第九章第三节《大气压强》教学设计-2023-2024学年人教版物理八年级下册

第九章第三节《大气压强》教学设计---2023-2024学年人教版物理八年级下册主备人备课成员教学内容人教版物理八年级下册第九章第三节《大气压强》，内容包括大气压强的概念、产生原因（空气受重力且具有流动性）；通过马德堡半球实验证明大气压的存在，托里拆利实验测量大气压值（约1.01×10⁵Pa）；大气压强的应用实例（如吸盘挂钩、离心式水泵等）。核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过大气压强概念及产生原因的学习，形成物质与相互作用的基本物理观念；结合马德堡半球、托里拆利实验现象，推理大气压的存在和大小，培养逻辑推理与模型建构能力；经历实验观察与数据分析过程，提升实验设计与问题解决能力；联系吸盘挂钩、水泵等实例，体会物理知识在生活中的应用，增强科学服务生活的意识与社会责任感。教学难点与重点1.教学重点：大气压强的概念及其产生原因（空气受重力且具有流动性）；马德堡半球实验证明大气压存在；托里拆利实验测量大气压值（约1.01×10⁵Pa）；大气压强在生活中的应用实例（如吸盘挂钩、离心水泵的工作原理）。

2.教学难点：托里拆利实验中液柱高度与大气压的定量关系理解（如水银柱760mm高对应标准大气压）；大气压强随高度变化的规律（如海拔越高气压越低）；吸盘挂钩等应用中“内外压强差”的作用原理（如吸盘紧贴墙壁时内部气压低于外部大气压）。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备四、教学资源准备1.教材：确保每位学生有人教版物理八年级下册教材，重点查阅第九章第三节内容。2.辅助材料：准备马德堡半球实验视频、托里拆利实验示意图、吸盘挂钩应用实例图片。3.实验器材：每组配备马德堡半球、长玻璃管（1米）、水银、水槽、吸盘挂钩、弹簧测力计。4.教室布置：设置4组实验操作台，每组配备实验器材，预留分组讨论区域。教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

教师活动：手持覆杯实验装置（装满水的玻璃片倒置后纸片不下落），快速演示实验，引导学生观察现象：“同学们，纸片为什么不掉下来？难道水对纸片有向上的拉力吗？”随后展示吸盘挂钩能挂书包的实物，提问：“吸盘没有胶水，却能牢牢吸在墙上，是什么力量在‘帮忙’？”

学生活动：观察实验现象，小组讨论，尝试解释原因，提出猜想“可能与空气有关”。

设计意图：通过生活化实验创设情境，引发认知冲突，激发探究大气压强的兴趣，自然引入课题。

（二）讲授新课（25分钟）

1.大气压强的概念与产生原因（5分钟）

教师活动：类比液体压强，展示空气层分布图（课本图9.3-1），提问：“空气也像液体一样受重力且有流动性，会对浸在其中的物体产生压强吗？”结合课本“想想做做”中“瓶子吞蛋”实验（用热空气冷却后瓶内气压降低，鸡蛋被吸入），引导学生总结大气压强的定义及产生原因。

学生活动：类比液体压强，归纳大气压强定义“大气对浸在它里面的物体产生的压强”，理解产生原因“空气受重力且具有流动性”。

设计意图：通过类比和实验，帮助学生建立物理观念，突破“大气压存在”的认知难点。

2.马德堡半球实验——大气压的存在（7分钟）

教师活动：播放马德堡半球实验视频（课本配套资源），结合实验复刻装置（两个半球，抽气机），邀请2名学生上台尝试拉开抽气前的半球（易拉开）和抽气后的半球（需用很大力），提问：“为什么抽气后很难拉开？这说明了什么？”

学生活动：上台体验，观察现象，小组讨论后回答：“大气压强很大，且从各个方向都有压强。”

设计意图：通过历史名实验和亲身体验，直观证明大气压存在且较大，培养科学探究精神。

3.托里拆利实验——测量大气压值（10分钟）

教师活动：提出问题：“如何精确测量大气压的值？”引导学生回顾液体压强公式p=ρgh，介绍托里拆利实验原理（用大气压支持水银柱）。分组发放实验器材（1米长玻璃管、水银槽、水银），演示实验步骤：①灌满水银；②倒立插入水银槽；③观察管内水银柱高度。提问：“水银柱为什么下降到760mm就不下降了？管内水银柱上方是什么？”

学生活动：分组观察实验现象，记录数据，讨论后回答：“管内水银柱产生的压强等于管外大气压强，上方是真空。”教师强调标准大气压值1.01×10⁵Pa对应760mm水银柱，解释用水银的原因（密度大，实验操作安全）。

设计意图：通过实验探究和定量分析，突破“托里拆利实验原理”难点，培养模型建构能力和实验数据处理能力。

4.大气压强的应用（3分钟）

教师活动：展示离心式水泵模型（课本图9.3-5）和吸盘挂钩实物，提问：“它们是如何利用大气压工作的？”结合动画演示抽水机抽水过程，引导学生分析“内部气压低于外部大气压，在大气压作用下将水压入”。

学生活动：观察模型和动画，解释吸盘挂钩原理“大气压将吸盘压在墙上”，体会物理知识在生活中的应用。

设计意图：联系实际应用，强化科学服务生活的意识，突破“压强差原理”应用难点。

（三）巩固练习（10分钟）

教师活动：分层设计练习题，组织学生完成：

①基础题（课本P53“动手动脑学物理”第1题）：下列现象中，利用大气压工作的是（）A.用吸管喝饮料B.拦河大坝上窄下宽C.潜水员穿潜水服。

②提升题：若托里拆利实验中改用酒精（密度0.8×10³kg/m³），则玻璃管至少需要多长？（g=10N/kg）

③应用题：医生用注射器吸取药液时，针筒内活塞必须向上移动，请解释原因。

学生活动：独立完成练习后，小组讨论答案，派代表展示解题思路。教师点评，重点讲解提升题中“酒精柱高度h=p/ρ酒精=1.01×10⁵/(0.8×10³×10)≈12.6m”，强调不同液体测量高度不同。

设计意图：通过分层练习，巩固核心知识，提升推理能力和问题解决能力，突破“大气压计算”难点。

（四）课堂小结（5分钟）

教师活动：引导学生梳理本节课知识框架，提问：“学完本节课，你有哪些收获？”学生总结后，教师补充：“大气压强是重要的物理概念，它不仅存在于实验中，更服务于生活，希望同学们用科学的眼光观察世界。”

学生活动：回顾知识，分享收获，形成系统认知。

设计意图：通过自主总结，深化物理观念，强化核心素养中的科学态度与责任。拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）大气压强的发现历程：1643年，意大利科学家托里拆利通过实验首次测量出大气压的值，他利用一根长约1米的玻璃管灌满水银，倒立在水银槽中，发现管内水银柱下降到76cm后不再下降，从而得出大气压强等于760mm高水银柱产生的压强。1654年，德国马德堡市长奥托·冯·格里克在皇帝面前进行著名的马德堡半球实验，用两个直径约30cm的铜半球抽去空气，用16匹马才拉开，直观证明了大气压的强大。

（2）大气压在日常生活中的应用实例：真空吸尘器利用电动机高速旋转使内部气压降低，外部大气压将灰尘吸入；高压锅通过提高锅内气压，使水的沸点升高，更快煮熟食物；医生用注射器吸取药液时，向上拉动活塞，针筒内气压降低，药液在大气压作用下进入针筒；吸盘挂钩通过挤压排出吸盘内空气，外部大气压将其压在墙上。

（3）大气压与自然现象的联系：大气压随高度增加而减小，海拔越高，气压越低，水的沸点也越低，所以高原地区常用高压锅做饭；台风、飓风等天气现象与气压密切相关，中心气压极低的气旋会形成强风和暴雨；晴朗天气通常受高气压控制，空气下沉，天气干燥；阴雨天气则受低气压控制，空气上升，水蒸气凝结成雨。

（4）测量大气压的工具演变：早期托里拆利实验使用水银气压计，后改进为无液气压计（金属盒气压计），通过金属盒的形变来显示气压值；现代电子气压计利用压阻效应或电容变化精确测量气压，广泛应用于气象站、飞机和智能手机中。

2.课后自主学习和探究

（1）家庭中的大气压现象观察：观察家中的吸盘挂钩，用弹簧测力计测量其能承受的最大拉力，结合吸盘面积计算大气压强值；将矿泉瓶装满热水后倒扣在装有冷水的盆中，观察瓶子“吞”入水的现象，分析原因；用吸管喝饮料时，用手堵住吸管上端，观察饮料是否还能被吸起，解释大气压的作用。

（2）简易大气压测量实验：用一根1米长的透明塑料管、水槽和水，制作简易水气压计，测量当地大气压强（需换算为水银柱高度）；将注射器活塞拉出至一定位置后用橡皮帽封住针筒，用力压活塞，感受阻力，分析大气压对活塞的作用。

（3）大气压与高度关系的探究：登山时携带简易气压计，记录不同海拔高度的气压值，绘制气压随高度变化的图像；查阅资料，了解大气压每升高12米约降低1mmHg，分析高原反应与气压降低的关系。

（4）大气压在科技产品中的应用分析：查阅离心式水泵的结构图，分析其工作过程中大气压的作用；研究真空包装技术，了解如何通过抽降低气压延长食品保质期；对比高压锅和普通锅的原理，计算标准大气压下水的沸点与高压锅内气压达到2个大气压时水的沸点。教学反思与改进这节课下来，学生参与实验的积极性很高，但托里拆利实验的定量分析环节耗时较长，部分小组对"水银柱高度等于大气压强"的推导过程理解不够透彻。马德堡半球实验的演示效果明显，但学生容易只关注"拉不开"的现象，忽略"大气向各个方向都有压强"的本质。吸盘挂钩的应用分析中，个别学生混淆了"吸"和"压"的原理，需要更强调"内部气压低于外部"的因果关系。

下次教学我会调整实验分组，将托里拆利实验的观察时间压缩5分钟，增加教师引导性的提问链："管顶真空→液柱静止→液柱压强=大气压→h=p/ρg"。马德堡半球实验后补充"半球朝任意方向悬挂"的演示，强化"各向同性"的概念。应用环节增加"吸盘挂钩受力分析"的板图，用箭头标注内外气压方向，并设计对比练习题：用吸管喝饮料时，若堵住吸管上端饮料会怎样？为什么？通过生活实例深化对"气压差"的理解。课后作业增加"设计简易气压计"的实践任务，将课堂知识延伸到课外探究。重点题型整理八、重点题型整理

1.简答题：大气压强是如何产生的？

答：大气压强是由于空气受到重力作用且具有流动性，对浸在它里面的物体产生的压强。

2.实验分析题：马德堡半球实验中，抽气后的半球很难被拉开，这说明了什么？

答：说明了大气强存在且很大；大气强向各个方向都有作用。

3.原理分析题：托里拆利实验中，玻璃管内水银柱下降到760mm后不再下降，原因是什么？

答：管内水银柱产生的压强等于管外大气强，管内水银柱上方是真空，水银柱静止时受力平衡。

4.应用解释题：用吸盘挂钩挂书包时，为什么吸盘能牢牢吸在墙上？

答：挤压吸盘排出内部空气，吸盘内气压低于外部大气强，大气强将吸盘压在墙上，产生足够大的压力。

5.计算题：标准大气强为1.01×10⁵Pa，若用托里拆利实验测量大气强，改用水（密度为1.0×10³kg/m³）代替水银，玻璃管至少需要多长？（g取10N/kg）

答：根据p=ρgh，得h=p/ρg=1.01×10⁵/(1.0×10³×10)≈10.1m。玻璃管至少需要10.1m长。内容逻辑关系①现象到本质：从“覆杯实验纸片不下落”“吸盘挂钩能挂书包”等现象入手，归纳大气压的存在；通过“空气受重力且具有流动性”分析产生原因，形成“大气压强”概念。重点词：现象→本质；存在；产生原因；定义。

②定性到定量：先通过“马德堡半球实验”定性证明大气压存在且很大，再通过“托里拆利实验”定量测量大气压值，明确“标准大气压约1.01×10⁵Pa对应760mm水银柱”。重点词：定性证明；定量测量；水银柱高度；标准值。

③理论到应用：基于大气压强原理，分析“吸盘挂钩挤压排出空气，内外压强差使其紧贴墙壁”“离心式水泵抽水时内部气压降低，大气压将水压入”等实例，理解物理知识在生活中的应用。重点词：理论原理；生活实例；压强差；应用。教学评价十、教学评价

1.课堂评价：通过观察学生分组操作覆杯实验和托里拆利实验时的操作规范性，记录学生对“大气压存在”和“水银柱高度与大气压关系”的表述准确性；课堂提问环节重点检查学生对“空气受重力且