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。