10．3 大气压与人类生活教学案例

1 / 15 10 3 大气压与人类生活教学案例 莲山课 件 k 10 3 大气压与人类生活教学案例 教学目标 （见本章教学建议第 3 节） 教学思想 空气看不见摸不着，学生对大气压的知识感到抽象难懂。本案例设计了一系列证明大气压强存在的实验，通过实验，使学生在惊讶之余，引起思考，通过分析确信大气压的存在，同时使学生意识到：在熟视无睹的生活现象中蕴含着许多物理知识，启迪学生关注生活、关注周围的自然现象。 教学重点、难点 （见本章教学建议第 3 节） 教学器材 学生活动器材：玻璃管、滴管、两支试管（一大一小）、两个强力钩（橡皮碗）、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。 教师演示器材：马德堡半球、抽气机、托里拆利演示器、洗耳球、长玻璃管、烧杯（内盛红墨水）、移液管、滴管、两支试管（一大一小）、两个强力钩（橡皮碗）、抽气筒、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。 教学过程 2 / 15 一、引入新课 教师展示一个饮料瓶，用手将饮料瓶捏扁。 教师：你还有什么方法可以使饮料瓶变扁？ 学生用抽气筒将饮料瓶中 的空气抽出，伴随着 “ 咔咔 ” 的响声，瓶子扁了。 教师：是 “ 谁 ” 把瓶子压扁的？ 学生：外面的空气。 学生：大气。 教师：说得好！是瓶子外面的空气把瓶子压扁了。大气对物体的压强简称大气压。今天我们来学习有关大气压强的知识（板书课题）。 二、进行新课 教师：关于大气压，你能提出哪些问题？ 学生：大气压是怎样产生的？大气压有多大？我们为什么没有感受到大气压的存在？ 用多媒体播放视频资料，介绍地球周围的大气层：地球周围有一层大气，就是我 们通常所说的空气，大气有质量和重力，大气有密度，大气可流动，海拔越高空气越稀薄 我们就生活在大气 “ 海洋 ” 的最底部。因为大气也受重力作用，所以浸在大气中的物体同样会受到大气对它的压强，我们把浸在大气中的物体受到大气的压强叫做大气压强，简称 “ 大气压 ” 。 3 / 15 1.感知大气压的存在 教师介绍学生桌面上摆放的器材：两端开口的玻璃管、滴管、两支试管（一大一小）、两个强力钩（橡皮碗）、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。 让学生利用以上器材设计实验，证明大气压的存在。 学生一起观察讨论， 自主设计实验方案，再完成实验。 小组边做边摸索，找出多种方案后，相互交流和帮助，教师及时辅导点拨。 教师对课堂调控时要注意： 倾听各组讨论情况， 及时对各组的配合情况进行评价， 及时矫正学生不规范的操作。 小组汇报：学生边演示，边观察描述现象；教师点拨，引导学生分析思考。 小组甲：把集气瓶倒满水，然后盖上硬纸片，倒过来，硬纸片不会掉下来。 教师：谁托住了水和纸片？ 学生：大气压。 学生：水和纸片受重力作用，本该掉下来，但没有掉落，说明硬纸 片还受到向上托的力。因为纸片下方接触的只有空气，所以我认为是大气压托住了它。 教师：改变杯口方向，大气压依然能托住纸片，这说明什么？ 学生：大气向各个方向都有压强。 小组乙：把两个橡皮碗紧压在一起（或把橡皮碗紧压在墙壁4 / 15 瓷砖上），很难拉开。 教师：为什么要 “ 压紧 ” ，即为什么要将橡皮碗内的空气尽量排出？ 学生：残留空气过多，吸不住。 学生：两面都有空气，两面都有压强，内外的压力 “ 抵消 ” 。 学生：清除一侧空气， “ 去掉 ” 一侧气压，另一侧大气压才能 显示出作用效果。 小组丙：将玻璃管下端浸入水中，然后用手指按住玻璃管上端，将玻璃管移出水面后，水不掉下来。 小组丁：把试管灌满水后倒插入水中，水不落下来。把试管往上提，只要试管口不离开水面，试管中的水总是满的。 教师：同学们做得很好！现在请大家再观察一个实验。 演示马德堡半球实验：把两个铁制的半球对合在一起，用抽气机将空气抽出来，先请两位力气大一些的男同学来拉，再把阀门打开，请两位力气小的女同学来拉。 结果这两位男同学用尽力气，也没有把两个半 球拉开，而打开阀门后，两位女同学很轻松地就将两个半球拉开。 教师：这样的实验很早就有人做了（让学生阅读教材有关“ 马德堡半球实验 ” 的内容）。 教师：马德堡半球实验说明了什么？大气压到底有多大？怎样才能知道大气压的大小？ 5 / 15 学生：说明大气压的存在；而且大气压很大；如果知道拉力的大小，就能算出大气压的大小 2.怎样测量大气压 教师：我们通过实验已经感受了大气压的存在，同时知道大气压是非常大的，那么，有什么办法可以测出大气压有多大呢？ 让学生利用吸盘式衣 钩、注射器、弹簧测力计、钩码等器材，类比马德堡半球实验，设计实验估测大气压，并动手做一做。 教师巡视时可参与学生的交流，视学生讨论的情况适时点拨，使学生设计出测量大气压的实验方案，例如： 教师：要计算大气对注射器活塞的压强 p，需要测出什么？ 学生：需要测出大气对活塞的压力和活塞的面积。 教师：怎样测量大气对活塞的压力和活塞的面积？ 学生：把注射器活塞推至顶端，排出管中的空气，用橡皮套封住针口。在活塞上系根绳，用弹簧测力计拉，记下活塞刚被拉动时弹簧测力计的示数 ，就等于大气对活塞的压力。 学生：这样测不准。你发现活塞被拉开时，弹簧测力计的示数已经变了。可以在活塞上挂钩码，活塞掉下来时，钩码重多少，大气对吸盘的压力就是多少。 学生：活塞的受力面是圆形，测出周长，就能算出面积。 学生：测出直径也可以算出圆底的面积。 学生：注射器上有刻度，读出它的容积，测出有刻度部分的6 / 15 长度，就可以算出活塞的面积。 学生利用利用注射器、钩码；或吸盘式衣钩、弹簧测力计等进行实验，估测出大气压的值。 教师：同学们很聪 明，利用简易的器材就测出了大气压的值。还有没有其他的方法测量大气压呢？ 演示实验：出示一个长滴管，将长滴管下端放进红墨水中，先轻轻挤压滴管的胶囊，再用力挤压，让学生观察液柱上升的情况。 教师：液柱为什么会上升呢？假如玻璃管是足够长的，液柱会一直上升吗？由此你能想到一种测量大气压的方法吗？ 学生：当用力把玻璃管里面的空气挤出来时，由于外界大气压的作用，使液柱上升；若把玻璃管内的空气全部排除，当玻璃管内水柱的压强等于外界大气压时，水就不再上升了，而且保持一定高度。测算出这段水柱的压 强，其大小就等于大气压强。 教师：这个实验给我们提供了一个测量大气压强的方法。由于水的密度过小，要求玻璃管的长度很大，所以，科学家们选择了密度大的液体 水银来做实验。这就是著名的托里拆利实验。 用多媒体播放托里拆利实验。 教师：根据实验结果，如何计算大气压强的大小呢？ 7 / 15 学生：测量出水银柱的高度，根据液体压强公式，就能算出大气压的大小。 让学生根据实验测得的数据计算出大气压。 教师：通常人们把 760mm汞柱所产生的压强，称作一个标准大气压，符号为 1atm。 1atm=105Pa 。 教师：大气压作用在一个人手掌上的压力约为 500N，相当于一个质量为 50kg 的人站在你手掌上产生的压力。这么大的压力，我们为何感觉不到呢？这是因为人体内也存在压强，内外压力相互平衡；另外，人长期生活在大气中，已经适应这种环境了。 教师出示金属盒气压计、水银气压计，让学生读出教室里的气压值，并与标准大气压的数值对比。 教师：大气压是固定不变的吗？大气压的大小与什么因素有关？ 3.大气压与人类生活 用多媒体播放电影片断 红军爬雪 山的情景：茫茫雪山上，狂风卷着雪花。山高路远，气压又低，战士们呼吸困难，但他们仍然坚持着，相互搀扶着前进 炊事员支起铁锅，用那少得可怜的粮食和雪水做出 “ 煮不熟 ” 的饭 恶劣的天气，饥寒交迫，一些战士牺牲了 教师：看了影片，你想到什么？影片中哪些情景与大气压有关？ 8 / 15 学生：我们今天的美好生活，是红军战士用鲜血和生命换来的。 学生：我们要学习红军战士坚强的意志，克服一切困难好好学习。 学生：大气压与海拔高度有关系吗？有什么关系？ 学生：在高山上做饭为什么 “ 煮 不熟 ” ？怎样才能把饭煮熟？ 让学生阅读自学课本内容 “ 大气压与人类生活 ” ，举例说明大气压与人类生活息息相关的例子。 多媒体展示下列内容： 大气压的大小与海拔高度有关：随着高度的增加，空气稀薄，气压减小。 大气压的大小与天气有关：气压高的区域叫做高压区，气压低的区域叫低压区。在高压区，空气从上往下流，天气晴朗，空气干燥；在低压区，空气从下往上流，天空多云，常形成阴雨天气。 大气压对人体的影响：高山反应 初次进入高原，空气稀薄，吸进来的空气 中含氧量减少，造成缺氧，加之气压较低，使人体出现一些不适症状。 生活用品和大气压：吸尘器等是利用大气压工作的一种清洁工具。食品、物品的真空包装，既可节省空间，还可防霉、9 / 15 防蛀、防菌、防潮等。 宇航服的作用和基本结构。 教师：刚才同学们提到，为什么高山上用普通的锅很难将饭烧熟？这是因为水的沸点与气压有关。 演示实验：用烧瓶、注射器、酒精灯等进行实验，演示液体沸点与气压的关系。 结论：液体沸点与气压大小有关，气压增大液体沸点升高，气压减小，液体沸点降低。 三、课堂小结 教师：本节课我们做了哪些实验？请你用图形勾画出、或者用语言概括出这节课的所学所得。通过这节课的学习你有哪些感触？你还有什么疑惑？还能提出什么问题？ 四、布置作业 1.设计一个实验，验证大气压的存在。 2.阅读材料：离心式水泵和活塞式抽水机。 3.请你想像一下： “ 假如地球上没有空气，会发生哪些情况？ ” 请以此为话题写一篇短文，并与同学交流。 大气压本来是看不见的，这里变形的瓶子和 “ 咔咔 ” 的声10 / 15 音，给学生以强烈的感受，并激发学生思考，一下子就把学生的注意力吸引到本节课的主题上来。 借助多媒体介绍大气层，并类比液体压强说明大气压形成的原因，学生易于理解。 教师事先把实验器材全部摆在学生的实验桌上，学生不是按老师的安排按部就班地进行实验，而是自主选择器材，设计实验，充分利用初中学生喜欢动手实验、喜欢展现自己聪明才智的心理特点，也有利于培养学生设计实验的能力、发思维的能力和创造能力。 在这一教学环节中，学生上台展示自己设计的实验，边11 / 15 演示边讲解，大家既学会了知识，又加强了印象，学生还能获得一种 “ 成功感 ” 。 学生通过观看实验或亲身体验，感知 “ 大气压是很大的 ” ，从而激发学生的好奇心：大气压究竟有多大？ 提示学生类比马德堡半球实验设计实验，给学生提供一个思路，以避免学生茫然无措。 学生是活动的主体；教师是组织者、点拨者，是参谋和助手。 12 / 15 在以往的教学中，往往硬性 “ 给出 ” 托里拆利实验，学生难以理解。这里通过 “ 长滴管吸水 ” 这样一个实验，引导学生观察、思考，循序渐进得出托里拆利测大气压的方法，学生不仅易于理解，而且能体验到科学