广东省第二届物理师范生教学技能创新实践大赛教学设计大气压强本

广东省第二届物理师范生教学技能创新实践大赛教学设计大气压强本一、教学目标1.知识与技能目标学生能说出大气压强的概念，知道大气压强产生的原因。理解托里拆利实验的原理，会计算标准大气压的值。能列举生活中与大气压强有关的现象，并能用大气压强知识解释。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生观察、分析、归纳和动手操作的能力。经历托里拆利实验的探究过程，体会科学研究的方法，提高科学思维能力。3.情感态度与价值观目标通过了解大气压强的发现历史，感受科学家们勇于探索、追求真理的精神，激发学生学习物理的兴趣。认识到物理知识与生活实际的紧密联系，培养学生运用物理知识解决实际问题的意识。二、教学重难点1.教学重点大气压强的存在及产生原因。托里拆利实验测量大气压强的原理及方法。标准大气压的值及应用。2.教学难点理解大气压强的存在及特点，通过实验设计和操作感受大气压强的存在。理解托里拆利实验中水银柱高度与大气压强的关系，以及实验的误差分析。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、演示法相结合四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.趣味实验引入教师展示"瓶吞鸡蛋"实验：将一个去壳的熟鸡蛋放在广口瓶瓶口，鸡蛋比瓶口略大一些，无法直接掉入瓶中。然后点燃一张纸条，迅速放入瓶内，接着将鸡蛋放在瓶口，观察到鸡蛋慢慢被吸入瓶中。提问：同学们，看到这个神奇的现象，你们想知道是什么力量把鸡蛋推进瓶子里的吗？今天我们就一起来探索其中的奥秘大气压强。（二）新课讲授（25分钟）1.大气压强的存在实验演示教师进行"覆杯实验"：将一个装满水的杯子，用硬纸片盖住杯口，然后用手按住硬纸片，将杯子倒置过来，慢慢松开按硬纸片的手，观察到硬纸片不会掉下来，水也不会流出来。提问：为什么硬纸片没有掉下来，水也没有流出来呢？引导学生思考是哪种力托住了硬纸片和水。小组讨论组织学生分组讨论上述实验现象，让学生尝试解释原因。每个小组派代表发言，分享小组讨论的结果。教师总结教师总结学生的发言，得出大气对浸在它里面的物体有压强，简称大气压。大气压强是由于空气受到重力且具有流动性而产生的。生活实例展示展示吸盘挂钩、钢笔吸墨水、吸管吸饮料等生活中常见的利用大气压强的实例，让学生观察并思考这些现象是如何利用大气压强的。请学生再列举一些生活中利用大气压强的例子，如注射器吸取药水、活塞式抽水机抽水等，进一步加深对大气压强存在的理解。2.大气压强的测量托里拆利实验原理介绍托里拆利实验的背景：在17世纪，意大利科学家托里拆利首先用实验测出了大气压强的值。演示托里拆利实验装置：将一根一端封闭、长约1m的玻璃管中灌满水银，用手指堵住管口，然后倒插在水银槽中，松开手指后，观察到管内水银面下降到一定高度后不再下降。引导学生思考：管内水银柱上方的空间是什么状态？水银柱为什么会下降？为什么下降到一定高度就不再下降了？教师讲解：管内水银柱上方是真空，没有空气，所以没有向下的气压。水银柱下降是因为受到重力作用，而下降到一定高度不再下降是因为大气压强支持着水银柱，大气压强与水银柱产生的压强相等。实验过程分析分析实验中哪些因素会影响水银柱的高度，如玻璃管的粗细、倾斜程度等。通过多媒体动画演示，让学生直观地看到这些因素对水银柱高度没有影响，进一步理解托里拆利实验的原理。讲解如何计算大气压强的值：根据液体压强公式\(p=ρgh\)（其中\(p\)是液体压强，\(ρ\)是液体密度，\(g\)是重力加速度，\(h\)是液体深度），水银的密度\(ρ=13.6×10³kg/m³\)，当时的实验中水银柱高度\(h=760mm=0.76m\)，\(g=9.8N/kg\)，计算出大气压强\(p=ρgh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10⁵Pa\)。强调标准大气压的值：为了方便计算和比较，人们把\(1.013×10⁵Pa\)的大气压强规定为标准大气压。实验拓展提问：如果把托里拆利实验中的水银换成水，会出现什么情况？引导学生通过计算进行分析。水的密度\(ρ=1.0×10³kg/m³\)，根据\(p=ρgh\)，可得\(h=p/ρg=1.013×10⁵Pa÷(1.0×10³kg/m³×9.8N/kg)≈10.34m\)。说明如果用水做实验，需要一根约10.34m长的玻璃管，实际操作中很难实现。介绍其他测量大气压强的方法，如金属盒气压计（无液气压计），并展示其工作原理的示意图，让学生了解气压计在生活中的应用，如气象站测量大气压强等。（三）课堂小结（5分钟）1.教师引导回顾引导学生回顾本节课所学内容，提问："通过本节课的学习，我们知道了什么是大气压强？大气压强是如何产生的？如何测量大气压强？"请学生回答，教师对学生的回答进行补充和完善，总结本节课的重点知识。2.思维导图展示通过多媒体展示本节课的思维导图，包括大气压强的存在、产生原因、测量方法（托里拆利实验原理及过程）、标准大气压的值以及生活中的应用等内容，帮助学生梳理知识结构，加深记忆。（四）课堂练习（10分钟）1.基础练习题大气压强产生的原因是（）A.空气受到重力B.空气有流动性C.空气受到重力且有流动性D.以上都不对做托里拆利实验时，若管内有少许空气，当玻璃管倾斜，水银柱高度将（）A.变大B.变小C.不变D.无法判断一个标准大气压的值是（）Pa。2.拓展练习题在海拔3000m以内，每升高10m，大气压约降低100Pa。若在山脚下的大气压为标准大气压，那么在850m的山顶上，大气压是多少？某同学自制了一个气压计，在一个标准大气压下，当他将气压计从一楼拿到六楼时，气压计的水柱高度变化了10cm，求该楼每层的高度大约是多少？（\(ρ_{水}=1.0×10³kg/m³\)）请学生完成练习题后，同桌之间相互批改，教师巡视指导，对学生存在的问题进行集中讲解，强化学生对本节课知识的理解和应用。（五）布置作业（5分钟）1.书面作业完成课本上相关的练习题，巩固本节课所学的大气压强的知识。查阅资料，了解大气压强在航空航天、气象等领域的应用，并写一篇简短的科普文章。2.实践作业制作一个简易的气压计，观察大气压变化时气压计的示数变化，并记录一段时间内的天气情况和气压计示数，分析两者之间的关系。五、教学反思通过本节课的教学，学生对大气压强的概念、产生原因及测量方法有了较为清晰的认识。在教学过程中，通过趣味实验引入新课，激发了学生的学习兴趣和好奇心，使学生积极主动地参与到课堂学习中来。在讲解大气压强的存在时，通过多个实验演示和生活实例展示，让学生直观地感受到大气压强的存在，降低了学生理解的难度。托里拆利实验是本节课的重点和难点，在教学中通过详细的讲解、动画演示和实验拓展，帮助学生理解实验原理和过程，突破了教学难点。课堂练习的设计既有基础题，又有拓展题，能够满足不同层次学生的需求，及时巩固所学知识。然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在小组讨论环节，部