物理八年级下册3 大气压与人类生活教案

这是一份物理八年级下册3 大气压与人类生活教案，共10页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法，情感、态度和价值观等内容，欢迎下载使用。
设计说明
在已有固体压强和液体压强的知识基础上，自主探究气体压强的相关知识，本节内容中关于大气压强的存在、与大气压有关的现象及大气压在生活中的应用，经探究学生易于接受和理解。由学生设计实验证明大气压的存在，调动学生的积极性，培养学生的动手能力，激发学生的求知欲，而后展开教学。在教学中，通过对实验的观察及幻灯片的展示，由浅入深，层层递进，增强学生对大气压知识的了解。
教学目标
【知识与技能】
1.理解大气压强产生的原因，能说出几个证明大气压强存在的事例。
2.知道托里拆利实验的方法和结果，记住大气压强的值。
3.能用大气压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣。
【过程与方法】
1.通过设计日常生活中简单的有关大气压强存在的实验，感知大气压强是客观存在的。
2.通过自主实验、合作探究大气压强实验，知道大气压强的方向，并从中体会到大气压强的威力。
3.通过对托里拆利实验的研究，培养学生归纳、推理能力。
【情感、态度和价值观】
1.通过实验观察和思考，培养认真细致、实事求是的科学态度。
2.通过了解大气压的应用，初步认识科学技术对人类生活的影响。
重点难点
教学重点
大气压强的存在、用大气压强解释生产、生活中的现象。
教学难点
大气压强的测量。
教学方法
以实验探究为主，综合运用讨论法、讲授法等。
教具、学具
多媒体课件、一只空杯、吸盘两个、饮料瓶、水、广口瓶、硬纸片（或塑料片）等。
授课时数
1课时
教学过程
回顾思考
1.液体由于受_______作用，对容器_______有压强；液体由于具有流动性，对阻碍液体散开的_______也有压强。
2.我们把上端、底部_______的容器叫做连通器。连通器的特点：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持_______。
3.探究连通器的原理
如图所示，在U形管底部有一个薄塑料片CD，U形管 A、B两管都倒入等高的水。由公式_______可以知道，薄片CD左右两面受到水的压强_______，又由公式_______可以知道，薄片CD左右两面受到的压力_______，薄片CD将_______（选填“向左移动”“向右移动”或“保持静止”）。
导入新课
老师演示：取一个饮料瓶，向里面倒一些热水，稍后把热水全部倒出去，迅速把瓶盖拧紧。让学生观察瓶子会发生什么变化？
学生观察并回答，瓶子变瘪了，同时会听到“喀拉喀拉”的声音。
进一步让学生思考：是谁把饮料瓶压瘪的呢？
把瓶子压瘪的只能是空气。
讲授新课
一、大气压强的存在
1.提出问题
液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体能够流动。空气也能流动，我们周围是否也存在着大气的压强？
2.设计和进行实验
（1）实验一：杯子中盛满水，用一硬纸片（或塑料片）挡住杯口后，用手支撑着倒立过来，松手后，观察硬纸片是否掉下来。再缓慢地使杯子在竖直面转动360度，观察硬纸片是否掉下来。这种现象说明什么问题？
甲 乙 丙
（2）实验二：取两个挂东西的小吸盘，将其对接并挤出内部的空气，然后请试着用力拉开吸盘。拉开吸盘需要用不小的力，这主要是因为什么呢？
（3）实验三：广口瓶底铺一层沙子，一个剥了皮的煮鸡蛋放在广口瓶上，观察鸡蛋有没有掉下去。把鸡蛋按一下，看能按下去吗？把点燃的酒精棉球放入其中，用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口。请观察发生了什么现象？
实验结论：
和液体一样，空气内部各个方向也都存在压强，这种压强称为大气压强。
3.介绍大气层的结构，对比液体压强产生的原因，分析大气压强产生的原因：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。大气对浸在它里面的物体的压强，叫做大气压强，简称大气压。
讨论：生活中还有哪些现象能说明大气压强的存在呢？
①塑料挂钩被大气压强压在墙上；
②用吸管吸汽水；
③墨水被吸到钢笔里。
二、测量大气压
1.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？
①说明了大气压强的存在；
②大气压强很大，把两个半球紧紧压在一起。
引导启发：
①我们怎样才可以确切地测定大气压强的值呢？
②实验一中的硬纸片受力情况如何？
③如果能使水不与水杯底接触，而且水面上方的气体压强为零，那么大气压强能支持多高的水柱呢？
引导分析：硬纸片受到水柱的压力是大气给的压力。若水面上方的气体压强为零，则此时，大气压强就等于水柱产生的压强。
换用比杯子长的各种不同长度的试管（或容器）进行“覆杯”实验。然后让学生思考如何才能让液柱高度降低？
因为p =ρgℎ，所以在大气压强不变的情况下，如果换用密度较大的液体，液柱的高度将会低一些。
2.托里拆利实验
（1）问题讨论：
①托里拆利实验中汞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，管内的汞将会向上喷出还是向下落回汞液槽？
引导分析：
①因为 p =ρgℎ ，液体压强与汞柱的高度有关，而汞柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压无关。
②破洞后的玻璃管与汞液槽成了连通器，管内的汞将向下落回汞液槽。
（2）大气压强的大小
玻璃管内汞面上方是真空，而管外汞面受到大气压强，正是大气压强支持着管内760 mm高的汞柱，就是大气压强跟760 mm高汞柱产生的压强相等。
（1个标准大气压）p =ρgℎ = 13.6 × 10 3 kg/m3 × 10 N/kg× 0.76 m = 1.013 × 105 Pa
（3）测量大气压强的工具（投影介绍教材图8-31、图8-32）：

图8-31 汞气压表 图8-32 无液气压计
①汞气压表 优点：精确 缺点：不方便携带
②无液气压计 优点：使用方便 缺点：不精确
三、大气压与人类生活
多媒体播放：电影片断——红军爬雪山的情景：茫茫雪山上，狂风卷着雪花。山高路远，气压又低，战士们呼吸困难，但他们仍然坚持着，相互搀扶着前进……炊事员支起铁锅，用那少得可怜的粮食和雪水做出“煮不熟”的饭……恶劣的天气，饥寒交迫，一些战士牺牲了……
讨论：看了影片，你想到什么？影片中哪些情景与大气压有关？
学生阅读： “大气压与人类生活”，举例说明大气压与人类生活息息相关的例子。
多媒体展示：⑴大气压的大小与海拔高度有关：随着高度的增加，空气稀薄，气压减小。
（2）大气压对人体的影响：高原反应——初次进入高原，空气稀薄，吸进来的空气中含氧量减少，造成缺氧，加之气压较低，使人体出现一些不适症状。
讨论：刚才同学们提到，为什么高山上用普通的锅很难将饭烧熟？怎样才能把饭煮熟呢？
1.探究水的沸点与气压的关系
实验：如教材图8-34所示，用注射器给沸腾的水打气加压，水还能继续沸腾吗？对沸腾的水停止加热，随即用注射器抽气减压，水会再次沸腾吗？
讲解：这是因为水的沸点与水面上的气压有关。液体表面的气压增大液体沸点升高，液体表面的气压减小，液体沸点降低。
讲述：大气压强的大小不是一成不变的，其大小与海拔高度有关。为了便于对比，人们通常把1.013×10 5 Pa的大气压叫标准大气压。
1标准大气压＝1.013×10 5 Pa
在海平面附近，大气压强约为1.013×10 5 Pa。离地面越高的地方，空气越稀薄，那里的大气压强越小。
讲述：在高山煮食物，由于大气压比平地低，故水的沸点低于100 ℃。
例如在珠穆朗玛峰，水的沸点为73.5 ℃，使用高压锅可以解决该困难。同学们能分析其原因吗？
阅读教材第80页高压锅的原理。
2.简单介绍航天服的作用和基本结构。
航天服按功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。
(1)舱内航天服也称应急航天服，当载人航天器座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能。航天员一般在航天器上升、变轨、降落等易发生事故的阶段穿上舱内航天服，而在正常飞行中则不需要穿着。
(2)舱外航天服比舱内航天服要复杂得多，它是航天员出舱进入宇宙空间进行活动的保障和支持系统。它不仅需要具备独立的生命保障和工作能力，包括极端热环境的防护和人体平衡控制，氧气供应和压力控制，服内微环境的通风净化、测控与通信保障、电源供应、航天员视觉防护与保障等，而且还需具有良好活动性能的关节系统以及在主要系统故障情况下的应急供氧系统。
课堂小结
1.大气压强是存在的，大气压强通常简称大气压或气压。
2.大气压强的测量——托里拆利实验。
3.标准大气压——支持760 mm汞柱的大气压叫标准大气压。
标准大气压=760 mmHg=76cmHg=1.013×10 5 Pa，可支持水柱高约10.3 m。
4.大气压强的变化：大气压强随高度增加而减小。
5.大气压强的测量：测定大气压强的仪器叫气压计。气压计分为汞气压计和无液气压计。
当堂达标
1. 在铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水，铁桶变扁，如图所示，关于铁桶变扁的原因，下列说法正确的是（ ）
A.冷水的压力使铁桶变扁
B.大气压强使铁桶变扁
C.铁桶内空气膨胀使铁桶变扁
D.铁桶变扁与力无关
答案：B
2. （多选）如图所示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，管内外汞面高度差将不变
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面，管内外汞面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量汞，管内外汞面高度差将变小
D.换用更粗一些的等长玻璃管，管内外汞面高度差将不变
答案：AD
3. 活塞式抽水机工作原理如图所示，提起活塞时，阀门_____关闭，管外的水在_______的作用下进入抽水机。
答案：A 大气压
4. 小梁同学用实验测量某地大气压强的值。她在长约1 m，一端封闭的玻璃管里灌满汞，用手指将管口堵住，然后倒插在汞液槽中，放开手指，管内汞面下降到一定高度时就不再下降，如图所示。
（1）已知汞的密度为13.6×103kg/m3，她通过数据计算得出大气压强的值为________Pa。
（2）如果我们将此装置拿到海平面去测量，则测量结果将________（选填“大于”或“小于”)她测量的值。
（3）小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值，他把汞换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，发现管中的水柱不会下降。如果你来测量，且能够测出，则玻璃管长度____________（选填“必须大于10 m”或“可以小于10 m”)。
答案：(1)0.93×105 (2) 大于 (3)可以小于10 m
板书设计
一、大气压强
1.定义：和液体一样，空气内部各个方向也都存在压强，叫做大气压强，简称大气压，一般用p0表示。
2.产生原因：
①空气受重力的作用；
②气体具有流动性。
3.验证存在：马德堡半球实验、覆杯实验等。
4.测量工具：气压计。
5.应用：钢笔吸墨水、吸管吸饮料、针管吸药液、塑料吸盘、活塞式抽水机、离心式水泵等。
二、托里拆利实验
1.实验原理：实验中玻璃管内汞面上方是真空，管外汞面的上方是大气，因此是大气压强支持管内汞柱不下落，大气压强的数值等于这段汞柱在汞面处产生的压强。
2.测量结果：
1标准大气压p0＝760 mmHg＝76 cmHg＝1.013×105 Pa。
3.实验拓展：实验前玻璃管里注满汞的目的是使玻璃管倒置在汞液槽中时，汞上方为真空；若未注满或管中混有少量空气，测量结果会偏小。
教学反思