人教版八年級物理（下冊）第九章壓強第3節大氣壓強（導學案）【學習目標】1、通過觀察、實驗，檢驗大氣壓的存在；2、能通過實例說出大氣壓在生產生活中的應用；3、能簡單描述托里拆利實驗，能說出標準大氣壓的數量級，能說出大氣壓隨高度變化的規律；4、會用大氣壓的知識解釋和解決生活中的問題。【學習重難點】學習重點：體驗大氣壓強的存在學習難點：托里拆利實驗及原理【學習過程】學習任務一：感受大氣壓的存在思考：液體內部想各個方向都有壓強，是因為液體具有流動性。空氣也有流動性，空氣中是否也存在朝各個方向的壓強呢？活動1：將飲料瓶中倒入熱水，晃動幾下，將水倒出，馬上將剝皮的鵪鶉蛋放在瓶口，仔細觀察現象。活動2：將玻璃杯裝滿水，仍用硬紙片蓋住玻璃杯口，用手按住，并倒置過來，松開手，并慢慢轉向其他方向，觀察現象。活動3：播放“馬德堡半球實驗”視頻【小結】1、大氣壓強：大氣內部存在壓強且向各個方向都有壓強。2、最早證明大氣壓存在的實驗：馬德堡半球實驗3、生活中證明大氣壓存在的實驗：覆杯實驗、瓶吞雞蛋【及時反饋1】1．以下現象中，能說明大氣壓強存在的是（）A．用手捏橡皮泥，橡皮泥變扁了 B．用吸管吸紙盒內的牛奶，紙盒變癟了 C．用手壓彈簧，彈簧壓縮了 D．用力吹氣球，氣球吹爆了【解答】解：A.用手捏橡皮泥，橡皮泥變扁了，說明力可以改變物體的形狀，不能說明大氣壓強存在，故A不符合題意；B.用吸管吸牛奶時，先吸走了管中的空氣，使管中形成近似真空，在大氣壓的作用下將牛奶壓入管中再進入人的口中，故B符合題意；C.用手壓彈簧，彈簧壓縮了，說明力可以改變物體的形狀，不能說明大氣壓強存在，故C不符合題意；D.用力吹氣球，氣球吹爆了，是氣體膨脹對外做功，不能說明大氣壓強存在，故D不符合題意。故選：B。2．下列實驗及發生的現象，不能說明大氣壓存在的是（）A．覆杯實驗B．牛奶盒的變化C．加熱充滿水的對流管D．瓶中取袋【解答】解：A、在覆杯實驗中，水和紙片受到大氣向上的壓強，因此沒有下落，故A不合題意；B、用吸管吸牛奶時，由于里面的氣壓減小，在外面大氣壓強的作用下，紙盒被壓癟，故B不合題意；C、加熱充滿水的對流管時，里面受熱的水密度減小向上運動，左邊密度大的水向下運動進行補充，從而實現水的逆時針對流，與大氣壓強無關，故C符合題意；D、橡皮筋將塑料袋密封，袋子與瓶子之間有空氣，用手拿住里面的袋子向外拽時，里面空氣的氣壓減小，在外界大氣壓強的作用下，袋子不能被取出，甚至會將瓶子一起被拿起來，故D不合題意。故選：C。學習任務二：大氣壓的測量觀看視頻，結合課本第40頁的“演示（錄像）”部分內容，了解托里拆利實驗的步驟、現象和結論。并思考以下問題。小組交流討論：1、玻璃管倒置后，水銀柱為什么會下降？因為水銀柱受到了重力的作用。2、為什么水銀柱下降到一定高度后不再降低？因為有大氣壓。3、把玻璃管傾斜一些，水銀柱怎樣變化？高度是否發生變化？水銀柱的高度不會發生變化。4、管子直徑加粗，管中水銀柱高度怎樣變化？水銀柱的高度不會發生變化。5、玻璃管向上提不露出水銀面是否影響測定值？稍稍往下壓一點呢？水銀柱的高度不會發生變化。6、如果玻璃管內水銀柱上方進入一些空氣，管內和管外水銀面高度差如何變化？水銀柱會下降，會使得測量結果偏小。7、能否用水代替水銀來做托里拆利實驗？為什么？不能，因為一個標準大氣壓可以支持10.3m高的水柱，水柱過長，用水做實驗不方便。【小結】1、托里拆利實驗（1）實驗步驟：①在長度大約1米、一端封閉、一端開口的玻璃管中灌滿水銀，排出空氣。②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指緊緊堵住玻璃管開口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里。③待開口端全部浸入水銀時放開手指，將管子豎直固定，當管內水銀停止下降時，讀出此時水銀柱的高度，約760mm。（2）實驗現象：管內水銀面下降到一定高度停止下降；改變管子傾斜程度，其高度不變。（3）實驗結論：大氣壓支持760mm高的水銀柱，即大氣壓等于760mm水銀柱產生的壓強。大氣壓強的值：Po=P水銀柱=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa2、標準大氣壓值把760mm水銀柱產生的壓強叫做標準大氣壓。1個標準大氣壓=1.013×105Pa，粗略計算時，取1×105Pa3、托里拆利實驗的拓展（1）水銀柱產生的壓強只與水銀柱的高度(水銀的深度)和密度有關，所以管子粗一點、彎曲一點、提高一點、傾斜一點，管內的水銀柱的高度不變。（2）如果一開始實驗沒有排盡空氣，上方存在空氣，有一定的壓強，會使得測量結果偏小。（3）大氣壓可以支持10.3m高的水柱，水柱過長，用水做實驗不方便。【及時反饋2】3．如圖所示，是托里拆利實驗的規范操作過程，關于托里拆利實驗，下面說法錯誤的是（）A．大氣壓支持玻璃管內這段水銀柱不會落下 B．實驗中玻璃管內水銀面的上方有少量空氣 C．大氣壓的數值等于這段水銀柱產生的壓強 D．玻璃管傾斜不影響實驗測量結果【解答】解：A、玻璃管內水銀柱不會落下是靠大氣壓支持，故A正確；B、實驗中玻璃管內水銀面的上方是真空，故B錯誤；C、玻璃管內水銀柱不會落下是靠大氣壓支持，大氣壓的數值等于這段水銀柱產生的壓強，故C正確；D、實驗時，玻璃管如果傾斜會使長度增加，但高度不變，不影響實驗測量結果，故D正確。故選：B。4．關于托里拆利實驗，下列說法中正確的是（）A．玻璃管頂部開小孔，水銀會從小孔涌出 B．此實驗在任何時候測出的都是標準大氣壓的數值 C．如果管內混入少量的空氣，管內水銀柱的高度會變低 D．如果玻璃管傾斜插入水銀槽中水銀，測出的壓強會偏大【解答】解：A、當管頂開一個小孔時，管內的水銀與外界的大氣相通，此時外界大氣壓對管內水銀也有個向下的壓強，所以管內的水銀不僅不會從小孔噴出，反而會立即下降。此時托里拆利管和水銀槽實際上是構成了一個連通器，最終液面會相平，故A錯誤；B、大氣壓與高度和天氣有關，在不同的地點、不同的時間，測量的結果可能不同，故B錯誤；C、如果管內混入少量的空氣，管內空氣有壓強，管外大氣壓等于管內空氣有壓強與管內水銀柱的向下壓強之和，因此管內水銀柱的高度會變低，故C正確；D、玻璃管口插入水銀槽中水銀面下的位置淺一些，但水銀柱的高度由外界大氣壓的大小決定的，管內和管外水銀面高度差不變，故D錯誤。故選：C。學習任務三：自主學習，合作交流提出問題：生活中怎樣測量大氣壓強？請同學們結合課本41頁的內容，了解氣壓計，找尋答案，同學發言。1、常用氣壓計有哪些，各自特點是什么?【小結】1、氣壓計（1）測量大氣壓的儀器叫氣壓計（2）種類：水銀氣壓計和金屬盒氣壓計（無液氣壓計）2、自制氣壓計：（課本第41頁“想想做做”）原理：根據玻璃管內水柱的高低，就可以知道外部大氣壓強的大小。當外界大氣壓強降低時，水柱高度變大。學習任務四：大氣壓與高度的關系【做一做】觀看視頻：拿著自制氣壓計從一樓到五樓，記錄并觀察玻璃管內水柱的高度(即管內與瓶內水面的高度差)。實驗現象：隨著高度的增加，管內水柱高度增加。【小結】1、大氣壓與高度的關系大氣壓隨高度的增加而減小。海拔越高，大氣壓越小。在海拔3000m以內，大約每升高10m，大氣壓減小100Pa。2、其它因素對大氣壓的影響(如天氣、溫度、體積等)①天氣：通常晴天比陰天氣壓高，冬天比夏天氣壓高。②溫度：當質量和體積不變時，氣體溫度越高，氣壓越大。③體積：當質量和溫度一定時，體積越小，氣壓越大。【及時反饋3】5．如圖所示，小明將一個瓶子做成自制的氣壓計。當小明拿著它從山下到山頂，玻璃管內水柱高度將（）A．升高 B．不變 C．降低 D．無法判斷【解答】解：把自制氣壓計從山下到山頂，由于高度增加，大氣壓減小，則瓶內的氣壓高于瓶外大氣壓；管內的水面變高；所以玻璃管內水柱的高度增加，說明大氣壓隨高度增加而變小。故選：A。6．小怡從上海出發到西藏拉薩旅行，在兩地給同一密封的小包袋裝食品拍了兩張照片如圖所示，甲圖塑料袋較癟，乙圖中鼓脹。下列說法正確的是（）A．甲圖為上海所拍照片，因為海拔越高氣壓越高 B．甲圖為拉薩所拍照片，因為海拔越高氣壓越低 C．乙圖為上海所拍照片，因為海拔越高氣壓越高 D．乙圖為拉薩所拍照片，因為海拔越高氣壓越低【解答】解：拉薩市的海拔遠高于上海市的海拔，海拔越高，氣壓越低，則兩地地面附近的大氣壓強相比較，上海市的較高，拉薩市的較低。同一密封的小包袋裝食品，在上海市時由于大氣壓較高，接近于袋內氣壓，塑料袋較癟；在拉薩市時由于大氣壓較低，低于袋內氣壓，在袋內大氣壓的作用下，塑料袋鼓脹。所以甲圖為上海所拍照片，乙圖為拉薩所拍照片，因為海拔越高氣壓越低。因此，D正確，ABC錯誤。故選：D。學習任務五：大氣壓的應用——活塞式抽水機【學生活動】閱讀教材42頁“科學世界”，了解活塞式抽水機的工作原理【提出問題】請同學們觀看圖片，小組交流，回答以下問題：1、飲料是怎樣進入口中的？2、注射器如何吸入藥物的？3、茶壺蓋上為什么留一個小孔？【課堂小結】【課堂檢測】1．下列裝置中利用大氣壓強工作的是（）A．破窗錘 B．船閘 C．液位計 D．吸盤【解答】解：A、汽車上的破窗錘，前部做得較尖銳，主要是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強，與大氣壓無關，故A不符合題意。BC、船閘、液位計都是上端開口、底部連通的容器，屬于連通器的應用，與大氣壓無關，故BC不符合題意。D、將吸盤按在墻壁上時，吸盤內的氣壓減小，吸盤在外面大氣壓的作用下，被緊緊地壓在墻壁上，故D符合題意。故選：D。2．如圖所示的實例中，利用大氣壓強的是（）A．甲圖中，用水封堵回水管 B．乙圖中，候車時不要超過安全線 C．丙圖中，潛水艇上浮 D．丁圖中，吸盤掛鉤吸附在光滑的墻面上【解答】解：A、回水管下端相通，構成了連通器，使用的是連通器原理，與大氣壓無關，故A不合題意；B、候車時不要超過安全線利用的是流體越大的地方壓強越小，與大氣壓無關，故B不合題意；C、潛水艇上浮是通過改變自身重力實現浮沉的，利用的物體浮沉條件，與大氣壓無關，故C不合題意；D、吸盤要固定在墻壁上，需要先用力擠壓塑料吸盤，把盤內的空氣擠出，然后吸盤就被外界的大氣壓緊壓在了墻壁上，利用了大氣壓，故D符合題意。故選：D。3．歷史上，著名的馬德堡半球實驗證明了大氣壓的存在；著名的托里拆利實驗測出了大氣壓的數值，一標準大氣壓的值為76厘米高水銀柱產生的壓強。【解答】解：歷史上，著名的馬德堡半球實驗證明了大氣壓的存在；著名的托里拆利實驗測出了大氣壓的數值，一標準大氣壓的值為76厘米高水銀柱產生的壓強。故答案為：馬德堡半球；托里拆利；76。4．為了測量大氣壓強，某同學選擇的器材有：2.5mL的注射器、0～10N的彈簧測力計、刻度尺和細線。實驗步驟如下：（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是排盡注射器內的空氣，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是防止外界的空氣進入注射器。（2）如圖所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數為6.4N。（3）用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度為4.00cm，計算得到活塞的橫截面積為0.625cm2。（4）計算得到大氣壓強的數值為1.024×105Pa。（5）將針筒內空氣排出時，若針筒中有少量的空氣殘余，測得的大氣壓強結果將偏小（選填“偏大”或“偏小”）。【解答】解：（1）將活塞推至底部，這樣做的目的是為了排盡注射器內的空氣；橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是防止外界的空氣進入注射器；（2）當注射器中的活塞