八年级下册物理第2课时 大气压强的变化和综合运用导学案.docx

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八年级下册物理第2课时大气压强的变化和综合运用导学案

第2课时大气压强的变化和综合运用

上信中学陈道锋

课题

大气压强的变化和综合运用

课型

新授课

古之学者必严其师，师严然后道尊。

欧阳修

◆教学目标

知识与

技能

1.知道大气压强的变化规律.

2.知道大气压强在生产、生活中的应用，并能对有关现象进行解释.

过程与

方法

1.经历分析大气压强的变化的图象，体会利用数学工具描述物理规律的研究方法.

2.进一步提高实验动手能力和探究能力，能够把所学知识与生活、生产实际相结合.

情感、态度与价值观

1.认识大气压的存在与变化对人类生活的影响.

2.重视理论联系实际，学以致用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.

教学重点

大气压的变化规律.

教具准备

多媒体课件、金属盒气压计、集气瓶（带孔的橡皮塞）、细玻璃管、水（红色）、活塞式抽水机模型等.

教学难点

大气压的综合应用.

教学课时

1课时

课前预习

1.测量大气压的仪器叫气压计.

2.大气压随着高度增加而减小，且大气压的值与天气、季节的变化有关.

3.大气压还与液体的沸点有关，一切液体的沸点都是随着液面气体压强的增大而增大.

4.气体的压强与其质量、体积和温度有关，一定质量的气体，体积越小，温度越高，压强越大.

复习巩固

教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

新课导入

师：

同学们，我们在前面学习了液体压强和大气压强的初步知识，知道气体和液体一样具有流动性，向各个方向都有压强，知道了液体压强随深度的增加而增大，而我们生活的大气层中，大气压强又该如何变化呢？

学生思考、讨论.

教师播放课件“高原反应”，并提出问题：

我们生活在低海拔地区，当我们乘车旅游到西藏等高海拔地区时有什么感觉？

为什么会出现这种不适？

学生思考、讨论.

师：

大家先不着急知道答案，我们学习了本课知识后就会明白.

进行新课

知识点1大气压强的变化

教师展示金属盒气压计，请一个同学用气压计读出气压值，随后到楼上测出气压，把楼下、楼上测得的气压分别写在黑板上.

教师请一个同学上讲台来，做一个简易气压计.（参照教材P41《想想做做》——“观察大气压随高度的变化”）

进行新课

教师指导制作：

取一个瓶子，装上适量红色的水.取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上.拿着它（注意手不要接触瓶身，以免瓶子受热，影响瓶内气体的压强）从楼下到楼上，观察玻璃管内水柱高度的变化情况，并做另一个记号.（教师在黑板上画出简易气压计的示意图，并将楼下、楼上两处水柱的高度标注在图中

师：

气压随高度的增加如何变化？

生：

减小.

教师播放大气压变化规律的图象，并提出问题：

请大家观察大气压变化的图象，看谁能说出它有什么规律？

生1：

大气压随高度的增加而减小；

生2：

在海拔3km以内，每升高1km，大气压减小10kPa；

生3：

大气压先减小得快些，后减小得慢些.

教师用多媒体播放课件“大气压强的变化”，并讲解.

大气压强的变化（多媒体课件）

1.大气压强不是确定不变的.响大气压强的主要因素是高度，跟液体压强相似，越向高空，大气层的厚度越小，大气压就越小，即大气压随高度的增大而减小.于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，所以大气压随高度的增大而减小是不均匀的，高度越大，大气压减小得越慢.在海拔3000m以内，大约每升高10m,大气压减小100Pa.

2.大气压强还与天气、温度等因素有关，一般情况下，冬天的大气压比夏天高，晴天的大气压比阴天.气体压强与温度的关：

在体积不变的条件下，一定质量的气体，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小.

板书：

大气压强的变化：

（1）大气压随高度的增加而减小，在海拔3km以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa.

（2）大气压除了受高度的影响外，还受天气、季节的影响.

（3）在体积不变的条件下,一定质量的气体,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小.

特别提醒：

1.大气压强的变化与高度是不成正比的，由于空气的密度不是一个定值，高空的空气稀薄，空气密度小，因此不能用p=ρ空气gh计算大气压强.

2.一般而言，地面上高气压的地区往往是晴天，地面上低气压的地区往往是阴雨天.

知识拓展：

气体体积与压强的关系

气球被脚一踩，它的体积将变小，球内气体的压强增大，会将球皮压破；堵住打气筒的出气口，当打气筒的活塞下压一些后，筒内的气体体积减小，压强增大，所以活塞越向下压越费力.

大量事例和实验表明：

在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小它的压强增大，体积增大它的压强就减小.

进行新课

师：

既然大气压的变化与高度有关，大家想一想，气压计还可以作什么用途，应用在哪些方面？

生：

高度计，飞机在空中飞行、登山运动员测量山的高度等.

例题1（用多媒体展示）如图所示，在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成一个简易的气压计.小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度_______，水对容器底的压强____________，瓶子对地面的压强___________（均选填“变小”“不变”或“变大”）.如果在瓶中装满水，就可以制成一个较准确的测量仪器：

_____________________（请写出它的名称）.

解析：

从山脚到山顶，海拔高度增加，根据气压与海拔高度的关系可知，山顶气压低于山脚，玻璃管外部气压减小后，在瓶内气体压强作用下，玻璃管内水柱上升.根据液体压强规律可知，水对容器底部的压强变大.把瓶子、水和玻璃管看成一个整体，其重力不变，对地面的压力不变，故瓶子对地面的压强不变；若将瓶子装满水，则在温度变化时，由于水的膨胀和收缩，会使玻璃管内水面变化，相当于温度计原理.

答案：

变大变大不变温度计

知识点2大气压强的综合运用

1.活塞式抽水机和离心式抽水机

师：

日常生产、生活中经常应用大气压，如活塞式抽水机、离心式抽水机等.下面我们就来研究这两种抽水机的工作过程.

教师播放多媒体课件“活塞式抽水机和离心式抽水机”，介绍它们的结构.

活塞式抽水机和离心式抽水机（多媒体课件）

1.活塞式抽水机上有两个单向开的阀门（如图甲），当提起活塞时，阀门A关闭，大气压使水推开阀门B进入圆筒；压下活塞时，阀门B关闭，活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面；当向上提活塞时，阀门A关闭，水被活塞提升到出水管.活塞不断地被提起、压下，水被不断地抽上来.

进行新课

2.离心式抽水机如图乙所示，抽水前滤网上单向阀门关闭，往抽水机里灌水到叶轮上；当电机带动叶轮高速旋转时，泵壳里的水也随叶轮高速旋转同时被甩入出水管，这时叶轮转轴附近压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进来的水又被叶轮甩进出水管，这样一直循环下去，就不断把水抽到高处.

教师提出问题，引导学生思考：

（1）活塞式抽水机的工作原理是什么？

（2）吸水扬程最大是多少？

（3）离心式水泵的实际扬程与实际吸水扬程、实际压水扬程三者之间的关系如何？

学生回答：

（1）抽水机工作的原理是利用大气压把水压上去的.

（2）吸水扬程最大不能超过10m.

（3）离心式水泵的实际扬程=实际吸水扬程+实际压水扬程.

2.高压锅

师：

请大家思考、回忆日常生活中还有哪些地方应用了大气压强？

请举例说明，以小组为单位，比一比.

学生分组讨论：

如高压锅、罐头制品饮料盖上面的真空安全钮等.

教师用多媒体播放课件“高压锅内气压的计算”，并讲解.

高压锅内气压的计算（多媒体课件）

1.高压锅的工作原理是提高锅内气压，从而升高锅内水的沸点.在高压锅上套一个限压阀后，锅内气体压强将在限压阀上产生一个向上的压力F内，除此力之外，限压阀另外还受到重力G和大气压向下压限压阀的压力F外.

2.当锅内气压增大到一定限度时，这三个力将保持平衡，放出一部分气体后，限压阀再次压在出气孔上，锅内气压再进一步增大，限压阀总保持平衡，即有关系式：

F外+G=F内.再根据压强公式：

p=F/S变形有F=pS，则p外S+G=p内S，p内=p外+G/S.

板书：

高压锅的原理：

液体的沸点随液体表面气压的增大而升高,随气压的减小而降低.

例题2（多媒体展示）如图所示，张强同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样，他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2.问这个高压锅工作时，其内部水蒸气的最大压强为多大？

（设大气压p0=1×105Pa,g取10N/kg）

分析：

分析限压阀的受力可知限压阀共受三个力作用：

限压阀自身的重力、大气的压力、锅内气体的压力，且在这三个力的作用下限压阀处于平衡状态，即可求得.

解：

由题意得F内=F大气+G,即有p内=p0+mg/S=1×105Pa+

=1.7×105Pa.

特别提醒：

由于标准大气压支持10.3m水柱，离心式水泵在安装时，实际吸水扬程（抽水高度）不得超过10m.

知识拓展：

水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度.离心泵的扬程以叶轮中心线为基准，分两部分组成，从水泵叶轮为中心线至水源水面垂直的高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程；从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度.

教学板书

课堂小结

通过本节课的学习，我们知道大气压强消除了受高度的影响外，还受天气、季节等的影响，气象专家把气压作为预测天气变化的一个重要依据，我们生活中有许多应用大气压的装置，我们要会利用大气压描述其工作过程.

教材习题解答

想想做做（P41）

观察大气压随高度的变化

取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中.从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上（图9.3-5）.

请你拿着它从楼下到楼上（或从山下到山上），观察玻璃管内水柱高度的变化情况，并给出解释.

解答：

把自制气压计从楼下拿到楼上，玻璃管内水柱高度升高.在该气压计中，瓶内气体的压强等于大气压强加上玻璃管内水柱的压强，瓶内气体的压强几乎不变，外界大气压强减小时，玻璃管内水柱的压强增大，高度升高.

动手动脑学物理（P43）

5.小强利用图9.3-5所示的自制气压计研究大气压与高度的关系.他将气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示.根据表中的数据，可以大致得到怎样的结论？

5.解答：

大气压强随海拔高度的升高而减小.

难题解答

例题3（用多媒体展示）

宋朝著名的文学家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游，发现在山上“煮米不成饭”，他认为是因为山上的泉水太寒冷，故有“万古冰雪之汁”之说，其实这是由于高山上的导致水的的缘故.

解析：

水的沸点的高低与压强有关，当水面上方的压强增大，则水的沸点升高，反之，压强减小，沸点降低.由于高山上大气压强较山脚下低，那么水沸腾时的温度降低，因而米吸收的热量减少，所以米煮不熟.为了解决这个问题，可以采用高压锅煮饭.

答案：

气压低沸点降低

规律总结：

用大气压强的知识解释生活现象的一般方法：

由于“管”中液面上方的空气体积增大，压强减小，“管”外的液体是在大气压的作用下被压入“管”中，从而沿“管”上升.

布置作业：

教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时的内容。

教学反思

1.在引导学生探究大气压随高度的变化规律时，采用气压计的测量与简易气压计的制作相结合，这样不仅帮助了学生理解大气压的变化规律，更重要的是避免了空洞的死板记忆，调动了学生的学习兴趣.接着，教师展示大气压随高度变化的图象，让学生分析找出规律，这锻炼了学生的分析、概括能力，同时进一步增强了学生对大气压随高度变化的理解，渗透了学科间的教学.

2.在介绍抽水机的工作过程中，运用先进的教学工具——多媒体技术进行教学，让学生在观看的过程中思考问题，这样调动了学生的积极性和主动性，同时丰富了学生的视觉效果.

教学过程中老师的疑问：

教师点评和总结

【素材积累】

1、冬天是纯洁的。

冬天一来，世界变得雪白一片，白得毫无瑕疵，白雪松软软地铺摘大地上，好似为大地铺上了一层银色的地毯。

松树上压着厚厚的白雪，宛如慈爱的妈妈温柔地抱着自己的孩子。

白雪下的松枝还露出一点绿色，为这白茫茫的世界增添了一点不一样的色彩。

2、张家界的山真美啊！

影影绰绰的群山像是一个睡意未醒的仙女，披着蝉翼般的薄纱，脉脉含情，凝眸不语，摘一座碧如翡翠的山上，还点缀着几朵淡紫、金黄、艳红、清兰的小花儿，把这山装扮得婀娜多姿。

这时，这山好似一位恬静羞涩的少女，随手扯过一片白云当纱巾，遮住了她那美丽的脸庞。