第三節空氣的“力量”

教學目標

知識目標1.了解大氣壓強產生的原因。2.了解如何測量大氣壓。3.知道1個標準大氣壓的數值。4.能用大氣壓強解釋簡單的現象。能力目標1.通過科學探究的過程設計并驗證大氣壓強存在的實驗。2.通過實驗估測大氣壓強。素養目標1.通過利用大氣壓對日常生活中的一些現象的解釋，激發學生的好奇心和探索欲。2.通過對大氣壓應用的了解，認識大氣壓與人類生活的關系和科學技術對人類生活的影響。

教學重難點

教學重點測量大氣壓。教學難點理解大氣壓的概念、用大氣壓強解釋簡單的現象。

教學過程

一、新課導入將一個煮熟的雞蛋，剝去外殼，放置在一個瓶口小于雞蛋的瓶子上，你有辦法讓瓶子把雞蛋整個吞下去嗎？二、教學步驟探究點1大氣壓強［閱讀課本］P195~196“大氣壓強”［思考］將薄片平放在空的杯口，用手按住，并倒置過來，放手后，會看到什么現象？你能說出其中的原因嗎？［提示］薄片在重力的作用下，掉了下來。［思考］將杯子裝滿水，仍用薄片蓋住杯口，用手按住，并倒置過來，會出現什么現象？你能解釋其中的原因嗎？［提示］薄片沒有掉下，托住了一杯水。說明一定有一個肉眼看不見的物體在托住薄片。［思考］這個看不見的物體可能是什么？［提示］與薄片接觸的只有空氣，所以一定是空氣對薄片施加了力的作用。［思考］這個實驗能說明什么？［提示］說明大氣也會產生壓強。［思考］取兩個掛物品的小吸盤，按圖8?34對接，擠出吸盤內部的空氣，雙手向兩側拉吸盤，出現了什么現象？若讓外部空氣進入吸盤內部呢，為什么會出現這樣的現象？［提示］若要拉開對接排出空氣后的吸盤，則需較大的力；若讓外部空氣進入吸盤內部，則能輕松分開吸盤。這是因為吸盤內部空氣排出后，吸盤外部的空氣會把兩個吸盤緊壓在一起，所以需要較大外力才能將其拉開。如果空氣能進入吸盤內部，吸盤內、外所受的大氣壓強逐漸變為相同大小，那么就能輕松分開吸盤。［思考］在覆杯實驗的基礎上，進一步轉動杯子，讓杯口朝不同方向，薄片會掉下嗎？這一現象說明了什么？［提示］薄片依然不會掉下。這一現象說明大氣對各個方向都有壓強。［歸納提升］空氣和液體一樣，內部各個方向都存在壓強。這種壓強稱為大氣壓強，簡稱大氣壓或氣壓。大氣壓產生的原因：一是自身重力，二是具有流動性。［思考］你能對“馬德堡半球實驗”進行合理的解釋嗎？［提示］抽出金屬半球內的空氣，兩個金屬半球在大氣壓強的作用下，被緊緊地壓在一起，因而很難將它們拉開。［小結］馬德堡半球實驗，不僅證明了大氣壓強的存在，還表明大氣壓強是很大的。［習題］如圖所示，小關在課外探究活動中將一個空的易拉罐里的空氣抽走后，易拉罐變扁了，壓扁易拉罐的力是（）A.大氣壓力B.易拉罐的重力C.易拉罐對地面的壓力D.地面對易拉罐的支持力［分析］將一個空的易拉罐里的空氣抽走后，易拉罐內的氣壓變小，在外界大氣壓力的作用下，易拉罐被壓扁了。［答案］A探究點2大氣壓強的測量［閱讀課本］P197~198“大氣壓強的測量”［思考］托里拆利實驗中，大氣壓強與管內水銀柱產生的壓強有什么關系？［提示］大氣對水銀槽內水銀面的壓強和管內水銀對水銀槽內等平面的水銀面的壓強相等，即大氣壓強與水銀柱產生的壓強相等。［思考］托里拆利在實驗前將玻璃管里裝滿水銀的目的是什么？［提示］玻璃管里裝滿水銀，當玻璃管倒置后，水銀上方為真空。［思考］當玻璃管傾斜時，測量的是水銀柱的高度還是長度？［提示］水銀柱高度是指玻璃管內、外水銀液面的豎直高度差，不是指傾斜時玻璃管內水銀柱的長度。［思考］玻璃管的粗細對測量結果有影響嗎？［提示］玻璃管的粗細不會影響大氣壓強的測量，因為液體的壓強只與液體的密度、深度有關。［思考］你知道托里拆利實驗中運用的物理方法嗎？［提示］實驗中運用了轉換法。［思考］760mm水銀柱的壓強到底是多少呢？［提示］根據液體壓強的計算公式p=ρgh計算，760mm水銀柱產生的壓強約為1.013×105Pa，這就是托里拆利實驗測出的大氣壓強的值。［思考］在生產生活中，測量大氣壓的工具有哪些？［提示］汞氣壓計、無液氣壓計、管式彈簧壓強計等。［思考］你知道管式彈簧壓強計的工作原理嗎？［提示］管式彈簧壓強計中的空心彈簧管的一端與所測的氣體連通，而另一端封閉，并連接杠桿、齒輪和指針等。當空心彈簧管內的壓強增大時，管就趨向于伸直，也就是彎度變小，這種形狀的變化，由杠桿和齒輪帶動指針，指示所測氣體的壓強。［實驗］估測大氣壓強。［思考］觀察圖8?38，我們如何測量大氣對活塞的壓力呢？［提示］活塞將要被拉動時，彈簧測力計對活塞的拉力等于大氣對活塞的壓力。［思考］實驗時，為什么要把活塞推至針筒的頂端？［提示］把活塞推至針筒的頂端，目的是排盡針筒里的空氣。［思考］實驗時，需要測量哪些物理量？［提示］針筒上有刻度部分的總長度L，針筒上有刻度部分所對應的容積V，活塞剛剛開始運動時彈簧計測力計的示數F。［思考］你能運用已知物理量推測出大氣壓的表達式嗎？［提示］大氣壓的表達式：p=FLV［思考］實驗時針筒內空氣無法排盡，或活塞與筒壁之間有摩擦，這將導致測得的大氣壓值如何變化？［提示］針筒內空氣無法排盡會使測量值偏小，有摩擦會使測量值偏大。探究點3大氣壓強與人類生活［閱讀課本］P198~199“大氣壓強與人類生活”［思考］觀察圖8?40，大氣壓強與高度有什么關系？［提示］大氣壓隨高度的增加而減小。［歸納提升］通常把760mm高的水銀柱產生的壓強作為1個標準大氣壓，符號為1atm，1atm的值約為1.013×105Pa。在海平面附近，大氣壓強約等于1.013×105Pa。離海平面越高的地方，空氣越稀薄，大氣壓強越小。［思考］大氣壓與天氣有沒有關系呢？［提示］大氣壓隨天氣的變化而變化；冬高夏低、晴高陰低。［習題］如圖，小明同學將自制氣壓計從山腳帶到山頂的過程中，氣壓計的水柱和外界氣壓的變化分別是（）A.上升，降低 B.下降，升高C.上升，升高 D.下降，降低［分析］大氣壓隨海拔高度的增加而減小，所以從山腳到山頂的過程中，大氣壓降低，因瓶內空氣的壓強不變，所以在瓶內氣壓的作用下，會有一部分水被壓入玻璃管，使管內水柱上升。［答案］A三、板書設計第三節空氣的“力量”1.大氣壓強（1）大氣壓的存在（2）馬德堡半球實驗2.測量大氣壓（1）托里