八年級(jí)物理下冊(cè)-第1課時(shí) 初步認(rèn)識(shí)大氣壓強(qiáng)（教學(xué)設(shè)計(jì)）

第1課時(shí)初步認(rèn)識(shí)大氣壓強(qiáng)【教學(xué)目標(biāo)】一、學(xué)問(wèn)與技能1.知道大氣壓強(qiáng)的存在；了解大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的緣由;2.知道托里拆利試驗(yàn)的原理、過(guò)程和結(jié)論；3.知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值.二、過(guò)程與方法1.學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)探究體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在，估測(cè)大氣壓強(qiáng)的大小，體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程.2.通過(guò)對(duì)托里拆利試驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解用液體壓強(qiáng)來(lái)研究大氣壓強(qiáng)的等效替代的科學(xué)方法.三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀運(yùn)用大氣壓強(qiáng)的學(xué)問(wèn)解釋生活、生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象，使學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)問(wèn)與生活的密切聯(lián)系，具有用物理學(xué)問(wèn)解釋日常生活現(xiàn)象的意識(shí).【教學(xué)重點(diǎn)】利用試驗(yàn)驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)的存在.【教學(xué)難點(diǎn)】大氣壓強(qiáng)的估測(cè)和測(cè)定.【教具預(yù)備】多媒體課件、鐵桶、抽氣機(jī)、橡皮碗、玻璃杯、紙板、水、優(yōu)酸乳紙盒（飲料紙盒、易拉罐均可）、吸管、塑料掛衣鉤、細(xì)針、廣口瓶、熟雞蛋、沙子、酒精棉花、注射器（帶橡皮帽）、刻度尺、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、金屬盒氣壓計(jì)等.【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】老師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容,并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)(老師可針對(duì)性地選擇部分難題講解),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)問(wèn)的鞏固.【新課引入】師通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們知道液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，這是由于液體能夠流淌.空氣也能流淌，我們四周是否存在朝各個(gè)方向的大氣壓強(qiáng)？你能舉出幾個(gè)實(shí)例或者做幾個(gè)簡(jiǎn)潔的試驗(yàn)，來(lái)證明或否定大氣壓強(qiáng)的存在嗎？老師邊展示試驗(yàn)器材(鐵桶、抽氣機(jī))，邊說(shuō)：我可以不用力擠壓就可以將鐵桶弄癟，你們信嗎？（學(xué)生懷疑.）老師進(jìn)行試驗(yàn):(1)用抽氣機(jī)連接鐵桶口，并啟動(dòng)抽氣機(jī)，幾秒鐘后奇跡毀滅了——鐵桶變癟了.(2)將兩個(gè)橡皮碗正對(duì)，擠出皮碗里的空氣，然后請(qǐng)兩名力氣大的同學(xué)上臺(tái)來(lái)用力拉橡皮碗，并向全班的同學(xué)介紹拉橡皮碗的感受.（學(xué)生費(fèi)了很大的勁才將橡皮碗拉開(kāi)）師橡皮碗為什么拉不開(kāi)？學(xué)生思考、討論:可能是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)的作用.師下面我們就一起來(lái)探究大氣壓強(qiáng).【進(jìn)行新課】學(xué)問(wèn)點(diǎn)1大氣壓的存在老師引導(dǎo)學(xué)生分成三組，動(dòng)手試驗(yàn)探究，體會(huì)大氣壓強(qiáng):第一組：玻璃杯覆水試驗(yàn)；第二組：用吸管吸取優(yōu)酸乳紙盒中的空氣，發(fā)覺(jué)紙盒變癟了.第三組：塑料掛衣鉤吸盤(pán)擠壓在光滑的瓷磚上，用力下拉，掛衣鉤吸盤(pán)靜止貼在瓷磚上且拉不開(kāi).然后用針將吸盤(pán)扎一小孔，發(fā)覺(jué)掛衣鉤下落，根本不需要用力.學(xué)生交流體會(huì),得出結(jié)論：大氣壓強(qiáng)的確存在.板書(shū)：地球四周被厚厚的大氣包圍著，空氣也像液體一樣受到重力的作用而且能夠流淌，因此空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng).師最先證明大氣壓強(qiáng)存在的典型試驗(yàn)是馬德堡半球試驗(yàn).下面請(qǐng)大家觀賞.（播放課件：馬德堡半球試驗(yàn))學(xué)生觀察、思考，體會(huì)大氣壓強(qiáng)不僅存在，而且很大.老師演示“瓶吞雞蛋”試驗(yàn)（在廣口瓶中放入一些沙子，將燃燒著的酒精棉花放入廣口瓶中，用剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口，塞在瓶口的雞蛋被吞入瓶中），并提問(wèn)：雞蛋為什么會(huì)被瓶子“吞吃”了呢？這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明了什么？那如何讓瓶子把雞蛋吐出來(lái)呢？學(xué)生觀察、思考，回答：是因?yàn)槠績(jī)?nèi)的空氣被燒盡，溫度降低后，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，外界大氣壓作用在雞蛋上把雞蛋壓入瓶中.老師在引導(dǎo)學(xué)生分析如何讓瓶子把雞蛋吐出來(lái)時(shí)，提示學(xué)生運(yùn)用逆向思維，設(shè)法增大廣口瓶?jī)?nèi)部的大氣壓強(qiáng).學(xué)問(wèn)點(diǎn)2大氣壓的測(cè)量1.大氣壓的粗略測(cè)量師剛才兩位同學(xué)拉橡皮碗時(shí)用了很大的力，而馬德堡半球用了16匹馬才被拉開(kāi)，由此可見(jiàn)，大氣壓強(qiáng)不但存在而且很大，那到底有多大呢？同學(xué)們能否設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)測(cè)量出來(lái)呢？請(qǐng)大家利用自己手中的器材設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行粗略測(cè)量.學(xué)生分組設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行探究，估測(cè)大氣壓強(qiáng)的值.第一組：將兩個(gè)塑料掛衣鉤吸盤(pán)正對(duì)，然后擠出里面的空氣，用測(cè)力計(jì)測(cè)量出剛好拉開(kāi)吸盤(pán)所用的力，依據(jù)二力平衡，拉力與大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力相等，然后測(cè)出吸盤(pán)的面積，計(jì)算出大氣壓強(qiáng).第二組：將塑料掛衣鉤的吸盤(pán)緊壓在平玻璃板上，測(cè)出塑料掛衣鉤的直徑D，計(jì)算出塑料掛衣鉤的表面積S，用測(cè)力計(jì)測(cè)量出塑料掛衣鉤剛好被拉下的拉力F，利用公式p=4F/（πD2）計(jì)算出大氣壓強(qiáng).第三組：將注射器針筒內(nèi)的空氣排空，然后用橡皮帽堵住，豎直固定在鐵架臺(tái)上，在針筒下面掛鉤碼，記錄當(dāng)活塞剛好開(kāi)始下滑時(shí)鉤碼的總重力F，估測(cè)針筒的橫截面積S，利用p=F/S公式計(jì)算大氣壓強(qiáng).各小組交流自己的設(shè)計(jì)思想、試驗(yàn)的步驟和測(cè)量結(jié)果,討論可能產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，得出結(jié)論：上述方法的測(cè)量是粗略測(cè)量，不夠準(zhǔn)確.2.大氣壓的精確測(cè)量——托里拆利試驗(yàn)師在科學(xué)試驗(yàn)室里如此的測(cè)量是否可信？怎樣才能準(zhǔn)確地測(cè)量出大氣壓強(qiáng)的大?。繉W(xué)生思考、討論.師從上面的覆杯試驗(yàn)可知，覆在玻璃杯上面的紙片之所以不會(huì)掉下來(lái)，是由于受到了大氣壓強(qiáng)的作用，假如換用一個(gè)足夠長(zhǎng)的杯子，布滿意夠高的水，紙片也不會(huì)掉下來(lái)嗎？老師引導(dǎo)學(xué)生利用二力平衡的學(xué)問(wèn)分析，得出托起的水柱最高產(chǎn)生的壓強(qiáng)正好等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，紙片就會(huì)下落（不計(jì)紙片的重力），因此，可以通過(guò)水柱的壓強(qiáng)計(jì)算出大氣壓強(qiáng).這就是托里拆利試驗(yàn)的原理(提示學(xué)生這是等效替代法,以前我們也學(xué)習(xí)過(guò)，如在滑動(dòng)摩擦力的探究試驗(yàn)中).在分組試驗(yàn)中，大家測(cè)量的大氣壓強(qiáng)值接近在105Pa，那么，要產(chǎn)生這么大的壓強(qiáng)，需要多高的水柱呢？請(qǐng)大家計(jì)算.生：利用p=ρgh計(jì)算出水柱的高度h約為10m.師這么高的水柱，我們操作起來(lái)簡(jiǎn)潔進(jìn)行嗎？生：不便利.老師引導(dǎo)學(xué)生利用p=ρ液gh進(jìn)行分析，在壓強(qiáng)確定時(shí)，密度大的液體，高度小，因此可換用密度大的水銀代替水進(jìn)行試驗(yàn).托里拆利正是選用液體中密度最大的水銀代替水進(jìn)行測(cè)量大氣壓值的試驗(yàn)，成為了世界上第一個(gè)最先較精確測(cè)量出大氣壓值的科學(xué)家.老師播放課件“托里拆利試驗(yàn)”,然后提出問(wèn)題：（用多媒體展示，引導(dǎo)學(xué)生在觀看過(guò)程中思考、討論）思考題：（1）為什么要灌滿水銀？（2）管內(nèi)水銀面為什么會(huì)下降？（3）水銀下降后，管內(nèi)水銀柱的上方是否有空氣？（4）水銀面下降了一段距離后為什么不再下降了？（5）怎樣通過(guò)計(jì)算得出大氣壓強(qiáng)的大小？老師可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析，加深理解.學(xué)生回答:(1)開(kāi)始時(shí)將玻璃管內(nèi)灌滿水銀是為了排出玻璃管內(nèi)的空氣.(2)玻璃管倒置在水銀槽中放開(kāi)手指后管內(nèi)水銀柱下降是因?yàn)樗y柱對(duì)水銀槽表面的壓強(qiáng)大于外界對(duì)水銀槽上表面的壓強(qiáng).(3)水銀下降一段距離后,管內(nèi)水銀柱的上方?jīng)]有空氣,是真空.(4)當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí),水銀面就不會(huì)再下降了,此時(shí)水銀槽外的大氣壓支撐著玻璃管內(nèi)確定高度的水銀.(5)管內(nèi)外水銀面高度差不再變化時(shí),管內(nèi)760mm的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就是大氣壓強(qiáng)的值.老師引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)液體壓強(qiáng)公式及密度值算出大氣壓強(qiáng)的值:p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m=1.013×105Pa.師托里拆利進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),是在海平面四周完成的,通常把這樣的大氣壓叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0.板書(shū)：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)的值760mm汞柱(10.3m水柱),即1.01×105Pa.老師總結(jié)：托里拆利試驗(yàn)的幾點(diǎn)疑問(wèn)：（1）假如管子傾斜，管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度會(huì)增加，豎直高度不會(huì)變，所以不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果.（2）因?yàn)樗y柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)跟水銀柱的粗細(xì)無(wú)關(guān)，所以把管子換成粗的或細(xì)的，管內(nèi)水銀的豎直高度不會(huì)轉(zhuǎn)變，因此不會(huì)影響結(jié)果.（3）把管子換成比1米長(zhǎng)得多的管子，只要水銀柱上方保持真空，管內(nèi)水銀柱豎直高度就不會(huì)轉(zhuǎn)變，因而不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果；若把管子換成比1米短得多的管子，如比76cm還短，則水銀將會(huì)布滿管子，高度隨管子長(zhǎng)度轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變，因此管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就不是大氣壓的值，這樣就無(wú)法測(cè)量了.（4）把管子在水銀中提起一點(diǎn)或插入一點(diǎn)，管內(nèi)水銀柱的豎直高度不會(huì)轉(zhuǎn)變，所以不影響試驗(yàn)結(jié)果.（5）當(dāng)有少量空氣混入管中時(shí)，管內(nèi)水銀面上方不再是真空的，這些空氣有確定的壓強(qiáng)作用在管內(nèi)水銀柱上面，會(huì)使水銀柱高度減小，混入的空氣越多，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，管內(nèi)水銀柱越短，所以會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，使測(cè)量結(jié)果變小.師1.013×105Pa到底有多大呢？請(qǐng)同學(xué)們估算大氣對(duì)指甲蓋的壓力有多少牛頓？相當(dāng)于多少千克的物體壓在了指甲上？同學(xué)們演算，一名同學(xué)板演.解：指甲蓋的面積約1cm2，即S=10-4m2，由p=F/S可知大氣產(chǎn)生的壓力F=p·S=1.013×105Pa×10-4m2=10.13N，相當(dāng)于1kg的物體壓在了指甲上.師這么大的壓力，我們?yōu)槭裁锤杏X(jué)不到呢？生：因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)是朝各個(gè)方向的，大氣壓的作用互相抵消了.例題（用多媒體展示）小明利用如圖所示的裝置，測(cè)量當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)的大小，他將測(cè)量結(jié)果匯報(bào)給物理老師，老師告訴他測(cè)量結(jié)果偏小.你知道小明測(cè)量結(jié)果偏小的緣由可能是下面的()A.玻璃管沒(méi)有豎直放置B.玻璃管頂部混入少量空氣C.水銀槽內(nèi)水銀液面太高D.玻璃管太粗，管內(nèi)的水銀太重解析：利用上述裝置測(cè)量大氣壓是利用大氣壓跟支持它的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等的原理來(lái)測(cè)量的.水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，只與水銀的密度和水銀柱高度兩個(gè)因素有關(guān)，而與玻璃管的粗細(xì)、玻璃管是否豎直放置、水銀槽內(nèi)水銀面高低等因素?zé)o關(guān).但是玻璃管頂部如混有空氣，管內(nèi)空氣會(huì)對(duì)水銀柱產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)，使水銀柱的高度變小，因此導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小.答案：B3.氣壓計(jì)師標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值是p0=1.013×105Pa.一般情況下,不同地點(diǎn),不同高度的大氣壓值是不同的.但在日常生活和生產(chǎn)中我們常常需要了解各地的氣壓和氣壓的變化,于是人們?cè)O(shè)計(jì)了用來(lái)測(cè)定大氣壓的儀器——?dú)鈮河?jì)(barometer).下面我們就主要介紹兩種氣壓計(jì):(1)水銀氣壓計(jì)構(gòu)造原理:實(shí)際上就是一個(gè)托里拆利試驗(yàn)裝置.只是在刻度尺上不是標(biāo)水銀柱與水銀槽中水銀面的高度差,而是標(biāo)與高度差對(duì)應(yīng)的大氣壓值,這樣就可以直接讀出大氣壓值.特點(diǎn):測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,但攜帶不便利.(2)金屬盒氣壓計(jì)(無(wú)液氣壓計(jì))老師結(jié)合實(shí)物或模型引導(dǎo)學(xué)生了解金屬盒氣壓計(jì)各部分的構(gòu)造和功能.師它的主要部分是一個(gè)抽成真空的金屬盒及與盒蓋中央相連的彈簧片.盒的表面是波紋狀的,大氣壓變化時(shí),盒的厚度及彈簧片的彎曲程度隨著變化,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn),指示大氣壓強(qiáng)的值.(注：假如無(wú)液氣壓計(jì)的刻度盤(pán)上標(biāo)的不是大氣壓的值,而是高度,就成了航空\(chéng),登山用的高度計(jì).)【老師結(jié)束語(yǔ)】大家通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，收獲確實(shí)不少，我們共同學(xué)習(xí)了大氣壓強(qiáng)的學(xué)問(wèn)，知道了我們生活的空氣中存在大氣壓強(qiáng)，而且知道了測(cè)量大氣壓強(qiáng)的一些方法.好，感謝大家！課后作業(yè)完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí).1.在本節(jié)課教學(xué)的過(guò)程中，始終把學(xué)生是教學(xué)的主體放在第一位.因此，在設(shè)計(jì)和組織教學(xué)的過(guò)程中，以學(xué)生活動(dòng)和試驗(yàn)探究為主線，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)多媒體課件、試驗(yàn)等來(lái)主動(dòng)發(fā)覺(jué)問(wèn)題,搜集證據(jù),分析有關(guān)信息和資料，建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而培育學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，培育學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).2.在課堂教學(xué)中學(xué)生的思維活動(dòng)必需是有目的性的思維，要達(dá)目的必需借助于外界的刺激作用，在“做中學(xué)”，將學(xué)生