受到压强呢？请同学们仔细观察几个实验

（不急于给出答案让学生在后面的实践中逐步的改正、完善自己的想法）

1．演示实验

实验1：瓶吞蛋（该实验直接明朗地让学生感受到大气向下的压强把鸡蛋压下去）

介绍并进行实验：剥了壳的熟鸡蛋放在广口瓶上广口瓶的口径太小鸡蛋掉不下去

将点燃的棉球扔入瓶中迅速用鸡蛋塞住瓶口（鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内）

实验2：覆杯实验（该实验直接明朗地让学生感受到大气向上的压强把水支撑着）

介绍并进行实验：将玻璃杯装满水用纸片盖往杯口用手按住并倒置过来移开手后看到什么现象？（水被空气托住）

进一步实验

慢慢将杯口向各个方向转一圈又看什么现象？（水仍没有掉下来）

师：你看到了什么发现了什么？（ppt)

引导学生分析现象（是谁将鸡蛋压进瓶子的？空气怎样做才能把鸡蛋压进去？是什么力量托住了水和纸片？等分析上述实验不难理解大气压强存在问题更深入研究：“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强“覆杯实验”表明大气向上有压强再慢慢向各个方向转动硬纸片仍不掉下来表明大气向各个方向都有压强）（ppt）

【设计意图】用演示实验引入让学生看到意想不到的结果再引导他们进一步思考在已有的力学知识的基础上初步感受大气压的存在得到大气压存在的结论

2．归纳：

①大气压强定义：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强简称大气压或气压

②大气压强存在

③大气压向各个方向

3．学生活动

师：生活中哪些现象还能说明大气压的存在呢？你能设计证明大气压存在的实验吗？

（注意事项：根据生活中的经验学生可以举出很多生活中的例子联系生活把生活与物理学习联系起来对学生的回答要适时鼓励并注意引导学生清楚的表达自己的想法）

生：（可能设计的实验）

利用吸盘；

利用注射器；

利用马桶拔子；

利用玻璃片；

利用空矿泉水瓶和热水；

……

师：（对学生进行肯定和鼓励）

【设计意图】大气看不见大气压强更加抽象如何使学生确信大气压的存在是非常重要的在这里让学生亲身去体验大气压的存在在对演示实验观察讨论的基础上学生根据各小组的课前讨论准备进行组组间交流亲自设计证明大气压的实验进一步亲验确信大气压的存在

（二）估测大气压的值（约10分钟）

1．创设情景

学生实验：模拟马德堡半球实验（利用两个规格相同的塑料挂钩吸盘对拉）

结论：说明了大气压强不仅存在而且大的惊人

播放马德堡半球实验视频并伴随讲解通过语言和表情突出强调大气压强的“巨大”；说明该实验是历史上证明大气压存在的最著名的实验（视频）

2．提出问题

师：大气压到底有多大呢？你能不能设计一个实验测量出大气压的值呢？

师：大气看不见也摸不着怎样测量大气压的数值呢？

师：关于压强我们知道什么？

生：

师：我们可以试着把测量大气压值转化为测大气压作用的压力和大气压作用的面积呀

师：怎样测大气压作用的压力？（举例滑动摩擦力的测量方法等渗透转化等效的物理方法）

师：怎样测大气压作用的面积？

生：……

3．设计实验

师：请小组讨论设计实验方法选择实验器材用文字和实验设计图表达出来

学生利用投影仪展示各自的实验方案（交流与评价）

学生可能设计的测量大气压值的方案有：

（1）器材：吸盘、弹簧测力计；原理：

把吸盘“压”在玻璃上用弹簧秤拉皮碗直到刚好把皮碗拉动记下这时的拉力再测出吸盘的受力面积即可算出大气压

（2）器材：注射器、弹簧测力计、刻度尺；原理：

首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端用橡皮帽封住注射器的小孔水平向右慢慢拉动注射器筒当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计的示数F用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L读出活塞的横截面积S即可算出大气压

从演示的覆杯实验获得启发：利用水测大气压值

……

师生共同讨论实验中遇到的问题以及解决的方法（ppt）

（注意：在交流的过程中注意评价各方案的优缺点注意学生间的互评）

师：请利用我们提供的器材尽快测出大气压的值

4．学生实验：利用注射器弹簧测力计测量大气压的值

交流：各小组汇报实验测量值

师：实验过程中你认为有哪些注意事项大家一起分享？

生：操作过程中的应注意注射器内空气要排净；固定弹簧测力计拉动活塞要使弹簧测力计绳子注射器在同一直线且沿水平缓慢拉动；活塞刚好被拉动的时候记录弹簧测力计的示数……

师：思考一下：用这些方法为什么只能粗略测量大气压值？

交流：活塞与筒壁有摩擦；

针筒内不能完全真空；

测力计读数有误差；

【设计意图】培养学生实验设计、观察和分析能力、增强学生之间的交流与合作；养成实事求是、尊重规律的科学态度和科学精神同时体验科学探究成功的乐趣

想了解世界上精确测出大气压值的实验吗？

（三）托里拆利实验（约10分钟）

教师：早在1643年意大利科学家托里拆利首先用实验的方法准确测出大气压的值这个实验就叫托里拆利实验由于实验中使用了水银而水银有毒会影响健康不能在课堂上演示大家一起观看托里拆利实验视频了解如何准确测出大气压的值

1．播放视频引导学生讨论以下问题：

（1）为什么要在玻璃管内灌满水银？（为了排除管内的空气）

（2）玻璃管中水银柱上方的空间是否有空气？（是真空）

（3）管内水银为什么会下降？为什么没全部下降而是停在760mm处？（管内水银下降是因为水银柱太高产生的压强大于外界大气压；当下降到760mm处时产生的压强等于外界大气压水银柱不再下降；）

（4）计算760mm高的水银柱产生的压强有多大？（P气 =P水银=ρ水银gh≈1.013×105Pa）

（5）管子倾斜放置水银柱竖直高度是否发生变化即所测的大气压值是否变化？

（6）管子直径加粗水银柱竖直高度是否发生变化即所测的大气压值是否变化？

（通过液体压强公式P水银=ρ水银gh可知：水银柱产生的压强只与水银柱竖直高度和密度有关所以管子倾斜一点、粗一点、弯曲一点、提高一点、水银柱竖直高度不变）

2．归纳：大气压p=76cmHg≈1.01×105Pa叫一个标准大气压

阅读教材气压计的相关内容了解水银气压计和无液气压计的原理

3．气压计：测量大气压的仪器：有水银气压计和金属气压计等

（四）大气压的应用及特点

进一步提问：为什么不用水来做托里拆利实验呢？

学生猜想后观看网上下载的视频资源利用水来做托里拆利实验的情景

思考1：如果用水做托里拆利实验时h=？引导学生联想到生活中的抽水机其实就利用了大气压将水抽到高处

1．演示压水机工作过程

【设计意图】通过两个视频文件突破难点理解水银柱产生的压强等于大气压的大小；知道如何准确测量大气压的值并通过液体压强的计算得出大气压的值；初步体会抽水机就利用了大气压的作用

思考2：大气压强在社会生活中还有哪些应用？

学生思考后回答出：

（1）用吸管吸饮料

（2）吸盘式挂衣钩

（3）钢笔吸墨水马桶拔子

（4）拔火罐

（5）用注射器吸药液

阅读教材相关内容了解大气压变化的规律及沸点与气压的关系

2．大气压随高度增加而减小

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．沸点与气压的关系：水的沸点在标准大气压下是100℃随着气压的减小水的沸点也会降低所以高原上的水沸点低会出现煮鸡蛋不熟的现象在高山上需要用高压锅来做饭

【设计意图】举一反三巩固运用；培养学生留心身边物理的意识；关注STS密切联系生产生活实际使学生感受成功的喜悦和学习的快乐从物理走向社会

三、课堂小结（约2分钟）

让学生谈这节课的收获：

学到哪些知识？

学到了什么方法？

还想知道些什么？

提出问题课后完成：假如没有大气压我们将……

【设计意图】培养归纳总结能力进一步深化本节所学知识

四、课堂例题（约5分钟）投影

1．将杯子里装满水用硬纸片把杯口盖严手按住纸片把杯子倒过来放手后纸片不会掉下来杯子里的水不会流出这表明                    如果将杯子转到乙、丙所示的位置纸片不掉水仍流不出来这表明大气向          都有压强

2．如图为托里拆利实验的装置图下列表述正确的是（    ）

A．将玻璃管稍微倾斜管内外水银柱长度将不变

B．将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面管内外水银面高度差变大

C．向槽中继续注入少量水银管内外水银面高度差将变小

D．使用更粗一些的等长玻璃管管内外水银面高度差将不变

3．以下生活现象中不属于利用大气压的是（  ）

Ａ．用吸管吸牛奶

Ｂ．用注射针筒抽取药液

Ｃ．贴在墙上的吸盘式挂衣钩

Ｄ．用高压锅煮饭

【设计意图】巩固本节新课所学内容让学生快速回答教师作适当的点评

五、达标测试（约5分钟）学案

六、布置作业（约1分钟）

1．课后作业

2．假如没有大气压我们将……

★板书设计★

★教学反思★

本节课通过大量的生活现象和小实验充分证明大气压的客观存在实验和课件丰富了学生的感性认识说服力强教学中针对重点设置了实验设计实验验证大气压的存在；设计实验测量大气压的数值本节课的设计注重在学生原有知识的基础上设计问题引导学生分析实验的原理拓展学生的思维真正体会到生活中处处有物理