小小發(fā)明家系列課講義力學(xué)模塊第七課：吸塵器一、課程目標(biāo)知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解地球周圍的大氣層；2.重點(diǎn)掌握空氣的壓力：（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）大氣壓可以撐起10米高的水柱；3.了解氣壓的應(yīng)用；4.重點(diǎn)掌握吸塵器的工作原理：渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)使吸塵器內(nèi)的氣壓變低，外邊的空氣帶著灰塵壓進(jìn)來(lái)。探究學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.從感受及身邊的現(xiàn)象了解空氣，認(rèn)識(shí)大氣層；2.通過(guò)系列趣味實(shí)驗(yàn)感受大氣的壓力，探索出氣壓的特點(diǎn)；3.通過(guò)故事及實(shí)驗(yàn)綜合認(rèn)識(shí)氣壓的大小；4.通過(guò)實(shí)例了解氣壓的應(yīng)用及吸塵器的原理。火星盒子制作目標(biāo)：1.觀察和認(rèn)識(shí)吸塵器的組成部分和主要元件；2.在教師指導(dǎo)下動(dòng)手組裝完成吸塵器的制作；3.通過(guò)吸塵器的制作，了解氣壓的特點(diǎn)。二、課堂組織形式1.組織開(kāi)放式問(wèn)題討論2.問(wèn)答式課堂互動(dòng)3.隨堂趣味測(cè)試題4.融入趣味故事講解5.設(shè)計(jì)互動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)6.火星盒子制作演示和指導(dǎo)7.課后習(xí)題鞏固三、課堂準(zhǔn)備名稱內(nèi)容來(lái)源備注1PT課件課程全流程演示文稿火星人俱樂(lè)部課件2相關(guān)參考視頻實(shí)錄視頻、說(shuō)課視頻、實(shí)操說(shuō)課視頻火星人俱樂(lè)部備課視頻3互動(dòng)游戲自動(dòng)灑水器：塑料瓶、大頭針、水盆、水、色素老師自備4互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教具誰(shuí)托住了水：杯子、硬卡紙、水盆、水誰(shuí)把瓶子壓扁了塑料瓶吸管膠（橡皮泥或其他粘合工具）馬德堡半球：馬德堡半球演示工具或者兩個(gè)吸盤托里拆利實(shí)驗(yàn)：1.5L大瓶子、盆子、水老師自備馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可選5學(xué)生組裝器材及工具火星盒子——吸塵（每人一套螺絲（每人一套）火星盒子需按學(xué)生數(shù)量訂購(gòu)；螺絲刀需根據(jù)學(xué)生數(shù)量由教師提前準(zhǔn)備。6課后習(xí)題考核本科學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，客觀題主觀題本講義附件部分四、詳細(xì)上課流程本課包課堂熱和7步體流：（）第-4步理論講，時(shí)長(zhǎng)制需在5分內(nèi)，通紙片托小魔術(shù)入空氣介紹大層及作用，而引空氣壓力通幾個(gè)味小驗(yàn)感氣壓總結(jié)壓的點(diǎn)總從氣高的方流氣壓的地方再過(guò)馬德半球故及模擬驗(yàn)、托拆利實(shí)總結(jié)大的壓力有大-可以起0米高水柱，后了解壓在生活中應(yīng)用吸塵的工原理。（）第5步學(xué)動(dòng)手作組完成吸器，教師導(dǎo)、護(hù)秩、保安全時(shí)長(zhǎng)制在0-0分。（）第6步課程結(jié)，長(zhǎng)為0分。（）第7步課后業(yè)布，把堂內(nèi)延伸生活。上課步驟主要內(nèi)容注意事項(xiàng)【第1步】認(rèn)識(shí)空氣【對(duì)應(yīng)PT誰(shuí)托起了水”部分【時(shí)長(zhǎng)】1in【銜接】上課之前老師先來(lái)表演一個(gè)小魔術(shù)【演示】材料準(zhǔn)備：一個(gè)敞口杯子（或者塑料瓶）、一片硬卡紙（大于敞口杯）演示過(guò)程：1、先把硬板紙放在杯子上，然后倒置松手，紙片掉落趣味實(shí)驗(yàn)引入2、把杯子裝滿水，硬板紙放在杯子上，然后倒置，讓學(xué)生猜會(huì)怎么樣3、提出問(wèn)題，誰(shuí)托住了這杯水？【故事】答案就是空氣，關(guān)于空氣還有一個(gè)段子，是關(guān)于嫦娥奔月的，大家聽(tīng)說(shuō)過(guò)嫦娥奔月嗎？我最近把這個(gè)故事講給了小火星，據(jù)說(shuō)古時(shí)候有一個(gè)女子，吃了仙丹就飛升了，跑到了月亮上，住在月亮的廣寒宮里，一住就是幾千年結(jié)果小火星突然打斷我說(shuō)道這個(gè)故事是騙人的我就問(wèn)他：“你怎么知道是騙人的啊，難道你去過(guò)月亮上？”小火星說(shuō)：“我沒(méi)有去過(guò)月亮但是我知道月亮上是沒(méi)有空氣的嫦娥如果真的跑到月亮上，豈不是不能呼吸，那不得憋死嗎？”看來(lái)小火星長(zhǎng)大了，變機(jī)智了啊。故事引出空氣【講解】在我們的身邊，地球的周圍，有著厚厚的一層空氣，雖然我們看不到，也摸不著，但是我們每個(gè)人都要呼吸對(duì)不對(duì)，我們呼吸的時(shí)候就是要把空氣吸到自己的身體里。這層空氣非常厚，有多厚呢？我們知道地球很大對(duì)不對(duì)，把地球（的直徑）變成2倍，大概就是空氣的厚度了，因?yàn)檫@厚厚的一層空氣實(shí)在太多啦，所以我們把所有的空氣加在一起起了個(gè)別致的名字，叫做大氣層。認(rèn)識(shí)大氣層【講解】那空氣到底有多少呢？大約600萬(wàn)億噸什么概念呢如果把所有的空氣集中到一起稱一稱，那么我們找一個(gè)巨大的天平，把大氣層中所有的空氣放上去，然后天平的另一端放什么才能持平呢？要放5座世界上最高的山峰-喜馬拉雅山。【講解】空氣對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常的重要，首先呼吸就離不開(kāi)它，而且空氣還是我們地球的防彈衣。同學(xué)們見(jiàn)過(guò)流星雨嗎？是不是很漂亮，那有人知道流星雨是什么嗎？是石頭，外太空來(lái)的石頭，叫做隕石，它們不小心跑錯(cuò)了地方就向地球砸了過(guò)來(lái)這一個(gè)隕石砸下來(lái)我們這個(gè)樓就被砸成平地了，地上還會(huì)有個(gè)大坑。但是還好，它們?cè)也幌聛?lái)，因?yàn)橛辛舜髿鈱樱鼈冊(cè)诘粝聛?lái)的時(shí)候被空氣劇烈的摩擦然后溫度就升高升高然后就燒著了，于是我們就看到了會(huì)發(fā)光的流星，所以是大氣層保護(hù)了我們不被隕石砸到。【第2步】認(rèn)識(shí)氣壓【對(duì)應(yīng)PT“空氣有壓力嗎？”部分【銜接】知道了空氣的重要性，我們?cè)賮?lái)聊一聊空氣的力量。大家用手托一下，請(qǐng)問(wèn)感受到空氣的重量了嗎？輕飄飄的沒(méi)什么感覺(jué)對(duì)不對(duì)，那空氣真的引入空氣的壓力【時(shí)長(zhǎng)】2in有力量嗎？你有什么辦法證明空氣是有力量的呢？【銜接】為了證明空氣是用力量的，老師準(zhǔn)備了一個(gè)瓶子，這個(gè)瓶子上邊連了一根吸管，瓶子空空的，里有什么呢？空氣，當(dāng)我擠壓瓶子的時(shí)候管子這里就會(huì)有風(fēng)，為什么呢？因?yàn)槠孔永锏目諝獗晃覕D了出來(lái)。那么接下來(lái)我需要一個(gè)小助手，誰(shuí)愿意幫忙呢？【實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)材料：連有一根吸管的空塑料瓶實(shí)驗(yàn)過(guò)程：學(xué)生靠吸管把瓶子里的空氣吸出來(lái)，注意換氣的時(shí)候要把吸管堵住防止外邊的空氣跑進(jìn)去實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：瓶子扁了現(xiàn)象反思：我沒(méi)有壓瓶子，為什么瓶子會(huì)扁，誰(shuí)把瓶子壓扁了？現(xiàn)象分析：本來(lái)瓶子里和瓶子外的空氣差不多，但是因?yàn)槠孔永锏目諝獗晃吡耍膺叺目諝饩烷_(kāi)始擠壓瓶子，把瓶子壓扁。證明空氣的壓力實(shí)驗(yàn)一【銜接】其實(shí)還有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就是擠壓瓶子然后就可以把瓶子吸在胳膊上，當(dāng)然前提是肉多哈。大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，想要利用空氣的壓力壓1、總結(jié)空氣總是從氣壓高的地方流向氣壓低的地方東西，兩邊空氣一樣多可以嗎？不可以。需要做到一邊空氣少，一邊空氣多，空氣多的一邊壓力比較大，我們叫做氣壓，也就是氣壓比較高空氣少的一邊就是氣壓比較低，那么高氣壓自然就會(huì)壓向氣壓低的一邊。當(dāng)然還有一種方式就是加熱，熱脹冷縮，這個(gè)我們到了熱學(xué)再學(xué)習(xí)，這里先不講啦！同學(xué)們，你們還能找到什么方法看到大氣的壓力呢？（鼓嘴、吹氣球等等）2、注意這里主要是從空氣的多少來(lái)認(rèn)識(shí)氣壓的高低其他方面的因素不考慮【第3步認(rèn)識(shí)氣壓的大小【對(duì)應(yīng)PT“空氣的壓力有多大”部分【時(shí)長(zhǎng)】1in【故事】當(dāng)然不是，早在幾百年前就已經(jīng)有人做過(guò)測(cè)試?yán)玻≡捳f(shuō)在50年前的一個(gè)早上，春光明媚，鳥(niǎo)語(yǔ)花香，在大羅馬帝國(guó)的一個(gè)小鎮(zhèn)上，突然熱鬧了起來(lái)，只見(jiàn)他們的鎮(zhèn)長(zhǎng)格里克拿了一個(gè)巨大的鐵球到了鎮(zhèn)上的戲臺(tái)子上，下邊圍了一圈人在看熱鬧啊，這個(gè)大鐵球一分為二在，中間墊著橡皮圈，然后把兩個(gè)半球扣在一起，緊接著，他找了一個(gè)抽氣機(jī)，把球里的空氣全部抽走，這下就真的變成了空心球了，里邊啥也沒(méi)了，空氣都沒(méi)了，這個(gè)時(shí)候再一松手，這個(gè)球還會(huì)不會(huì)散開(kāi)呢？?jī)蓚€(gè)半球緊緊的扣在了一起，于是格里克從人群里找了兩個(gè)彪形大漢，讓他們把球拉開(kāi)，結(jié)果怎么拉都拉不開(kāi)于是格里克用牽來(lái)了16匹馬然后一邊8匹馬去拉這個(gè)球同學(xué)們猜猜看拉開(kāi)了沒(méi)有？16匹馬都沒(méi)有把這個(gè)球分開(kāi)這馬德堡半球的故事是為什么呢？【銜接】當(dāng)然老師手里沒(méi)有這個(gè)馬德堡半球，但是老師也有一個(gè)很厲害的家伙，就是兩個(gè)小吸盤這個(gè)東西大家都見(jiàn)過(guò)吧？它可以緊緊的貼在玻璃上邊，那現(xiàn)在我把兩個(gè)吸盤緊緊的扣在一起，把它們中間的空氣趕走，接下來(lái)請(qǐng)兩位同學(xué)來(lái)把它拉開(kāi)。看能不能拉開(kāi)【游戲】材料準(zhǔn)備：兩個(gè)吸盤游戲過(guò)程：兩個(gè)學(xué)生用力把兩個(gè)貼在一起的吸盤拉開(kāi)游戲結(jié)論：兩個(gè)人無(wú)法將兩個(gè)吸盤分開(kāi)，就像馬德堡半球一樣，當(dāng)然馬德堡半球要比我們這個(gè)裝置更加精密，那么同學(xué)們你們能解釋一下為什么會(huì)這樣嗎？【講解】這就是大氣真正的力量。我們知道這兩個(gè)球里邊的空氣是不是被抽走了？外邊的空氣還是滿滿的這個(gè)時(shí)候呢外邊的空氣就開(kāi)始擠壓里邊的空氣，緊緊的把兩個(gè)半球扣在一起，這就是著名的馬德保半球?qū)嶒?yàn)。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)及講解認(rèn)識(shí)到氣壓的強(qiáng)度【銜接】認(rèn)識(shí)托里拆利的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)液壓fJl??? ()【實(shí)驗(yàn)】（如果是線上課，就用瓶子直接接水就行了）材料準(zhǔn)備：1.5L的大瓶子，一張防水硬紙板、水盆、軟管實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1、盆子里接滿水，把1.5L的瓶子倒扣在盆子里2、把軟管塞到瓶子底部，并從水面露出一部分3、邀請(qǐng)一位小朋友把瓶子里的空氣吸走（注意換氣的時(shí)候要封住軟管，以免氣回去）4、把軟管取出，看看水會(huì)不會(huì)落下來(lái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣的壓力可以支撐起一大瓶水。【銜接】還能不能再高呢？同學(xué)們覺(jué)得空氣可以托起多高的水呢？（學(xué)生猜測(cè)）但是老師這里沒(méi)有更高的水瓶啦，只能讓托里拆利告訴我們啦。托里拆利用這個(gè)裝置托起了10米高的水柱三層樓房這么高所以我們就知道了空氣的力量可以托起10米高的水柱這個(gè)力氣有多大呢？相當(dāng)于一輛小汽車壓在了你的身上的強(qiáng)度。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證托里拆利的想法得出氣壓的強(qiáng)度10米高的水柱【提問(wèn)】既然空氣的力氣這么大，為什么我們?nèi)瞬粫?huì)被壓扁呢？【講解】當(dāng)然是因?yàn)槿说纳眢w里也有空氣啊。還記得我們講過(guò)嗎？氣壓什么時(shí)候會(huì)壓東西，當(dāng)兩側(cè)的氣壓不一樣的，也就是一邊氣壓高，一邊氣壓低的時(shí)候。我們一直在呼吸，和外界保持連通，所以身體內(nèi)的氣壓和外界的氣壓是一樣的。【第4步】了解氣壓應(yīng)用【對(duì)應(yīng)PT】“氣壓的應(yīng)用”部分【時(shí)長(zhǎng)】0min【銜接】了解了空氣的真正實(shí)力后我們?cè)賮?lái)看看人們利用氣壓都做了什么事情，最常見(jiàn)的一個(gè)就是剛才我們用到的吸盤我們可以利用吸盤來(lái)懸掛東西，電影里也有利用吸盤飛檐走壁的故事。【提問(wèn)】那么我有一個(gè)問(wèn)題吸盤更容易貼在哪一個(gè)物體上選項(xiàng)有手臂玻璃、普通的墻壁。同學(xué)們來(lái)舉手回答一下，說(shuō)一說(shuō)為什么？【講解】玻璃，非常好，因?yàn)椴ＡЦ饣?dāng)然這是表面的原因，深層的原因是吸盤靠什么吸附在玻璃上呢？其實(shí)就是把中間的空氣排擠走，靠外邊的吸盤的原理及使用技巧空氣壓著它。所以一旦你從旁邊開(kāi)一個(gè)小口讓外邊的空氣進(jìn)來(lái)，它立馬就掉下來(lái)了那么手和墻壁上邊都是凹凸不平的中間就會(huì)有很多縫隙，空氣就會(huì)從縫隙進(jìn)到里邊去，那里邊和外邊一樣的空氣，還能牢牢的吸住嗎？就不能了。【銜接】還有像針管吸水，其實(shí)水不是被吸上來(lái)的，而是被壓上來(lái)的，當(dāng)你拉動(dòng)針管里的針?biāo)〞r(shí)里邊沒(méi)有空氣氣壓低外邊的空氣就會(huì)壓著水進(jìn)去。我們還有什么類似的現(xiàn)象呢，同學(xué)們能想起來(lái)嗎？比如鋼筆或者滴管，我們是先捏一下然后放進(jìn)溶液/水對(duì)不對(duì)，其實(shí)就是把里邊的空氣先趕走，然后靠著外邊的高氣壓把它們擠到管子里。還有喝飲料，你覺(jué)得是你把水吸上來(lái)嗎？不是你只是把吸管里的空氣吸到嘴里了然后靠外邊的空氣把水壓到你嘴里。當(dāng)然當(dāng)飲料碰到你的嘴以后就是真的用嘴巴飲料吸進(jìn)去了。氣壓應(yīng)用吸水【講解】還有小噴壺，擠壓一下就可以把水噴出來(lái)，但是這個(gè)水是怎么從瓶子里上去的呢？也是靠把空氣擠壓走，然后水就上來(lái)了。我們也可以自己做一個(gè)撒水神器。用一個(gè)塑料瓶就行，大家看好了。自制灑水器【游戲】材料準(zhǔn)備：開(kāi)好洞的礦泉水瓶（底部周邊開(kāi)幾個(gè)小洞，瓶蓋上開(kāi)一個(gè)小洞）游戲過(guò)程：1把礦泉水放在水盆中裝滿水蓋上蓋注意加水時(shí)盆子的水位淹沒(méi)礦泉水瓶上的小洞）2、用手壓緊瓶蓋上的小洞，然后把瓶子提起來(lái)3老語(yǔ)音操控水瓶松手時(shí)水灑出壓緊時(shí)水不流讓學(xué)生通過(guò)觀察找找真正的”控制器“在哪里。游戲結(jié)論：當(dāng)用手壓緊瓶蓋時(shí)，上邊的空氣不能進(jìn)到瓶子里，瓶子周圍的空氣都過(guò)來(lái)擠壓水瓶，小孔里的水流不出來(lái)，松開(kāi)手以后，空氣可以從上邊進(jìn)去上下兩邊的氣壓就一樣了水因?yàn)橹亓蜁?huì)從小孔流出來(lái)。【銜接】生活中還有很多用到氣壓的地方，舉例都舉不完，比如這種椅子，往上邊一坐就壓低了，然后通過(guò)旁邊的控制器可以調(diào)節(jié)椅子的高低，里邊就是很多空氣被壓在里頭你一松這個(gè)空氣終于得到了釋放就開(kāi)始擴(kuò)張，椅子就上升了，然后你用力往下按，就用把空氣壓下去了，固定住，它氣壓的應(yīng)用充氣就不會(huì)動(dòng)了。還有輪胎，是不是也要靠打氣，往里邊充很多空氣，靠空氣的力量讓它鼓起來(lái)，沒(méi)氣了就癟了。還有零食袋子里都充滿了氣體，這樣可以保護(hù)食物不被壓碎。【講解】而我們今天要做的是一個(gè)吸塵器，吸塵器為什么可以把灰塵吸到自己的肚子里呢？當(dāng)然不是因?yàn)樗I啦，而是里邊有一個(gè)風(fēng)扇，這個(gè)風(fēng)扇叫做渦輪，它和我們平時(shí)的風(fēng)扇不一樣，平時(shí)的風(fēng)扇是往外吹空氣，這個(gè)風(fēng)扇是往后吸空氣，把它放在