1.3 空气占据的空间会改变吗 课件（内嵌视频）2026-2027学年科学四年级上册教科版

3.空气占据的空间会改变吗第一单元空气2026教科版核心素养科学观念：知道空气占据的空间可以被压缩，压缩后空气体积变小；水占据的空间不容易被压缩。理解压缩空气在生活中的应用，能解释本课课本实验现象，列举生活中压缩空气实例。科学思维：通过对比空气与水的挤压实验，根据注射器刻度变化推理空气可压缩、水难以压缩，发展证据推理与对比分析思维。能利用“空气可以被压缩”的概念，解释倒扣入水塑料瓶进水、皮球继续打气等现象，建立现象和科学概念之间的联系。探究实践：小组合作，通过讨论交流确定实验器材，共同完善实验方案，完成挤压塑料瓶、注射器对比探究实验。观察、记录注射器刻度变化，如实填写实验记录单；尝试用示意图表示空气被压缩前后的变化。态度责任：尊重实验事实，小组合作认真完成探究，乐于交流自己观察到的现象。感受压缩空气在生活中的用途，能够用压缩空气的知识解释生活现象，体会科学服务生活。把装满空气的塑料瓶瓶口朝下，竖直压入水中，我们明明没有看到任何气泡从瓶口跑出来，瓶子里的空间也被空气“严严实实”地占满了……可为什么瓶内还是会悄悄溜进来少量的水呢？空气藏着什么我们不知道的秘密？聚焦：为什么还有少量水进入猜想1：水把空气“挤走”了？会不会是倒入的水占据了瓶子里的空间，把原本在里面的空气“挤”出去了一部分，所以瓶子里的空间看起来就发生了变化呢？猜想2：空气的空间能“伸缩”？空气是不是像海绵一样，虽然看不见摸不着，但它占据的空间是可以被“压缩”或者“扩大”的？这听起来就像魔法一样有趣！聚焦：为什么还有少量水进入说一说我们的想法大胆提出猜想开动你的小脑筋：你认为空气占据的空间是“一成不变”的，还是像弹簧一样“可伸可缩”的？把你的想法记录下来，和小伙伴们分享吧！探索双手分别握住两个瓶身，用相近的力度同时向内均匀挤压，保持施力稳定，仔细感受手部受到的阻力反馈。准备两个相同的塑料瓶：一个装满空气并拧紧瓶盖，另一个装满水后密封好，确保无漏气漏水，放置在桌上备用。实验准备探索：用塑料瓶研究空气和水占据的空间探索：用塑料瓶研究空气和水占据的空间装空气的瓶子轻轻一用力，瓶身就瞬间瘪下去啦！形状发生明显变形，仿佛被“捏扁”的小气球，松手后还能慢慢恢复原状，十分有趣。装水的瓶子使出浑身力气也很难压扁！瓶身硬邦邦的，外形几乎没有变化，仿佛一个坚强的“小盾牌”，稳稳地抵抗着挤压的力量，纹丝不动。为什么装空气和装水的瓶子，在被挤压时会有完全不同的表现呢？这背后藏着关于“物质形态”和“压力”的什么奥秘？探索：用塑料瓶研究空气和水占据的空间空气：可被压缩的空间当用力挤压密封的塑料瓶时，瓶内空气分子间的距离被迅速缩小，占据的空间随之被压缩，因此我们能看到瓶子明显变瘪；松开手后，空气膨胀恢复，瓶子也跟着复原。水：难以被压缩的空间如果瓶内装满水，由于水分子排列紧密、间隙极小，几乎无法被外力进一步压缩。无论我们用多大的力气去挤压，瓶子的形状都几乎不会发生改变，保持硬挺。探索：用塑料瓶研究空气和水占据的空间装有同样多空气和水手指按紧管口，平放于桌面挤压活塞挤压注射器能观察到什么现象？水和空气占据的空间会改变吗？探索2：用注射器研究空气和水占据的空间1.取两支相同的注射器，分别抽取同样体积的空气和水，仔细观察并记录下注射器上的初始刻度，为后续对比做准备。2.用手指紧紧堵住两支注射器的管口，确保密封严实，防止空气或水泄漏，这是保证实验准确性的关键一步。3.慢慢且均匀地用力向下压活塞，直到无法继续下压为止，仔细观察并记录此时注射器的刻度数值。4.松开按压活塞的手，观察活塞是否会自动弹回原来的位置，对比装有空气和水的注射器有什么不同的现象。实验步骤：探索：用注射器研究空气和水占据的空间装有同样多空气和水手指按紧管口，平放于桌面挤压活塞①装水的注射器要先排空再吸水，可重复吸排几次水，确保里面全是水。②水和空气都吸20ml。③实验时手指按紧注射器管口，避免空气和水从注射器管口漏出。④边做边记录。实验注意事项：探索：用注射器研究空气和水占据的空间探索：用注射器研究空气和水占据的空间实验现象：轻松下压当用力按压活塞时，它能轻松向下移动，注射器上的刻度数值明显变小，原本被空气占据的空间在我们的注视下“悄悄缩小”了。实验发现：空气可压缩这一现象证明空气具有可压缩性。空气占据的空间并非固定不变，在外部压力下，空气分子间的间隙会被压缩，从而占据更小的体积。探索：用注射器研究空气和水占据的空间实验现象即使我们用了很大的力气，活塞也很难被压下去，注射器上的刻度几乎没有变化，管内的水体积看起来没有明显减小。实验结论这一现象证明：水占据的空间很难被压缩。因为液体分子之间的空隙非常小，受到外力挤压时，体积变化极其微小，所以水具有“不易被压缩”的特性。探索：用注射器研究空气和水占据的空间压缩前，空气微粒分散在广阔的空间里，彼此之间的距离特别大，充满了可以活动的空隙，这时候空气占据的体积最大。压缩后，当我们用力推动活塞，微粒们就被迫紧紧挨在一起，原本的大空隙瞬间变小了，空气占据的空间也就随之缩小啦！探索：用注射器研究空气和水占据的空间实验大揭秘：空气去哪儿了？空气并没有消失！压缩过程中，空气微粒的数量始终没有改变，只是微粒之间的距离被挤压变小了。这就是空气具有“可压缩性”的秘密哦！探索：用注射器研究空气和水占据的空间研讨问题一根据注射器实验推测，挤压装有空气的密封塑料瓶时，瓶内空气被压缩了。这个说法是否正确？请结合实验中观察到的现象，尝试说出你的判断理由。结论：正确空气占据空间，且体积可以被压缩！现象与原理解析当我们用力挤压密封的塑料瓶时，瓶盖紧闭导致瓶内空气无法逃逸。瓶身发生明显的凹陷（变瘪），这与注射器推压活塞时空气被压缩的实验现象完全一致。这一直观现象有力地证明了：空气占据一定的空间，且其体积在外力作用下是可以被压缩的。研讨：空气占据的空间变化了吗研讨问题二将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，瓶内明明被空气占满了，为什么还会有少量的水“钻”进去呢？压力的挤压当瓶子被用力压入水中时，外部的水会对瓶内密封的空气产生持续的挤压力，这是整个现象发生的物理前提。空气的压缩空气具有极强的可压缩性，在外部压力作用下，瓶内空气的体积被“压小”，原本被空气完全占据的空间便出现了空余。水的填充外部的水在大气压强的作用下，顺势进入瓶内填补了因空气压缩而腾出的空隙，这就是我们观察到的“水进入瓶子”的现象。研讨：空气占据的空间变化了吗研讨问题三一个看起来已经“鼓起来”的皮球，为什么我们还能继续用打气筒往里面充入空气呢？这其中蕴含着什么科学奥秘？

空气具有“可压缩性”空气由微小的分子组成，分子之间存在着巨大的空隙。即使皮球看起来充满了，内部的空气分子依然有被“挤压”的空间。继续打气时，空气被进一步压缩，分子间距变小，从而让皮球能容纳更多空气，同时皮球也会因此变得更硬、弹性更强。研讨：空气占据的空间变化了吗小游戏：制作空气压缩枪用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在注射器管口。用力压活塞，管口处的橙子皮会像子弹一样发射出去。拓展：小挑战终极挑战：“隔空”取水规则：瓶子必须保持完全直立，不能倾斜也不能倒过来。目标：仅使用以上材料，利用空气的力量，让瓶中的水从吸管里自动流出来！你能做到吗？拓展：小挑战1.用注射器抽取20毫升空气，手指紧紧堵住管口，用力向下压活塞，注射器内空气会发生的变化是（

）A.空气跑出去，空气变少B.空气被压缩，占据空间变小C.空气的颗粒数量变多D.空气变成水B练习2.把装满空气的塑料瓶竖直倒扣压入水中，会有少量水进入瓶内，原因是（

）A.瓶里空气被水压缩，占据空间变小B.瓶内空气跑出去了C.瓶子漏水D.水把瓶内空气溶解了A练习3.按压装空气的密闭塑料瓶，瓶子变瘪，松开手瓶子恢复原状，说明被压缩的空气（）A.会消失B.变成水C.具有弹力D.质量变大C练习对比注射器里的空气和水，说一说两者被按压时，占据的空间有什么不同？空气占据的空间可