第1課時初步認識大氣壓強【教學目標】一、學問與技能1.知道大氣壓強的存在；了解大氣壓強產生的緣由;2.知道托里拆利試驗的原理、過程和結論；3.知道標準大氣壓的值.二、過程與方法1.學生進行試驗探究體會大氣壓強的存在，估測大氣壓強的大小，體會科學探究的過程.2.通過對托里拆利試驗的學習，使學生認識和理解用液體壓強來研究大氣壓強的等效替代的科學方法.三、情感、態度與價值觀運用大氣壓強的學問解釋生活、生產中的有關現象，使學生體會到物理學問與生活的密切聯系，具有用物理學問解釋日常生活現象的意識.【教學重點】利用試驗驗證大氣壓強的存在.【教學難點】大氣壓強的估測和測定.【教具預備】多媒體課件、鐵桶、抽氣機、橡皮碗、玻璃杯、紙板、水、優酸乳紙盒（飲料紙盒、易拉罐均可）、吸管、塑料掛衣鉤、細針、廣口瓶、熟雞蛋、沙子、酒精棉花、注射器（帶橡皮帽）、刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、金屬盒氣壓計等.【教學課時】1課時【鞏固復習】老師引導學生復習上一節內容,并講解學生所做的課后作業(老師可針對性地選擇部分難題講解),加強學生對學問的鞏固.【新課引入】師通過前面的學習，我們知道液體內部朝各個方向都有壓強，這是由于液體能夠流淌.空氣也能流淌，我們四周是否存在朝各個方向的大氣壓強？你能舉出幾個實例或者做幾個簡潔的試驗，來證明或否定大氣壓強的存在嗎？老師邊展示試驗器材(鐵桶、抽氣機)，邊說：我可以不用力擠壓就可以將鐵桶弄癟，你們信嗎？（學生懷疑.）老師進行試驗:(1)用抽氣機連接鐵桶口，并啟動抽氣機，幾秒鐘后奇跡毀滅了——鐵桶變癟了.(2)將兩個橡皮碗正對，擠出皮碗里的空氣，然后請兩名力氣大的同學上臺來用力拉橡皮碗，并向全班的同學介紹拉橡皮碗的感受.（學生費了很大的勁才將橡皮碗拉開）師橡皮碗為什么拉不開？學生思考、討論:可能是因為大氣壓強的作用.師下面我們就一起來探究大氣壓強.【進行新課】學問點1大氣壓的存在老師引導學生分成三組，動手試驗探究，體會大氣壓強:第一組：玻璃杯覆水試驗；第二組：用吸管吸取優酸乳紙盒中的空氣，發覺紙盒變癟了.第三組：塑料掛衣鉤吸盤擠壓在光滑的瓷磚上，用力下拉，掛衣鉤吸盤靜止貼在瓷磚上且拉不開.然后用針將吸盤扎一小孔，發覺掛衣鉤下落，根本不需要用力.學生交流體會,得出結論：大氣壓強的確存在.板書：地球四周被厚厚的大氣包圍著，空氣也像液體一樣受到重力的作用而且能夠流淌，因此空氣內部向各個方向都有壓強.師最先證明大氣壓強存在的典型試驗是馬德堡半球試驗.下面請大家觀賞.（播放課件：馬德堡半球試驗)學生觀察、思考，體會大氣壓強不僅存在，而且很大.老師演示“瓶吞雞蛋”試驗（在廣口瓶中放入一些沙子，將燃燒著的酒精棉花放入廣口瓶中，用剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口，塞在瓶口的雞蛋被吞入瓶中），并提問：雞蛋為什么會被瓶子“吞吃”了呢？這個試驗說明了什么？那如何讓瓶子把雞蛋吐出來呢？學生觀察、思考，回答：是因為瓶內的空氣被燒盡，溫度降低后，瓶內氣體壓強減小，外界大氣壓作用在雞蛋上把雞蛋壓入瓶中.老師在引導學生分析如何讓瓶子把雞蛋吐出來時，提示學生運用逆向思維，設法增大廣口瓶內部的大氣壓強.學問點2大氣壓的測量1.大氣壓的粗略測量師剛才兩位同學拉橡皮碗時用了很大的力，而馬德堡半球用了16匹馬才被拉開，由此可見，大氣壓強不但存在而且很大，那到底有多大呢？同學們能否設計一個試驗測量出來呢？請大家利用自己手中的器材設計試驗進行粗略測量.學生分組設計試驗進行探究，估測大氣壓強的值.第一組：將兩個塑料掛衣鉤吸盤正對，然后擠出里面的空氣，用測力計測量出剛好拉開吸盤所用的力，依據二力平衡，拉力與大氣對吸盤的壓力相等，然后測出吸盤的面積，計算出大氣壓強.第二組：將塑料掛衣鉤的吸盤緊壓在平玻璃板上，測出塑料掛衣鉤的直徑D，計算出塑料掛衣鉤的表面積S，用測力計測量出塑料掛衣鉤剛好被拉下的拉力F，利用公式p=4F/（πD2）計算出大氣壓強.第三組：將注射器針筒內的空氣排空，然后用橡皮帽堵住，豎直固定在鐵架臺上，在針筒下面掛鉤碼，記錄當活塞剛好開始下滑時鉤碼的總重力F，估測針筒的橫截面積S，利用p=F/S公式計算大氣壓強.各小組交流自己的設計思想、試驗的步驟和測量結果,討論可能產生誤差的環節，得出結論：上述方法的測量是粗略測量，不夠準確.2.大氣壓的精確測量——托里拆利試驗師在科學試驗室里如此的測量是否可信？怎樣才能準確地測量出大氣壓強的大小？學生思考、討論.師從上面的覆杯試驗可知，覆在玻璃杯上面的紙片之所以不會掉下來，是由于受到了大氣壓強的作用，假如換用一個足夠長的杯子，布滿意夠高的水，紙片也不會掉下來嗎？老師引導學生利用二力平衡的學問分析，得出托起的水柱最高產生的壓強正好等于大氣壓強時，紙片就會下落（不計紙片的重力），因此，可以通過水柱的壓強計算出大氣壓強.這就是托里拆利試驗的原理(提示學生這是等效替代法,以前我們也學習過，如在滑動摩擦力的探究試驗中).在分組試驗中，大家測量的大氣壓強值接近在105Pa，那么，要產生這么大的壓強，需要多高的水柱呢？請大家計算.生：利用p=ρgh計算出水柱的高度h約為10m.師這么高的水柱，我們操作起來簡潔進行嗎？生：不便利.老師引導學生利用p=ρ液gh進行分析，在壓強確定時，密度大的液體，高度小，因此可換用密度大的水銀代替水進行試驗.托里拆利正是選用液體中密度最大的水銀代替水進行測量大氣壓值的試驗，成為了世界上第一個最先較精確測量出大氣壓值的科學家.老師播放課件“托里拆利試驗”,然后提出問題：（用多媒體展示，引導學生在觀看過程中思考、討論）思考題：（1）為什么要灌滿水銀？（2）管內水銀面為什么會下降？（3）水銀下降后，管內水銀柱的上方是否有空氣？（4）水銀面下降了一段距離后為什么不再下降了？（5）怎樣通過計算得出大氣壓強的大小？老師可以適當引導學生分析，加深理解.學生回答:(1)開始時將玻璃管內灌滿水銀是為了排出玻璃管內的空氣.(2)玻璃管倒置在水銀槽中放開手指后管內水銀柱下降是因為水銀柱對水銀槽表面的壓強大于外界對水銀槽上表面的壓強.(3)水銀下降一段距離后,管內水銀柱的上方沒有空氣,是真空.(4)當壓強相等時,水銀面就不會再下降了,此時水銀槽外的大氣壓支撐著玻璃管內確定高度的水銀.(5)管內外水銀面高度差不再變化時,管內760mm的水銀柱產生的壓強就是大氣壓強的值.老師引導學生依據液體壓強公式及密度值算出大氣壓強的值:p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m=1.013×105Pa.師托里拆利進行試驗時,是在海平面四周完成的,通常把這樣的大氣壓叫做標準大氣壓p0.板書：標準大氣壓強的值760mm汞柱(10.3m水柱),即1.01×105Pa.老師總結：托里拆利試驗的幾點疑問：（1）假如管子傾斜，管內水銀柱的長度會增加，豎直高度不會變，所以不會影響試驗結果.（2）因為水銀柱產生的壓強跟水銀柱的粗細無關，所以把管子換成粗的或細的，管內水銀的豎直高度不會轉變，因此不會影響結果.（3）把管子換成比1米長得多的管子，只要水銀柱上方保持真空，管內水銀柱豎直高度就不會轉變，因而不會影響試驗結果；若把管子換成比1米短得多的管子，如比76cm還短，則水銀將會布滿管子，高度隨管子長度轉變而轉變，因此管內水銀柱產生的壓強就不是大氣壓的值，這樣就無法測量了.（4）把管子在水銀中提起一點或插入一點，管內水銀柱的豎直高度不會轉變，所以不影響試驗結果.（5）當有少量空氣混入管中時，管內水銀面上方不再是真空的，這些空氣有確定的壓強作用在管內水銀柱上面，會使水銀柱高度減小，混入的空氣越多，產生的壓強越大，管內水銀柱越短，所以會影響試驗結果，使測量結果變小.師1.013×105Pa到底有多大呢？請同學們估算大氣對指甲蓋的壓力有多少牛頓？相當于多少千克的物體壓在了指甲上？同學們演算，一名同學板演.解：指甲蓋的面積約1cm2，即S=10-4m2，由p=F/S可知大氣產生的壓力F=p·S=1.013×105Pa×10-4m2=10.13N，相當于1kg的物體壓在了指甲上.師這么大的壓力，我們為什么感覺不到呢？生：因為大氣壓強是朝各個方向的，大氣壓的作用互相抵消了.例題（用多媒體展示）小明利用如圖所示的裝置，測量當地大氣壓強的大小，他將測量結果匯報給物理老師，老師告訴他測量結果偏小.你知道小明測量結果偏小的緣由可能是下面的()A.玻璃管沒有豎直放置B.玻璃管頂部混入少量空氣C.水銀槽內水銀液面太高D.玻璃管太粗，管內的水銀太重解析：利用上述裝置測量大氣壓是利用大氣壓跟支持它的水銀柱產生的壓強相等的原理來測量的.水銀柱產生的壓強，只與水銀的密度和水銀柱高度兩個因素有關，而與玻璃管的粗細、玻璃管是否豎直放置、水銀槽內水銀面高低等因素無關.但是玻璃管頂部如混有空氣，管內空氣會對水銀柱產生向下的壓強，使水銀柱的高度變小，因此導致測量結果偏小.答案：B3.氣壓計師標準大氣壓的值是p0=1.013×105Pa.一般情況下,不同地點,不同高度的大氣壓值是不同的.但在日常生活和生產中我們常常需要了解各地的氣壓和氣壓的變化,于是人們設計了用來測定大氣壓的儀器——氣壓計(barometer).下面我們就主要介紹兩種氣壓計:(1)水銀氣壓計構造原理:實際上就是一個托里拆利試驗裝置.只是在刻度尺上不是標水銀柱與水銀槽中水銀面的高度差,而是標與高度差對應的大氣壓值,這樣就可以直接讀出大氣壓值.特點:測量結果準確,但攜帶不便利.(2)金屬盒氣壓計(無液氣壓計)老師結合實物或模型引導學生了解金屬盒氣壓計各部分的構造和功能.師它的主要部分是一個抽成真空的金屬盒及與盒蓋中央相連的彈簧片.盒的表面是波紋狀的,大氣壓變化時,盒的厚度及彈簧片的彎曲程度隨著變化,通過傳動機構帶動指針旋轉,指示大氣壓強的值.(注：假如無液氣壓計的刻度盤上標的不是大氣壓的值,而是高度,就成了航空\,登山用的高度計.)【老師結束語】大家通過這節課的學習，收獲確實不少，我們共同學習了大氣壓強的學問，知道了我們生活的空氣中存在大氣壓強，而且知道了測量大氣壓強的一些方法.好，感謝大家！課后作業完成本課時對應練習.1.在本節課教學的過程中，始終把學生是教學的主體放在第一位.因此，在設計和組織教學的過程中，以學生活動和試驗探究為主線，引導學生通過多媒體課件、試驗等來主動發覺問題,搜集證據,分析有關信息和資料，建立良好的認知結構，從而培育學生的觀察能力、動手能力，使學生學會自主學習，培育學生的創新意識.2.在課堂教學中學生的思維活動必需是有目的性的思維，要達目的必需借助于外界的刺激作用，在“做中學”，將學生