《大氣壓強(qiáng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)理念

本節(jié)課從學(xué)生容易見到的二個(gè)物理現(xiàn)象：

①礦泉水瓶壓癟

②橡皮帽壓在黑板上出發(fā)引出課題，使學(xué)生一開始就進(jìn)入興奮狀態(tài)；接著的模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、粗略測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，把教學(xué)過程推向了高潮，學(xué)生通過動(dòng)手動(dòng)腦、探究創(chuàng)新，獲得了成功的喜悅，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)本節(jié)課也突顯了從生活走向物理、從物理走向生活的課程標(biāo)準(zhǔn)理念。

教學(xué)目標(biāo)

1 知識(shí)與技能

（1）了解大氣壓的存在。知道大氣壓強(qiáng)的數(shù)值是很大的。

（2）理解托里拆利實(shí)驗(yàn)原理。

（3）培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?/p>

（4）培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

（5）了解大氣壓強(qiáng)的大小和單位并了解抽水機(jī)的工作原理。

2 過程與方法

（1）觀察跟大氣壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象，感知大氣壓強(qiáng)是一種客觀存在。

（2）觀察演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感知大氣壓強(qiáng)的大小和單位。

（3）通過觀察感知人類是如何利用大氣壓強(qiáng)的。

3 情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

（2）通過大氣壓強(qiáng)應(yīng)用的了解，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。

課時(shí)安排 1課時(shí)

教具學(xué)具準(zhǔn)備

教具：保溫瓶（內(nèi)裝熱水）、礦泉水瓶、密封并帶套索的橡皮帽（彩電上用的高壓帽，電子商店有售）二個(gè)、DVD、大屏幕彩電、金屬盒氣壓計(jì)

學(xué)具：密封并帶套索的橡皮帽二個(gè)、彈簧測(cè)力計(jì)（5N）二個(gè)、鐵架臺(tái)、杠桿支架、塑料注射器（帶套索，直徑2cm）、橡皮塞各一個(gè)（按學(xué)生人數(shù)4人1組配備）

教材分析

教材首先通過液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)，類比得出大氣內(nèi)部存在壓強(qiáng)，接著通過圖14.3－1的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生確信大氣內(nèi)部存在壓強(qiáng)；進(jìn)而通過粗測(cè)到精測(cè)大氣壓，循序漸進(jìn)；再通過自制水氣壓計(jì)，擴(kuò)展到水銀氣壓計(jì)和金屬盒氣壓計(jì)；最后將物理知識(shí)應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐，圖示出了抽水機(jī)是利用大氣壓工作的道理。

教學(xué)過程

（一）引入：

我們已經(jīng)知道，在液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。這是因?yàn)楠?/p>

①液體受到重力的作用；

②液體又具有流動(dòng)性。我們還知道，地球的表面被一層厚厚的氣體——大氣所包圍，大氣也有上述二個(gè)特點(diǎn)，那么，在大氣內(nèi)部是否也存在向各個(gè)方向的壓強(qiáng)呢？

請(qǐng)看下邊二個(gè)小實(shí)驗(yàn)：

①在空礦泉水瓶里裝入少量開水，振蕩，把開水倒出，立即蓋緊瓶蓋，會(huì)看到什么現(xiàn)象？

②將橡皮帽（代替塑料掛鉤）壓在黑板上，它能承受一定的拉力而不脫落，是什么力量把它壓在光滑的黑板上呢？

（二）新授：

大氣壓的存在

請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上一節(jié)液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：液體受重力作用且有流動(dòng)性，因而液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。同理，大氣中的空氣也受重力作用，也有流動(dòng)性，因而在大氣的內(nèi)部也有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)就叫大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓或氣壓。有同學(xué)可能會(huì)講，空氣本來就看不見、摸不著，我倒是可以通過空氣的流動(dòng)形成的風(fēng)來知道它的存在，這大氣壓我怎么知道有沒有呢？

剛才的二個(gè)小實(shí)驗(yàn)就能很好地說明大氣壓的存在。礦泉水瓶之所以壓癟，并不僅僅是瓶?jī)?nèi)氣體遇冷收縮，更重要的是瓶外存在壓力！這個(gè)壓力存在，正好說明了瓶外的氣體存在壓強(qiáng)，這就是大氣壓強(qiáng)！同樣的道理，橡皮帽壓在黑板上，能承受一定的拉力而不脫落，也是由于大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力作用在橡皮帽上的結(jié)果。

如果礦泉水瓶不蓋蓋子，瓶?jī)?nèi)外都受到氣體的壓強(qiáng)，內(nèi)外壓力平衡，瓶子就不會(huì)壓癟；同樣的道理，在橡皮帽上開個(gè)小孔，橡皮帽和黑板之間就會(huì)有空氣，橡皮帽的兩面都受到氣體的壓強(qiáng)，壓力平衡，橡皮帽就不會(huì)壓在黑板上。

學(xué)生活動(dòng)：模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)

參考課本P90動(dòng)手動(dòng)腦第二題，每4個(gè)學(xué)生為一小組，每小組發(fā)給器材：密封并帶套索的橡皮帽二個(gè)，彈簧測(cè)力計(jì)二個(gè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓小組代表談?wù)剬?shí)驗(yàn)感受或?qū)嶒?yàn)結(jié)論，試圖得出：

①大氣內(nèi)部確實(shí)存在壓強(qiáng)，是大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力將橡皮帽壓緊的；

②彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程的最大值，也沒將橡皮帽拉開；再用二個(gè)同學(xué)用手直接拉，要用很大的力才能拉開，說明大氣壓強(qiáng)比較大；

③將橡皮帽沿著水平方向、豎直方向、斜著方向等不同方向拉，彈簧測(cè)力計(jì)都有示數(shù)，說明大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。

我們剛才用橡皮帽代替馬德堡半球，用彈簧測(cè)力計(jì)代替馬，模擬了馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)有力地證明了大氣壓的存在。事實(shí)上，大氣壓強(qiáng)時(shí)時(shí)刻刻都在我們身邊，不管抽沒抽氣，馬德堡半球外部始終受大氣壓作用。只不過抽氣前，內(nèi)外氣壓值一樣，所以二個(gè)球很容易拉開，大氣壓顯示不出來；抽氣后，外界大氣壓遠(yuǎn)大于球內(nèi)氣壓，因而表現(xiàn)出把兩個(gè)半球緊緊壓在一起了。

實(shí)際上能證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)有很多，如用吸管吸飲料、鋼筆吸墨水等等。

大氣壓的測(cè)量

（1）大氣壓的粗略測(cè)量

學(xué)生活動(dòng)：每4個(gè)學(xué)生為一小組，每小組發(fā)給器材：鐵架臺(tái)、杠桿支架、塑料注射器（帶套索，直徑2cm）、彈簧測(cè)力計(jì)（5N）、橡皮塞。



Ⅰ.裝配圖

Ⅱ.實(shí)驗(yàn)原理： P=F2π r2

Ⅲ.數(shù)據(jù)記錄：r=1cm S=3.14159cm²

F1=4N F2=32N P=1.01859×105Pa

Ⅳ.注意事項(xiàng)：

①組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，要讀出空載時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)；

②二名同學(xué)配合，同時(shí)拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器，同時(shí)確保杠桿支架在水平位置、彈簧測(cè)力計(jì)和注射器在豎直位置；

③拉動(dòng)前，要將注射器的活塞推到底，拉動(dòng)時(shí)注射器的口要用橡皮塞堵??；

④當(dāng)活塞大約位于注射器的中部時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；

⑤實(shí)際的F1要減去空載時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。

學(xué)生代表交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看哪一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與P0＝1.013×105Pa最接近。

教材上類似的實(shí)驗(yàn)是用塑料吸盤做的，由于塑料吸盤的面積太大，彈簧測(cè)力計(jì)的量程過小，所以改用截面積較小的注射器來做。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)還培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神和學(xué)以致用的意識(shí)。

（2）大氣壓的精確測(cè)量：托里拆利實(shí)驗(yàn)

上述方法測(cè)出的大氣壓的值不精確，怎樣精確測(cè)量大氣壓呢？我們先來聽一則故事：

早在 1640年，在意大利北部佛羅倫薩城，塔斯坎寧大公爵在家里的花園中修建了一座十分精美的噴水池，為了保證有足夠的水源供給，就在園中挖了一口井，井口離地面足有十多米，并且裝上了強(qiáng)有力的抽水機(jī)。大公爵和設(shè)計(jì)師想，在晨曦中噴泉與園內(nèi)景色相映一定美極了。工程完成后，大公爵選擇了吉日邀請(qǐng)了親朋好友，正式揭幕噴泉?？墒鞘謷吲d，盡管抽水機(jī)不停地工作，噴水池卻噴不出一滴水來。實(shí)際上，在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐中，這類問題不止出現(xiàn)一次。礦工們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)無論費(fèi)多大的努力都不可能把礦井里的水吸到離地面10米以上的地方。噴水池風(fēng)波雖然結(jié)束了，但問題卻留給了科學(xué)家。到底大氣壓能支持多高的水柱？大氣壓到底有多大呢？三年之后，一位青年學(xué)者找到了答案，他就是伽利略的學(xué)生托里拆利。

因?yàn)樗y有毒，所以現(xiàn)在在課堂上不做托里拆利實(shí)驗(yàn)了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可通過視頻錄像來了解全過程。

打開DVD和大屏幕彩電，放《托里拆利實(shí)驗(yàn)》錄像。

通過看錄像，我們知道，大氣壓能支持76厘米高的水銀柱，而水銀的密度是水密度的13.6倍，也就是說能支持水柱的高度應(yīng)為13.6×0.76m，約為10.3m，如果超過了這個(gè)值，則無論用多強(qiáng)勁的抽水機(jī)都無濟(jì)于事，而且如果違背了科學(xué)，再選良辰吉日都是無稽之談。

托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)大氣壓的原理是：P=ρgh

76厘米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)有多少帕呢？請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式：P=ρgh算一算（1.012928×105帕）

通常把76厘米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用P0表示。

P0＝760mmHg=1.013×105Pa (粗略計(jì)算中，1P0＝105Pa)

影響大氣壓的因素

（1）離地面越高，大氣壓越小

（2）大氣壓還與天氣、時(shí)間、地點(diǎn)等有關(guān)。

大氣壓與生產(chǎn)生活

（1）水銀氣壓計(jì)攜帶不方便，人們發(fā)明了金屬盒氣壓計(jì)，它用在滅火器、氧氣瓶等上面，登山、航空用的高度計(jì)，也是金屬盒氣壓計(jì)。

（2）活塞式抽水機(jī)、離心式水泵都是利用大氣壓抽水的。

大氣壓?jiǎn)栴}解釋

（1）面積很大的房頂，為什么沒有壓垮？

（2）飲水機(jī)里面的水為什么不會(huì)流出來？

（三）小結(jié)：

請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，這節(jié)課我們有哪些收獲？

（1）大氣內(nèi)部存在壓強(qiáng)，大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；

（2）大氣壓的測(cè)量有粗略測(cè)量和精確測(cè)量二種，精確測(cè)量的方法叫托里拆利實(shí)驗(yàn)；

（3） P0＝760mmHg=1.013×105Pa

（4）離地面越高，大氣壓越小

（四）作業(yè)布置：課外小制作

（1）自制水氣壓計(jì)并測(cè)量不同樓層的氣壓。

（2）制作小雞自動(dòng)給水器。

板書設(shè)計(jì)

大氣壓強(qiáng)

1 大氣壓的存在

（1）大氣對(duì)浸在它里面的物體有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓或氣壓。

（2）大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。

2 大氣壓的測(cè)量

（1）大氣壓的粗略測(cè)量

實(shí)驗(yàn)原理：P=F2π r2

(2)大氣壓的精確測(cè)量——托里拆利實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：P=ρgh

通常把76厘米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用P0表示。

P0＝760mmHg=1.013×105Pa (粗略計(jì)算中，1P0＝105Pa)

3 影響大氣壓的因素：高度、（天氣、時(shí)間、地點(diǎn)）

離地面越高，大氣壓越?。ǜ呱缴系拇髿鈮盒。┆?/p>

4 大氣壓與生產(chǎn)生活

（1）氣壓計(jì)：①水銀氣壓計(jì) ②無液氣壓計(jì)

（2）抽水機(jī)是利用大氣壓抽水的

教學(xué)反思

本節(jié)課重在學(xué)生的觀察、活動(dòng)，從觀察活動(dòng)中認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象，總結(jié)物理規(guī)律，掌握研究物理問題的一般方法，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力，加強(qiáng)學(xué)生從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的意識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。本節(jié)課的特色是將教材中的二個(gè)實(shí)驗(yàn)：馬德堡半球?qū)嶒?yàn)和粗略測(cè)量大氣壓實(shí)驗(yàn)作了精心的改進(jìn)，器材容易取得，可操作性強(qiáng)，學(xué)生感同身受，參與率高。在粗略測(cè)量大氣壓實(shí)驗(yàn)中，還利用了杠桿知識(shí)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了學(xué)習(xí)物理的重要性，同時(shí)也突顯了從物理走向社會(huì)的課程標(biāo)準(zhǔn)理念。