大气压强教学设计

1 大气压强 教学目标教学目标 1 知识与技能 了解大气压的存在 知道大气压强的数值是很大的 理解托里拆利实验原理 培养学生观察 分析 归纳能力 培养学生动手实验能力 培养应用所学知识解决实际问题的能力 2 过程与方法 对托里拆利实验原理进行分析 使学生掌握推理的方法 渗透等效思想 3 情感态度和价值观 通过马德堡半球实验的学习 使学生爱科学 在对托里拆利实验 原理的学习 使学生体会理性思维的成就 教学重点 教学重点 大气压强的客观存在及产生的原因 教学难点 教学难点 解释生活中大气压强的现象 教学准备 教学准备 橡皮碗一对 带吸管的盒装饮料 大小试管 茶杯 硬纸 板 煮熟的鸡蛋一个 广口瓶 细沙 浸过酒精的棉球 马德堡半球模型 抽气机 托里拆利实验装置 教学课时 教学课时 1 课时 教学方法 教学方法 演示法 通过演示生活中大气压强的现象 让学生感知大气压强的 存在 讨论法 通过对实验现象的分析讨论 说明大气压的存在 并能利 用大气压的知识解释生活中的简单现象 教学过程 教学过程 引入新课 前面学习我们知道液体由于受到重力作用会对容器底产生压强 同时由于液体有流动性 使得液体向各个方向都有压强 那么空气呢 我们生存的地球周围被厚厚的空气包围着 包围地球的空气层叫大气 层 我们生活在大气海洋的最底层 空气和液体一样有重力及流动性 那么空气是否也具有压强呢 2 新课教学 大气压的存在 演示 1 这是一个茶杯 装满水 杯子里还有空气吗 用一个硬纸 片盖住杯口 轻轻的把茶杯倒过来 大家看 硬纸片为什么不落下去 配合板图 小纸片一定受到了来自大气层中的空气对它的压强 2 吸完饮料后 继续用力吸空盒子 饮料盒瘪进去 以上的实验说明了大气层中存在着压强 再观察一个著名的实验 马德堡半球实验 马德堡半球实验 这是两个金属半球 合拢后很容易拉开 现在 把阀门打开 把两半球内的空气抽出去一部分 抽气 再将阀门关 闭 现在请两位大力士来拉拉看 学生操作 这个实验就是著名的马 德堡半球实验 它有力地证明了大气对浸在它里面的物体有压强 在 公元 1654 年的最初实验时 用十六匹马才把半球拉开 我们这个实 验由于半球小 真空度不高 拉开它不必用十六匹马 但是已经足以 证明了大气中存在着压强 模拟马德堡半球实验 两个皮碗紧压在一起是因为皮碗内没有空气 因此内部没有压强 而外部的大气压将他们压在了一起 如果掀开一个小角 空气就会进 入皮碗内内部也有了大气压强 就会把两个皮碗分开 大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强 简称大气压或气 压 地球周周的万物无不在大气层之中 它们都受到大气压强 诸如 马德堡半球拉不开 鸡蛋进入罐内 小试管的上升 小纸片的不落 易拉罐被压扁都是大气压强的作用 大气压的测量 马德堡半球实验让人们见识了大气压的巨大 同学们也用实验 体会到了这一点 那么大气压究竟有多大呢 实验 试管内装满水 用食指堵住开口 倒立在水槽内 水不 流出 请大家考虑水为什么不流出 水不流出是因为大气压强的缘故 但是试管内的水也产生压强 水不流出不仅是由于存在大气压强 而 且大气压强大于管内水柱产生的压强 那么大气压强到底有多大 这 个问题早在著名的马德堡半球实验之前就由托里拆利解决了 托里拆利实验 取一根大约一米长 一端封闭一端开口的玻璃管 灌满水银 使管 3 内没有空气 用食指堵在开口 倒立在水银槽内 注意观察现象 我们 先看到管内水银下降 继而又静止不动了请问 水银为什么下降 学 生回答 玻璃管倒置在水银槽中放开手指后管内水银柱下降是因为水 银柱对水银槽表面的压强大于外界对水银槽表面的的压强 所以下降 那么现在为什么静止而不再继续下降 学生回答 当压强相等时 水银面就不会再下降了 此时水银槽外的大气压支撑着玻璃管内一定 高度的水银 水银下降一段后 管内水银柱的上方没有空气 是真空 管内外水银面的高度差不再变化时管内 76cm 或 760mm 高水银柱产 生的压强就等于大气压强 所以欲知现在的大气压强 就需要计算这个水银柱产生的压强 根据上一章液体压强的计算方法 设水银柱下有一个水平的小平面 通过测量水银柱的高 计算水银柱的质量和重力 利用压强的公式 P 液 gh 13 6 103kg m3 9 8N kg 0 76m 1 013 105Pa 实际测 量结果不一定是 760 毫米 但是仍可以认为水银柱的压强是 1 013 105帕斯卡 可见 大气压强的值等于大气压强的值等于 1 013 105帕斯卡 即等于帕斯卡 即等于 760 毫毫 米水银柱产生的压强 米水银柱产生的压强 这个实验就是托里拆利实验 它首次测定了大气压的值 实验 现在将玻璃管稍稍上提 观察水银柱的高度 结果是不 变的 现在将玻璃倾斜 注意 水银面上的真空体积如何变化 学 生回答 管内水银柱的长度如何变化 学生回答 当倾斜时 管 内水银面上方的真空体积减小 水银柱变长 但是水银柱的高度如何 测量 并在板图上画出 很显然 管内水银柱的高度不变 那么 这么大的压强为什么我们感受不到呢 那是因为大气压 是朝各个方向的 大气压的作用互相抵消了 标准大气压的值是 1 013 105帕斯卡 一般情况下 不同地 点 不同高度的大气压的值是不同的 大气压的变化 随海拔高度的变化 大气压随海拔高度的增加而减小 在海拔 4 3000m 内 可近似认为每升高 10m 大气压降低 100Pa 随气象情况变化 晴天比阴天的大气压高 随季节不同变化 冬天比夏天的大气压高 不同时间 不同地点大气压不同 但在日常生活和生产中我们常常需要了解各地的气压和气压的 变化 于是人们设计了用来测量大气的仪器叫气压计 气压计 作用 用来测量大气的仪器 种类 水银气压计 实际上就是一个托里拆利实验装置 只是在刻度 尺上不是标水银柱与水银槽中水银面的高度差 而是标与高度差对应 的大气压值 这样就可以读出大气压值 金属盒气压计或叫无液气压计 它的主要部分是一个抽成真空 的金属盒及与盒盖中央相连的弹簧片 盒的表面是波纹状的 大气压 变化时 盒的厚度及弹簧片的弯曲程度随着改变 通过传动机构带动 指针旋转 指示大气压的值 单位 国际单位 Pa 常用单位 mm 或 cm 高水银柱 标准大气压 1 标准大气压 760mm 高的水银柱 76cm 高的水银柱 1 013 105Pa 大气压的应用 人类生活在大气层中 人们的许多活动是离不开大气压的 同学 们可以举出一些例子吗 例如 将塑料挂衣钩的吸盘贴在光滑的墙上 可以挂东西 家里的玻璃茶几是用吸盘固定茶几面的 我们喝到水或 饮料是大气压的帮助 人们呼吸也要用到大气压 茶壶的盖上要有一 个小孔 和空气相连 利用大气压才能倒出来 钢笔吸水要用大气压 化学实验室的滴管取液体要用到大气压 护士打针吸取药液要用倒大 气压等等 生活中应用大气压的例子很多 在生产中人们还根据标准 大气压能支持 10m 的水柱设想利用大气压的作用把水从低处送到高 处制造了抽水机 活塞式抽水机与离心式水泵 原理 是靠大气压工作的