《大气压强》教学设计-2025-2026学年北师大版（北京）初中物理八年级全一册

《大气压强》教学设计-2025-2026学年北师大版（北京）初中物理八年级(全一册）核心素养教学目标物理观念深入理解大气压强的存在、产生原因及特点，构建大气压强的基本概念。清晰描述托里拆利实验，准确知晓一标准大气压的大小，熟练掌握大气压随高度变化的规律。深刻认识大气压与人类生活的紧密联系，能够运用大气压知识准确解释简单的生活现象。科学思维通过对托里拆利实验的深入分析，熟练掌握利用转换法间接测量大气压的科学方法，提升思维的逻辑性与创新性。能够对生活中与大气压强相关的现象进行科学推理和论证，培养批判性思维。科学探究在探究大气压存在的过程中，完整经历问题提出、证据收集、解释现象和交流成果等关键要素，增强科学探究能力。亲身体验粗略测量大气压的过程，学会设计实验、收集数据、分析误差，提升实践操作能力。通过模拟人体呼吸等实验，深入探究大气压的应用，培养创新探究精神。科学态度与责任通过了解大气压强在生产生活中的广泛应用，深刻认识科学技术对人类生活的重要影响，树立正确的科学价值观。通过对航天服等高科技产品中大气压强应用的学习，激发科技强国的责任感和使命感。教学重难点教学重点设计多样化实验，让学生切实感知大气压强的存在。深入理解大气压强在生产生活中的应用原理。掌握托里拆利实验的原理和一标准大气压的数值。教学难点设计并实施粗略测量大气压强的实验，准确分析实验误差。透彻理解托里拆利实验的原理和实验过程。教学过程导入新课（5分钟）教师活动播放一段视频：同学家装满水的茶壶倒不出水来（用手堵住壶盖上的小孔）。提问：“大家能想办法帮帮他吗？为什么会出现这种现象呢？”引导学生思考生活中类似的奇特现象，如吸管吸饮料、吸盘挂钩能挂东西等。设计意图通过新奇有趣且贴近生活的实验现象，迅速激发学生的学习兴趣和强烈的探究欲望，使学生快速进入学习状态，自然地引入本节课的主题——大气压强。实验感知，认识大气压强的存在（15分钟）实验1：易拉罐变瘪实验教师活动：首先展示一个空易拉罐，提问：“同学们，我们能用手把这个易拉罐捏瘪，那还有其他办法让它瘪下去吗？”引导学生思考。接着进行实验，把空易拉罐加热，停止加热后用橡皮泥密封开口处，稍等一会，让学生观察现象。提问：“是谁的力量把易拉罐压瘪了呢？”引导学生分析，对比手压瘪易拉罐的情况，指出是大气压瘪了罐子。同时类比液体压强产生的原因（液体受重力且具有流动性），引导学生思考大气压强产生的原因，得出大气受重力且具有流动性，所以大气也会产生压强。再进一步提问：“罐子被压瘪前后，它的周围都有空气，可现象却不相同，这是为什么呢？”引导学生发现封闭容器中的气体也有压强，在质量和体积一定时，降低温度可以使封闭容器内的气体压强减小。总结得出要让大气压强的作用显现出来，就要制造出压强差，让内部气压小于外界大气压。学生活动：认真观察教师的实验操作，积极思考教师提出的问题，参与讨论，理解大气压强产生的原因以及压强差的概念。实验2：覆杯实验教师活动：指导学生进行实验，向杯中倒满加有色素的水，排除杯内空气，把塑料片放在杯口，倒置过来，让学生观察水是否掉落。然后将装置转向各个方向，再次让学生观察现象。提问：“水为什么没有掉落呢？是不是水粘住了塑料片呢？”引发学生思考。接着把装置放到密封箱内，逐渐抽出箱内的空气，让学生观察水的变化。学生活动：分组进行覆杯实验，仔细观察实验现象，对水不掉落的原因进行猜测和讨论。当看到在密封箱内抽出空气后水掉落的现象时，深刻理解是大气压的作用使水柱不会掉落，从而进一步确认大气压强的存在以及大气向各个方向都有压强。实验3：注射器吸水实验教师活动：让学生用注射器进行吸水实验，观察并引导学生分析实验过程。首先把活塞推到注射器筒的底端，提问：“这时筒内的情况是怎样的？”然后拉动活塞，使筒内的体积变大，提问：“此时又发生了什么？水为什么会被吸到筒内？”引导学生发现：在质量和温度一定时，封闭容器内的气体体积变大，气压会减小。学生活动：动手操作注射器吸水实验，认真观察实验现象，思考并回答教师提出的问题，理解注射器吸水是利用了大气压强，以及封闭容器内气体体积与气压的关系。实验4：模拟马德堡半球实验教师活动：介绍历史上著名的马德堡半球实验背景和意义后，进行模拟实验。抽出两盆中的部分空气，把两盆对合在一起，请一些同学用最大的力气尝试把它们拉开。当同学们拉不开时，提问：“为什么这么多同学都拉不开这两个盆呢？”引发学生思考。然后打开进气口，让学生观察两盆的状态，提问：“现在为什么又能轻松分开了呢？”学生活动：参与模拟马德堡半球实验，亲身体验大气压的巨大力量，思考实验现象背后的原因，通过对比打开进气口前后的情况，进一步深刻认识大气压的存在。设计意图由于大气看不见、摸不着，学生对大气压强的存在理解起来有一定难度。通过这一系列直观有趣的实验，让学生亲身参与和体验，从不同角度感知大气压强的存在，同时引导学生分析实验现象，得出相关结论，培养学生的观察能力、思考能力和分析归纳能力，使学生对大气压强有更直观、更深刻的认识。实验探究，测量大气压强的大小（20分钟）设计实验，粗略测大气压强教师活动：展示实验器材，包括弹簧测力计（量程为0-30N，分度值为0.6N）、刻度尺（量程0-15cm，分度值为1mm）、密封性良好的注射器（量程为0-10ml，分度值0.5ml）、密封帽、可悬挂弹簧测力计的铁架台。详细介绍实验步骤：观察针筒的刻度，读取适当的体积V，用刻度尺测量所读取的体积对应的长度为L。将弹簧测力计悬挂在铁架台的横杆上，将活塞推至针筒的最前端，活塞芯杆的另一端挂在弹簧测力计的挂钩上，调节弹簧测力计的指针，使其与零刻度线对齐。竖直向下匀速拉动针筒，待弹簧测力计示数稳定后读出弹簧测力计示数，记为F1。取下注射器，将活塞推至针筒的最前端，将锥头孔用密封帽封好，活塞芯杆的另一端挂在弹簧测力计的挂钩上，调节弹簧测力计的指针，使其与零刻线对齐。竖直向下缓慢拉动针筒，直到活塞相对于针筒匀速向上运动，读出此时弹簧测力计的示数为F2。把数据填入表格，利用S=\frac{V}{L}计算活塞的横截面积S，利用F=F2-F1计算大气作用在活塞横截面积上的压力F，利用P=\frac{F}{S}计算大气压强。学生活动：认真聆听教师讲解实验步骤和注意事项，分组进行实验。在实验过程中，仔细操作实验器材，准确读取和记录数据，按照公式进行计算，得出大气压强的测量值。设计意图：通过让学生亲自设计并实施粗略测量大气压强的实验，培养学生的实验设计能力、动手操作能力、数据收集和处理能力以及误差分析能力。让学生在实践中体验科学探究的过程，加深对大气压强概念的理解，同时为后续学习托里拆利实验奠定基础。改进方法，设计实验用水测量大气压强教师活动：引导学生利用二力平衡知识分析大气压强托起的最高水柱产生的液体压强大小等于大气压强大小，根据刚才粗略测量大气压强实验中得出的大气压值，让学生估计大气压能托起的最高水柱的高度。提问：“如果用水来测量大气压强，这个实验会存在哪些弊端呢？”引导学生思考并分析，如需要很长的玻璃管等。然后进一步提问：“那我们该如何改进这个实验呢？”学生活动：结合所学知识，思考并回答教师提出的问题，参与讨论用水测量大气压强的弊端和改进方法，理解利用液体压强来测量大气压强的原理。设计意图：通过引导学生设计用水测量大气压强的实验并分析其弊端和改进方法，逐步引出托里拆利实验，帮助学生更好地理解托里拆利实验的原理和必要性，降低学生对托里拆利实验理解的难度，培养学生的科学思维和创新能力。托里拆利实验教师活动：播放托里拆利实验过程的视频，在播放过程中，详细讲解实验的操作步骤、注意事项以及实验原理。引导学生观察实验现象，提问：“玻璃管内水银柱的高度为什么是760mm呢？”“如果玻璃管倾斜，水银柱的长度和高度会发生怎样的变化？”“如果玻璃管内混入了少量空气，会对实验结果产生什么影响？”引导学生根据液体压强公式p=\rhogh计算得出一标准大气压的数值。学生活动：认真观看托里拆利实验视频，仔细聆听教师的讲解，思考并回答教师提出的问题。通过对实验现象的观察和分析，理解托里拆利实验的原理，掌握一标准大气压的大小。设计意图：托里拆利实验是历史上第一个测出大气压值的实验，实验原理和过程较为复杂，通过播放视频，能让学生清晰地观察到实验现象，突破本节课的难点。同时，通过教师的提问和引导，培养学生的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。气压计教师活动：介绍测量气压的仪器，包括水银气压计、金属盒气压计和自制气压计。展示水银气压计和金属盒气压计的实物或图片，讲解它们的工作原理和使用方法。对于自制气压计，介绍其制作方法和原理，可简单演示自制气压计的使用，如将自制气压计从一楼带到二楼，观察液柱高度的变化。学生活动：观察水银气压计、金属盒气压计的实物或图片，了解它们的外观和工作原理。对自制气压计的制作和原理表现出浓厚兴趣，思考自制气压计液柱高度变化与大气压变化的关系。设计意图：让学生了解不同类型的气压计，拓宽学生的知识面，使学生认识到科学技术与生活的紧密联系，培养学生对科学的兴趣和应用科学知识的能力。大气压随海拔变化教师活动：播放手持自制气压计上楼梯的视频，让学生观察自制气压计液柱高度的变化。提问：“随着高度的增加，液柱高度是如何变化的？这说明了大气压与海拔之间有怎样的关系？”引导学生得出大气压随海拔升高而降低的结论。学生活动：观看视频，仔细观察液柱高度的变化，思考并回答教师提出的问题，理解大气压与海拔的关系。设计意图：通过直观的视频展示，让学生亲身感受大气压随海拔的变化，培养学生从实验现象中总结规律的能力，加深学生对大气压变化规律的理解。联系生活，学以致用（15分钟）活塞式抽水机和离心式抽水机教师活动：播放活塞式抽水机和离心式抽水机工作的视频，在播放过程中，暂停视频，结合示意图，详细讲解活塞式抽水机和离心式抽水机的工作原理，利用大气压强如何将水从低处抽到高处。提问：“在活塞式抽水机工作过程中，活塞向上运动时，水为什么会被抽到泵筒里？”“离心式抽水机的叶轮转动时，是如何利用大气压强工作的？”引导学生思考和理解。学生活动：认真观看视频，仔细聆听教师讲解，思考并回答教师提出的问题，理解活塞式抽水机和离心式抽水机利用大气压强工作的原理。设计意图：通过视频展示和教师讲解，将抽象的物理原理与实际生活中的抽水机工作联系起来，使学生能够运用所学的大气压强知识解释实际问题，培养学生将物理知识应用于生活的能力，体会物理知识的实用性。人类呼吸与大气压强教师活动：利用肺部呼吸模型，演示人类呼吸的过程。讲解在吸气时，胸廓扩张，肺的容积增大，肺内空气压强减小，小于外界大气压，外界空气就被压入肺内；呼气时，胸廓收缩，肺的容积减小，肺内空气压强增大，大于外界大气压，肺内的空气就被排出体外。提问：“同学们可以自己感受一下呼吸过程，想一想在这个过程中大气压强起到了什么作用？”学生活动：观察肺部呼吸模型的演示，自己进行呼吸体验，思考并回答教师提出的问题，理解人类呼吸过程中大气压强的作用。设计意图：通过直观的模型演示和亲身感受，让学生理解大气压强在人类呼吸这一生命活动中的重要作用，使学生认识到物理知识与生命现象的紧密联系，激发学生对科学知识的探索欲望。航空服与大气压强教师活动：播放航空服研制过程的视频，介绍航空服的重要性。讲解在太空中，几乎是真空环境，气压极低，人体血液中的气体在低压下会迅速膨胀，导致血管破裂等严重后果。航空服的设计就是为了给宇航员提供一个类似地球表面的气压环境，保护宇航员的生命安全。提问：“同学们想一想，如果没有航空服，宇航员在太空中会面临哪些危险？”学生活动：观看视频，了解航空服的研制过程和重要作用，思考并回答教师提出的问题，认识到大气压强对人类生存环境的重要性，以及科学技术在保障人类探索太空等活动中的关键作用。设计意图：通过介绍航空服与大气压强的关系，将物理知识与高科技领域联系起来，拓宽学生的视野，激发学生对科学技术的兴趣和热爱，培养学生的科技强国意识。生活中大气压强的其他应用教师活动：介绍生活中常见的大气压强应用实例，如吸盘、拔火罐等。对于吸盘，提问：“吸盘为什么能紧紧地吸在墙壁上？”对于拔火罐，讲解其利用燃烧消耗罐内空气，使罐内气压减小，外界大气压将火罐紧紧压在皮肤上的原理。让学生举例生活中还有哪些地方利用了大气压强。学生活动：思考教师提出的问题，回答吸盘能吸在墙壁上的原因，理解拔火罐的原理。积极举例生活中利用大气压强的现象，如吸管吸饮料、钢笔吸墨水等。设计意图：通过对生活中常见大气压强应用实例的分析，让学生进一步体会物理知识在生活中的广泛应用，培养学生观察生活、发现问题、运用物理知识解决问题的能力，提高学生学习物理的兴趣和积极性。解释茶壶倒水问题教师活动：回顾导入新课中茶壶倒不出水的问题，提问：“现在大家能解释为什么堵住壶盖上的小孔，茶壶里的水就倒不出来了吗？那怎样才能让水倒出来呢？”引导学生运用所学的大气压强知识进行解释。学生活动：运用大气压强知识，解释堵住壶盖上的小孔后，壶内与外界大气隔绝，壶内气压