第3节大气压强教案

第3节大气压强知识与技能：1．了解由于大气压强的客观存在而产生的现象。2．了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小和单位。3．了解抽水机的工作原理。4．了解生活中利用大气压强的实例。过程与方法：1．通过观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是客观存在的。2．通过观察演示实验现象，感知大气压强的大小和单位，培养学生的分析能力和观察能力。3．通过观察感知人类是如何利用大气压强的，体会物理知识对人类生活的影响。情感、态度与价值观：1．培养实事求是的科学态度。2．通过对于大气压强应用的了解，初步认识科学技术对人类的影响。重点：大气压强的存在及产生的原因。难点：解释生活中与大气压强有关的现象。多媒体课件，两个相同的透明玻璃杯，水，硬纸片，两个皮碗。一、情景导入魔术表演——覆杯实验：事先取两个相同且干净的透明玻璃杯，其中一杯倒满清水(学生不一定能够发现两杯的不同)。(1)如图甲所示，将硬纸片平放在空玻璃杯口，用手按住，并倒置过来(提醒学生注意观察)，放手后看到什么现象？(硬纸片掉下)(2)如图乙所示，使用另一个装满水的玻璃杯，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看到什么现象？(硬纸片都没有掉下来)eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))通过观察奇妙的现象，集中学生的注意力并激发学生思考和探究的欲望。此时，用另一只手推动硬纸片，水将会突然流出。同学们，实验中硬纸片不会掉下来的原因是什么？引导学生分析：当杯口朝下时，杯中的水和硬纸片都没有掉下来，说明有作用与水对硬纸片的压力相抵消，这个作用就是空气产生的压强。在大气压强的作用下，托住了硬纸片。而当把杯口向各个方向旋转时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，即大气向各个方向都有压强。同学们，那为什么后来硬纸片掉下来了呢？带着这个问题，我们开始今天关于大气压强的探究。二、合作探究大气压的存在eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))相信很多同学的家里都用到了吸盘，那么是什么使吸盘紧紧吸在墙上不掉下来呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用，而且能流动，因而空气内部向各个方向都有压强(跟液体相似)。大气对浸在它里面的物体的压强，叫做大气压强，简称大气压。多媒体展示：马德堡半球实验。(视频详见教学课件)eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))学生按如图所示做实验，两个皮碗口对口挤压，排除皮碗中的空气，然后两手用力往外拉(用较大的力才能拉开)。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))马德堡半球实验不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。大气压的测量eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))前面我们知道了大气压的存在，那么如何测量大气压强的大小呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))多媒体展示以下实验：测量依据：在图甲中，大气可以把纸片上的液柱托住，根据二力平衡知识可知，只要测量出大气压能够托起液柱的高度，我们就可以根据其产生的压强间接计算出大气压强的数值。因此为了实验方便，根据液体压强计算公式p＝ρgh可知，最好选择密度较大的液体进行实验。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))测量大气压值的实验：①如图乙所示，在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住；②将玻璃管倒插在水银槽中，放开堵住管口的手指后，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm；③将玻璃管倾斜，观察管内外水银面的高度差。实验分析：①实验前将玻璃管里灌满水银，目的是使玻璃管倒置后，水银上方为真空，如果里面的气体没有排净，实验测得管内外水银面的高度差将变小；②水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度，不是指倾斜管内水银柱的长度，因此，实验中使管倾斜后，管内水银柱长度增大，而水银柱的竖直高度不变。实验结果：通过计算求出760mm水银柱的压强的大小即为大气压强。p＝ρ水银gh＝1.36×104kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))最早测量出大气压值的实验是由意大利科学家托里拆利完成的，他测出的大气压的值相当于760mm高的水银柱产生的压强。即1标准大气压＝760mm高水银柱产生的压强＝1.013×105Pa。大气压与人类生活eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))如图所示，生活中我们用吸管吸饮料时，饮料是怎样进入口中的？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))(1)大气压与高度和沸点的关系：大气压的大小跟大气的密度直接相关，密度越大，气压越大。大气的密度随高度升高而减小，所以离地面越高，气压越小。①海平面附近大气压的数值接近1.01×105Pa(标准大气压)。②在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。③天气的变化也影响大气压，晴天比阴雨天气压高，冬季比夏季气压高。④气压会影响液体沸点，气压越高，液体沸点越高；气压越低，液体沸点越低。(2)活塞式抽水机：生活中的活塞式抽水机是利用大气压强工作的。下面我们来看一看活塞式抽水机的原理。(视频详见教学课件)eq\o(\s\up7(),\s\do5(材料拓展))静脉输液中的物理知识静脉输液时，要求在输液过程中，保持滴点的速度几乎不变。通过观察封闭式静脉输液用的部分装置，结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。输液时，医生先将药液瓶倒挂，然后将通气管上的通气针插入，这时通气管与药液瓶内部连通，药液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多，通气管内的液面远比药液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好，然后将输液管通过针头与药液瓶内部相连，调节橡皮管上的夹子，药水就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内下落了。首先，当插入通气管后，通气管内的液面远低于药液瓶内的液面是由于药液瓶内的空气是密闭的，当通气管和药液瓶内接通时，部分药液已进入通气管，这样药液瓶内部的液面就有所下降，瓶内空气的体积就会增大，压强就要减小。正是由于瓶内空气压强减小，小于外界大气压，所以导致了通气管内的液面与药液瓶内液面之间出现了上述的高度差。其次，我们来分析输液时药液瓶内的压强情况。我们知道，液体压强是随深度增加而增大的，液体越深，压强越大，这样液体流动速度就越快。在输液开始后，药液瓶内的液面持续下降，瓶内空气压强减小，因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用，很快被压回到药液瓶内。当通气管(包括针头)内没有了药液后，其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及药液产生的压强；小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略有下降时，小液片就不再平衡，它让开一个“缺口”，气泡就冒上了瓶内空气之中。瓶内空气量增多，压强就稍有增大，通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。这样，在整个输液过程中，通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气压强的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。由于通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变，因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样，就对稳定滴点速度起到了积极作用。第3节大气压强eq\a\vs4\al(大气压强)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大气压的存在\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大气压的概念,大气压的特点)),\a\vs4\al(大气压的测量)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大气压的大小：托里拆利实验,标准大气压：p＝1.013×105Pa)),\a\vs4\al(大气压与,人类生活)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大气压与高度的关系,液体沸点与气压的关系,应用：高压锅、活塞式抽水机))))完成对应课时内容。本节内容较多，大气压概念比较抽象，学生感受不像固体压强和液体压强那么直观，大脑对知识刺激产生的印