103大气压与人类生活教学案例.docx

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103大气压与人类生活教学案例

10．3大气压与人类生活教学案例

　　0．3大气压与人类生活教学案例

　　◆教学目标

　　◆教学思想

　　空气看不见摸不着，学生对大气压的知识感到抽象难懂。

本案例设计了一系列证明大气压强存在的实验，通过实验，使学生在惊讶之余，引起思考，通过分析确信大气压的存在，同时使学生意识到：

在熟视无睹的生活现象中蕴含着许多物理知识，启迪学生关注生活、关注周围的自然现象。

　　◆教学重点、难点

　　◆教学器材

　　学生活动器材：

玻璃管、滴管、两支试管、两个强力钩、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。

　　教师演示器材：

马德堡半球、抽气机、托里拆利演示器、洗耳球、长玻璃管、烧杯、移液管、滴管、两支试管、两个强力钩、抽气筒、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。

　　◆教学过程

　　一、引入新

　　教师展示一个饮料瓶，用手将饮料瓶捏扁。

　　教师：

你还有什么方法可以使饮料瓶变扁？

　　学生用抽气筒将饮料瓶中的空气抽出，伴随着“咔咔”的响声，瓶子扁了。

　　教师：

是“谁”把瓶子压扁的？

　　学生：

外面的空气。

　　学生：

大气。

　　教师：

说得好！

是瓶子外面的空气把瓶子压扁了。

大气对物体的压强简称大气压。

今天我们来学习有关大气压强的知识。

　　二、进行新

　　教师：

关于大气压，你能提出哪些问题？

　　学生：

大气压是怎样产生的？

大气压有多大？

我们为什么没有感受到大气压的存在？

……

　　用多媒体播放视频资料，介绍地球周围的大气层：

地球周围有一层大气，就是我们通常所说的空气，大气有质量和重力，大气有密度，大气可流动，海拔越高空气越稀薄……我们就生活在大气“海洋”的最底部。

因为大气也受重力作用，所以浸在大气中的物体同样会受到大气对它的压强，我们把浸在大气中的物体受到大气的压强叫做大气压强，简称“大气压”。

　　感知大气压的存在

　　教师介绍学生桌面上摆放的器材：

两端开口的玻璃管、滴管、两支试管、两个强力钩、集气瓶和硬纸片以及烧杯、毛巾等。

　　让学生利用以上器材设计实验，证明大气压的存在。

　　学生一起观察讨论，自主设计实验方案，再完成实验。

　　小组边做边摸索，找出多种方案后，相互交流和帮助，教师及时辅导点拨。

　　教师对课堂调控时要注意：

①倾听各组讨论情况，②及时对各组的配合情况进行评价，③及时矫正学生不规范的操作。

　　小组汇报：

学生边演示，边观察描述现象；教师点拨，引导学生分析思考。

　　小组甲：

把集气瓶倒满水，然后盖上硬纸片，倒过来，硬纸片不会掉下来。

　　教师：

谁托住了水和纸片？

　　学生：

大气压。

　　学生：

水和纸片受重力作用，本该掉下来，但没有掉落，说明硬纸片还受到向上托的力。

因为纸片下方接触的只有空气，所以我认为是大气压托住了它。

　　教师：

改变杯口方向，大气压依然能托住纸片，这说明什么？

　　学生：

大气向各个方向都有压强。

　　小组乙：

把两个橡皮碗紧压在一起，很难拉开。

　　教师：

为什么要“压紧”，即为什么要将橡皮碗内的空气尽量排出？

　　学生：

残留空气过多，吸不住。

　　学生：

两面都有空气，两面都有压强，内外的压力“抵消”。

　　学生：

清除一侧空气，“去掉”一侧气压，另一侧大气压才能显示出作用效果。

　　小组丙：

将玻璃管下端浸入水中，然后用手指按住玻璃管上端，将玻璃管移出水面后，水不掉下来。

　　小组丁：

把试管灌满水后倒插入水中，水不落下来。

把试管往上提，只要试管口不离开水面，试管中的水总是满的。

　　……

　　教师：

同学们做得很好！

现在请大家再观察一个实验。

　　演示马德堡半球实验：

把两个铁制的半球对合在一起，用抽气机将空气抽出来，先请两位力气大一些的男同学来拉，再把阀门打开，请两位力气小的女同学来拉。

　　结果这两位男同学用尽力气，也没有把两个半球拉开，而打开阀门后，两位女同学很轻松地就将两个半球拉开。

　　教师：

这样的实验很早就有人做了。

　　教师：

马德堡半球实验说明了什么？

大气压到底有多大？

怎样才能知道大气压的大小？

　　学生：

说明大气压的存在；而且大气压很大；如果知道拉力的大小，就能算出大气压的大小……

　　怎样测量大气压

　　教师：

我们通过实验已经感受了大气压的存在，同时知道大气压是非常大的，那么，有什么办法可以测出大气压有多大呢？

　　让学生利用吸盘式衣钩、注射器、弹簧测力计、钩码等器材，类比马德堡半球实验，设计实验估测大气压，并动手做一做。

　　教师巡视时可参与学生的交流，视学生讨论的情况适时点拨，使学生设计出测量大气压的实验方案，例如：

　　教师：

要计算大气对注射器活塞的压强p，需要测出什么？

　　学生：

需要测出大气对活塞的压力和活塞的面积。

　　教师：

怎样测量大气对活塞的压力和活塞的面积？

　　学生：

把注射器活塞推至顶端，排出管中的空气，用橡皮套封住针口。

在活塞上系根绳，用弹簧测力计拉，记下活塞刚被拉动时弹簧测力计的示数，就等于大气对活塞的压力。

　　学生：

这样测不准。

你发现活塞被拉开时，弹簧测力计的示数已经变了。

可以在活塞上挂钩码，活塞掉下来时，钩码重多少，大气对吸盘的压力就是多少。

　　学生：

活塞的受力面是圆形，测出周长，就能算出面积。

　　学生：

测出直径也可以算出圆底的面积。

　　学生：

注射器上有刻度，读出它的容积，测出有刻度部分的长度，就可以算出活塞的面积。

　　……

　　学生利用利用注射器、钩码；或吸盘式衣钩、弹簧测力计等进行实验，估测出大气压的值。

　　教师：

同学们很聪明，利用简易的器材就测出了大气压的值。

还有没有其他的方法测量大气压呢？

　　演示实验：

出示一个长滴管，将长滴管下端放进红墨水中，先轻轻挤压滴管的胶囊，再用力挤压，让学生观察液柱上升的情况。

　　教师：

液柱为什么会上升呢？

假如玻璃管是足够长的，液柱会一直上升吗？

由此你能想到一种测量大气压的方法吗？

　　学生：

当用力把玻璃管里面的空气挤出来时，由于外界大气压的作用，使液柱上升；若把玻璃管内的空气全部排除，当玻璃管内水柱的压强等于外界大气压时，水就不再上升了，而且保持一定高度。

测算出这段水柱的压强，其大小就等于大气压强。

　　教师：

这个实验给我们提供了一个测量大气压强的方法。

由于水的密度过小，要求玻璃管的长度很大，所以，科学家们选择了密度大的液体——水银来做实验。

这就是著名的托里拆利实验。

　　用多媒体播放托里拆利实验。

　　教师：

根据实验结果，如何计算大气压强的大小呢？

　　学生：

测量出水银柱的高度，根据液体压强公式，就能算出大气压的大小。

　　让学生根据实验测得的数据计算出大气压。

　　教师：

通常人们把760汞柱所产生的压强，称作一个标准大气压，符号为1at。

1at=1.013×105Pa。

　　教师：

大气压作用在一个人手掌上的压力约为500N，相当于一个质量为50g的人站在你手掌上产生的压力。

这么大的压力，我们为何感觉不到呢？

这是因为人体内也存在压强，内外压力相互平衡；另外，人长期生活在大气中，已经适应这种环境了。

　　教师出示金属盒气压计、水银气压计，让学生读出教室里的气压值，并与标准大气压的数值对比。

　　教师：

大气压是固定不变的吗？

大气压的大小与什么因素有关？

　　大气压与人类生活

　　用多媒体播放电影片断——红军爬雪山的情景：

茫茫雪山上，狂风卷着雪花。

山高路远，气压又低，战士们呼吸困难，但他们仍然坚持着，相互搀扶着前进……炊事员支起铁锅，用那少得可怜的粮食和雪水做出“煮不熟”的饭……恶劣的天气，饥寒交迫，一些战士牺牲了……

　　教师：

看了影片，你想到什么？

影片中哪些情景与大气压有关？

　　学生：

我们今天的美好生活，是红军战士用鲜血和生命换来的。

　　学生：

我们要学习红军战士坚强的意志，克服一切困难好好学习。

　　学生：

大气压与海拔高度有关系吗？

有什么关系？

　　学生：

在高山上做饭为什么“煮不熟”？

怎样才能把饭煮熟？

　　……

　　让学生阅读自学课本内容“大气压与人类生活”，举例说明大气压与人类生活息息相关的例子。

　　多媒体展示下列内容：

　　⑴大气压的大小与海拔高度有关：

随着高度的增加，空气稀薄，气压减小。

　　⑵大气压的大小与天气有关：

气压高的区域叫做高压区，气压低的区域叫低压区。

在高压区，空气从上往下流，天气晴朗，空气干燥；在低压区，空气从下往上流，天空多云，常形成阴雨天气。

　　⑶大气压对人体的影响：

高山反应——初次进入高原，空气稀薄，吸进来的空气中含氧量减少，造成缺氧，加之气压较低，使人体出现一些不适症状。

　　⑷生活用品和大气压：

吸尘器等是利用大气压工作的一种清洁工具。

食品、物品的真空包装，既可节省空间，还可防霉、防蛀、防菌、防潮等。

　　⑸宇航服的作用和基本结构。

　　教师：

刚才同学们提到，为什么高山上用普通的锅很难将饭烧熟？

这是因为水的沸点与气压有关。

　　演示实验：

用烧瓶、注射器、酒精灯等进行实验，演示液体沸点与气压的关系。

　　结论：

液体沸点与气压大小有关，气压增大液体沸点升高，气压减小，液体沸点降低。

　　三、课堂小结

　　教师：

本节课我们做了哪些实验？

请你用图形勾画出、或者用语言概括出这节课的所学所得。

通过这节课的学习你有哪些感触？

你还有什么疑惑？

还能提出什么问题？

　　四、布置作业

　　设计一个实验，验证大气压的存在。

　　阅读材料：

离心式水泵和活塞式抽水机。

　　请你想像一下：

“假如地球上没有空气，会发生哪些情况？

”请以此为话题写一篇短文，并与同学交流。

　　大气压本来是看不见的，这里变形的瓶子和“咔咔”的声音，给学生以强烈的感受，并激发学生思考，一下子就把学生的注意力吸引到本节课的主题上来。

　　借助多媒体介绍大气层，并类比液体压强说明大气压形成的原因，学生易于理解。

教师事先把实验器材全部摆在学生的实验桌上，学生不是按老师的安排按部就班地进行实验，而是自主选择器材，设计实验，充分利用初中学生喜欢动手实验、喜欢展现自己聪明才智的心理特点，也有利于培养学生设计实验的能力、发思维的能力和创造能力。

在这一教学环节中，学生上台展示自己设计的实验，边演示边讲解，大家既学会了知识，又加强了印象，学生还能获得一种“成功感”。

学生通过观看实验或亲身体验，感知“大气压是很大的”，从而激发学生的好奇心：

大气压究竟有多大？

　　提示学生类比马德堡半球实验设计实验，给学生提供一个思路，以避免学生茫然无措。

学生是活动的主体；教师是组织者、点拨者，是参谋和助手。

　　在以往的教学中，往往硬性“给出”托里拆利实验，学生难以理解。

这里通过“长滴管吸水”这样一个实验，引导学生观察、思考，循序渐进得出托里拆利测大气压的方法，学生不仅易于理解，而且能体验到科学家当时的设计思想和设计过程，培养了学生的能力。

　　既让学生感性地认识到大气压的大小，又解除了学生的疑惑。

　　既让学生体会到大气压的变化对人类生活的影响，又渗透了思想教育。

“从物理走向生活”。

丰富的资料使学生意识到物理知识与生活实际有着密切的联系。

因为这一问题是学生提出的，所以这里探究“液体沸点与气压的关系”，学生很感兴趣。

　　让学生尝试写出本节课的流程图，不失为学习总结的一种有效方法。