《壓縮氣體的應用》教學方案

1、第 頁壓縮氣體的應用教學方案“壓縮氣體的應用”這節(jié)是這一章分子和氣體定律的最末一節(jié)的內(nèi)容，是在學習了氣體的兩條試驗定律玻意耳定律和查理定律后，應用兩條氣體的試驗定律說明實際生活中的詳細問題。學習本節(jié)的知識需理解氣體的兩條試驗定律，即玻意耳定律和查理定律，理解氣體的體積和溫度發(fā)生改變時，氣體的壓強會隨之發(fā)生改變?？隙ㄙ|(zhì)量的氣體，在溫度肯定時，減小氣體的體積可以增加氣體的壓強；在體積肯定時，上升溫度可以增加氣體的壓強。本節(jié)教學中，首先通過一些生活中詳細的實例引入壓縮氣體的概念，然后，讓同學動手試驗“扁平塑料瓶試驗”，明白肯定質(zhì)量的氣體，保持溫度不變并減小其體積，就可以獲得壓縮氣體。通過對氣體試驗定

2、律的復習，知道肯定質(zhì)量的氣體，當體積不變時，通過上升溫度的方法也可以獲得壓縮氣體。然后，再運用這一知識說明大客車車門開關結構和宇航員的宇航服問題，以及說明高壓鍋的問題。并指導同學動手制作沉浮子，體會和說明潛水艇的工作原理。本節(jié)教學中，從對壓縮氣體的實際運用，感悟科學、技術和社會進展之間的關系，體會從生活到物理，再從物理到生活的物理思想方法。二、教學目標：1、知識與技能：1知道壓縮氣體，知道壓縮氣體在實際生活中有著特別廣泛的應用。2知道獲得壓縮氣體的兩種方式：保持肯定質(zhì)量的氣體溫度不變，減小氣體的體積；保持肯定質(zhì)量的氣體體積不變，上升溫度，以獲得壓縮氣體。2、過程與方法：1通過對“扁平塑料瓶試驗

3、”的分析和討論，明白肯定質(zhì)量的氣體，假如溫度不變，減小氣體的體積就能獲得壓縮氣體。2通過氣體試驗定律的復習，明白肯定質(zhì)量氣體，假如體積不變，上升氣體的溫度就能獲得壓縮氣體。3運用所學的氣體試驗定律，通過同學間的溝通與爭論，分析并說明大客車車門的開關結構、宇航員的宇航服和沉浮子等生活實際現(xiàn)象中的物理原理。3、情感、立場與價值觀：1通過了解壓縮氣體在生活中特別普遍的運用，感悟科學、技術與社會進展之間的關系。￥資%源網(wǎng)2通過對生活實際中壓縮氣體的應用實例的分析和爭論，激發(fā)學習愛好，體會從生活到物理，再從物理到生活的思想方法。3通過試驗和爭論，體會分工合作在試驗中的作用，增加合作意識。三、教學重點和難

4、點：重點：1了解壓縮氣體的獲得過程。2了解壓縮氣體在實際生活中的應用，并能運用所學的知識說明這些現(xiàn)象。難點：綜合應用氣體的試驗定律來說明生活實際中的壓縮氣體的應用問題。四、教學資源：器材：充斥氣體的氣球、底部刺孔的扁平塑料瓶、水、量筒、橡膠薄膜，小瓶五、教學設計思路：本設計的內(nèi)容包括三個方面：一是通過實際例子提出壓縮氣體的概念，二是討論獲得壓縮氣體的兩種方法：對扁平塑料瓶的試驗討論，得到肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時，減小氣體體積可增加氣體的壓強；從氣體的試驗定律出發(fā)，得到要獲得壓縮氣體，也可使肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時，上升溫度，三是應用所學的知識說明實際生活中壓縮氣體的問題。本設計的基本思路

5、是：從生活實際中的問題出發(fā)，激發(fā)同學的學習愛好，并提出壓縮氣體的概念，然后，從簡約的試驗著手，加上通過前兩節(jié)所學的氣體兩條試驗定律的復習得出獲得壓縮氣體的兩種方式：肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時，減小氣體體積可增加氣體的壓強；肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時，上升溫度也可得到壓縮氣體。再引導同學運用所學的氣體試驗定律說明生活實際中壓縮氣體的問題。本設計要突出的重點是：壓縮氣體的獲得以及壓縮氣體在實際生活中的應用。方法是讓同學自己動手做扁平塑料瓶的試驗和復習學過氣體的兩條試驗定律，將所學的知識與生活實際相結合，先爭論得到獲得壓縮氣體的兩種方式，再例舉一些實際中壓縮氣體的應用實例，引導同學運用所學知識說明

6、實際的問題，再組織同學動手做沉浮子試驗，進一步體會所學的知識，加深對知識的理解。本設計要突破的難點是：綜合應用氣體的試驗定律來說明生活實際中的壓縮氣體的應用問題。方法是：先通過扁平塑料瓶試驗激發(fā)同學的學習愛好，引導同學從現(xiàn)象中找規(guī)律，再通過兩條氣體試驗定律的復習，加深對壓縮氣體的理解。再通過例舉同學熟識的大客車車門、宇航服、高壓鍋以及潛水艇等問題，與同學共同爭論壓縮氣體的問題。本設計中通過同學動手試驗和復習學過的氣體試驗定律的知識兩個角度著手，討論壓縮氣體，并運用所學的知識說明壓縮氣體在實際中的運用實例。通過同學動手試驗，可以激發(fā)同學學習愛好，感悟生活中的壓縮氣體的實際運用；通過同學的相互合作

7、，共同爭論，培育同學的合作意識，并學會將所學的物理知識運用到實際生活中。完成本設計的內(nèi)容需一課時。六、教學流程1、教學流程圖2、流程圖說明情景 例舉實例，呈現(xiàn)圖片。展示生活中爆米花的圖片，體會壓縮氣體在實際生活中的運用，從而引入課題。試驗1 擠壓充斥氣體的氣球，感悟到氣體體積越小，壓強越大，從而引入壓縮氣體的概念。試驗2 扁平塑料瓶試驗，觀測蓋緊和打開瓶蓋兩種狀況下，水流的狀況，再從不同的方向擠壓塑料瓶，觀測水流的狀況。從試驗中體會，肯定質(zhì)量的氣體，當溫度不變，減小氣體體積時，壓強增大，水流加快。試驗3 動手制作沉浮子，體會壓縮氣體的應用，學會運用所學知識進一步說明實際問題。應用1 展示大客車

8、的車門開關的原理圖，運用所學的知識說明這一現(xiàn)象，體會壓縮氣體在實際中的一種應用。應用2 觀測宇航員的宇航服在太空中的狀況，爭論、分析，如何將膨脹的宇航服體積減小。這一問題可以有不同的解決方法，從而進一步理解，獲得壓縮氣體不同途徑。應用3 分析高壓鍋的工作原理。并通過詳細的運算，體會上升溫度從而獲得壓縮氣體的方法。3、教學主要環(huán)節(jié) 本設計可分為四個主要的教學環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，從同學身邊的實例出發(fā)，結合同學所熟識的問題，引入壓縮氣體的概念。第二環(huán)節(jié)，讓同學動手操作并觀測“扁平塑料瓶”試驗，體會獲得壓縮氣體的第一種方式，即肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時，減小氣體體積可增加氣體的壓強。再復習學過的氣體試驗定

9、律，歸納得到肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時，上升溫度，也可得到壓縮氣體。第三環(huán)節(jié)，應用所學的知識說明實際生活中壓縮氣體的問題。七、教案例如1、引入課題情景 呈現(xiàn)一組生活實際中的爆米花的實例圖片如下圖。問題 大家看見過爆米花嗎？為什么最末“砰”的一聲巨響后可以把玉米爆成爆米花？爭論 同學猜想中的緣由。試驗1 呈現(xiàn)一個充斥空氣的氣球，請同學用力擠壓，體會體積不斷減小時，手上感覺到壓力越來越大。提出概念 像上面所舉的實例中可看出氣體溫度或體積轉(zhuǎn)變時，氣體的壓強會隨之發(fā)生改變。我們把儲存在高壓容器中的氣體稱為壓縮氣體。板書 D 壓縮氣體的應用一、壓縮氣體：儲存在高壓容器中的氣體。啟發(fā) 今日，我們就先來爭

10、論，如何獲得壓縮氣體。請大家依據(jù)學過的知識，提出獲得壓縮氣體的方法。2、壓縮氣體的獲得一通過減小氣體體積從而得到壓縮氣體試驗2 “扁平塑料瓶試驗”將扁平塑料瓶底部的四周用針對稱地刺幾個小孔，灌入大半瓶水。試驗分兩步完成：1擰緊瓶蓋，觀測現(xiàn)象；打開瓶蓋在觀測現(xiàn)象?，F(xiàn)象 蓋緊瓶蓋，水流出少部分后不會再流出，打開瓶蓋，水流出。2從不同方向擠壓瓶蓋，觀測所發(fā)生的現(xiàn)象?，F(xiàn)象 從扁平的一側擠壓瓶子，水會流出；從窄的一側擠壓瓶子，水不會流出。爭論并分析試驗中包含的物理原理1蓋緊瓶蓋，流走部分水，氣體體積增加，依據(jù)玻意耳定律，瓶內(nèi)氣體的壓強減小，比外界大氣壓小，故水不會再流出。打開瓶蓋，水上方和下方均為與大氣

11、相通，壓強相等，水由于重力作用而流走。2蓋緊瓶蓋后，瓶內(nèi)氣體質(zhì)量肯定，從扁平一側擠壓瓶子，氣體體積減小，依據(jù)玻意耳定律，瓶內(nèi)氣體的壓強增大，大于大氣壓，故水會流出。而從窄的一側擠壓瓶子，將會使氣體體積增大，同樣依據(jù)玻意耳定律，氣體壓強將減小，所以水不會流出。結論1 板書結論二、壓縮氣體的獲得：1肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時，減小氣體體積可增加氣體的壓強，從而獲得壓縮氣體。二通過上升溫度從而獲得壓縮氣體啟發(fā) 運用我們學過的氣體的試驗定律思索一下，還有什么方法可以得到壓縮氣體？復習氣體試驗定律 查理定律：肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時，壓強與熱力學溫度成正比。結論2 板書結論2肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯

12、定時，上升溫度，氣體的壓強增大，也可獲得壓縮氣體。3運用所學知識分析實際問題：引入問題的分析 米為什么能爆成爆米花？同學爭論并說明 依據(jù)查理定律，空氣受熱后，壓強增大，打開蓋子瞬間，由于內(nèi)部壓強遠大于外界大氣壓，米就被炸開了，成了爆米花。應用1 公交車的車門開關就是應用壓縮氣體來工作的，車門是如何被打開和關閉的？請同學們觀測圖片加以說明。引導同學邊觀測圖片邊分析開門：售票員或司機向右拉動電磁掌握閥，壓縮氣體從總進氣管進入氣缸的左側，壓縮氣體壓強較大，向右推動活塞，通過傳動機構，門就被打開。關門：售票員或司機向左拉動電磁掌握閥，壓縮氣體從總進氣管進入氣缸的右側，壓縮氣體壓強較大，向左推動活塞，通

13、過傳動機構，門就被關閉打開。應用2 1965年3月18日，蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開“上升二號”飛船密閉艙，系者安全帶第一次實現(xiàn)了人類到茫茫太空中行走的理想。但在返回飛船時卻遇到了意想不到的困難，由于太空幾乎為真空，他的宇航服有些向外膨脹，很難從密封艙的接口處鉆回艙內(nèi)。試估量宇航員在太空行走時每平方米宇航服上所承受的壓力。他應用什么方法可以安全地回到密封艙內(nèi)？引導同學思索1由于宇航服內(nèi)部的氣體需要是大氣壓，而外界是真空，壓強幾乎為零。所以每平方米上的氣體壓強就是大氣壓強。解： F=p0S=1.0105Pa12=1.0105N2可采用的方法引導同學應用前面所講的兩種方法著手解決這一問題依據(jù)查理定律，

14、降低宇航服內(nèi)氣體的溫度，從而減削內(nèi)部氣體的壓強，使宇航員回密閉艙。排出一些宇航服內(nèi)的氣體，從而減削內(nèi)部氣體的壓強，使宇航員回密閉艙。但此舉很危急應用3 高壓鍋有很好的密封性，基本上不漏氣。鍋蓋中間有一個排氣閥，上面套有類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住。當加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強增加到肯定程度時，氣體就能把限壓閥頂起來，部分蒸汽即從排氣孔排出鍋外。已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量是0.1g，排氣孔直徑為0.3c，那么鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少？已知每增加3.5103Pa，水的沸點相應增加1，那么這只高壓鍋內(nèi)能達到的最高溫度是多少？g取10/s2分析 什么時候氣體把限壓閥頂起來？只有當內(nèi)部氣體的壓力和外部氣

15、體的壓力之差剛好等于限壓閥的重力時，才把限壓閥頂起來。解答 pS-p0S=gp= p0+ = p0+=(1.013105+ )Pa2.428105 Pa由于水的沸點每上升1，氣體壓強增加3.5103Pa，所以高壓鍋內(nèi)氣體溫度最多能達到的值為t：t=100+ =140試驗3 潛水艇是怎樣完成潛入水中和浮起來的工作的呢？我們先來做一個小試驗，請大家認真觀測并說明其中的緣由。在一個量筒內(nèi)放入大半筒水，里面放入一個倒置的小瓶，小瓶內(nèi)留有大約一半水，使其能剛好浮出水面；再用橡膠薄膜把量筒口密封，如下圖。當用力擠壓橡膠薄膜時，觀測所發(fā)生的現(xiàn)象，并加以說明。同學觀測現(xiàn)象并做出說明 當用力擠壓橡膠薄膜時，依據(jù)玻意耳定律，量筒內(nèi)氣體壓強增大，將水壓入小瓶內(nèi)，小瓶內(nèi)排開氣體的體積減小，所受浮力減小，所以小瓶就下沉。撤去外力時，量筒內(nèi)氣體壓強復原，小瓶內(nèi)氣體被排出，浮力增