2025年春教科版物理八年級下冊教案 第九章 第4節(jié) 大氣壓強

4.大氣壓強【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1.知道大氣壓強的存在；了解大氣壓強產(chǎn)生的原因；2.知道托里拆利實驗的原理、過程和結(jié)論；3.知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值.二、過程與方法1.學(xué)生進行實驗探究體會大氣壓強的存在，估測大氣壓強的大小，體會科學(xué)探究的過程;2.通過對托里拆利實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認識和理解用液體壓強來研究大氣壓強的等效替代的科學(xué)方法.三、情感、態(tài)度與價值觀運用大氣壓強的知識解釋生活、生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象，使學(xué)生體會到物理知識與生活的密切聯(lián)系，具有用物理知識解釋日常生活現(xiàn)象的意識.【教學(xué)重點】利用實驗驗證大氣壓強的存在.【教學(xué)難點】大氣壓強的估測和測定.【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、鐵桶、抽氣機、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、彈簧測力計、鐵架臺、金屬盒氣壓計等.【教學(xué)課時】1課時【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(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)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學(xué)生對知識的鞏固.【新課引入】師通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強，這是由于液體能夠流動.空氣也能流動，我們周圍是否存在朝各個方向的大氣壓強？你能舉出幾個實例或者做幾個簡單的實驗，來證實或否定大氣壓強的存在嗎？教師邊展示實驗器材（鐵桶、抽氣機），邊說：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.）教師進行實驗：（1）用抽氣機連接鐵桶口，并啟動抽氣機，幾秒鐘后奇跡出現(xiàn)了——鐵桶變癟了.（2）將兩個橡皮碗正對，擠出皮碗里的空氣，然后請兩名力氣大的同學(xué)上臺來用力拉橡皮碗，并向全班的同學(xué)介紹拉橡皮碗的感受.（學(xué)生費了很大的勁才將橡皮碗拉開）師橡皮碗為什么拉不開？學(xué)生思考、討論：可能是因為大氣壓強的作用.師下面我們就一起來探索大氣壓強.【進行新課】教學(xué)探究點1大氣壓強教師引導(dǎo)學(xué)生分成三組，動手實驗探究，體會大氣壓強：第一組：玻璃杯覆水實驗；第二組：用吸管吸取優(yōu)酸乳紙盒中的空氣，發(fā)現(xiàn)紙盒變癟了.第三組：塑料掛衣鉤吸盤擠壓在光滑的瓷磚上，用力下拉，掛衣鉤吸盤靜止貼在瓷磚上且拉不開.然后用針將吸盤扎一小孔，發(fā)現(xiàn)掛衣鉤下落，根本不需要用力.學(xué)生交流體會，得出結(jié)論：大氣壓強的確存在.教師總結(jié)：大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強叫大氣壓強，簡稱大氣壓.空氣也像液體一樣受到重力的作用而且能夠流動，因此空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強.師最先證實大氣壓強存在的典型實驗是馬德堡半球?qū)嶒?下面請大家欣賞.（播放課件：馬德堡半球?qū)嶒灒W(xué)生觀察、思考，體會大氣壓強不僅存在，而且很大.教師演示“瓶吞雞蛋”實驗（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：雞蛋為什么會被瓶子“吞吃”了呢？這個實驗說明了什么？那如何讓瓶子把雞蛋吐出來呢？學(xué)生觀察、思考，回答：是因為瓶內(nèi)的空氣被燒盡，溫度降低后，瓶內(nèi)氣體壓強減小，外界大氣壓作用在雞蛋上把雞蛋壓入瓶中.教師在引導(dǎo)學(xué)生分析如何讓瓶子把雞蛋吐出來時，提醒學(xué)生運用逆向思維，設(shè)法增大廣口瓶內(nèi)部的大氣壓強.例題1（廣西桂林中考）如圖所示，是物理教材中的演示實驗或示例圖片，用來說明大氣壓強存在的是（）A.液體從側(cè)壁孔噴出B.連通器C.覆“杯”實驗D.蚊子尖嘴插入皮膚解析：大氣壓強是由于空氣具有重力和流動性而產(chǎn)生的，例如吸盤、瓶吞雞蛋、馬德堡半球?qū)嶒灥?A.液體內(nèi)部存在壓強，液體壓強隨深度的增大而增大.液體從側(cè)壁孔噴出，說明液體存在壓強.不符合題意；B.上端開口，下端相連通的容器叫連通器，放在連通器中的同種液體，靜止時各液面相同.不符合題意；C.玻璃管中盛滿水用紙片蓋住，杯口朝下，紙片不會下落，水不會流出，是大氣壓的作用.符合題意；D.蚊子尖嘴插入皮膚，是壓力一定，受力面積越小壓強越大.不符合題意.答案：C教學(xué)探究點2大氣壓強有多大1.大氣壓的粗略測量師剛才兩位同學(xué)拉橡皮碗時用了很大的力，而馬德堡半球用了16匹馬也很難被拉開，由此可見，大氣壓強不但存在而且很大，那到底有多大呢？同學(xué)們能否設(shè)計一個實驗測量出來呢？請大家利用自己手中的器材設(shè)計實驗進行粗略測量.學(xué)生分組設(shè)計實驗進行探究，估測大氣壓強的值.第一組：將兩個塑料掛衣鉤吸盤正對，然后擠出里面的空氣，用測力計測量出剛好拉開吸盤所用的力，根據(jù)二力平衡，拉力與大氣對吸盤的壓力相等，然后測出吸盤的面積，計算出大氣壓強.第二組：將塑料掛衣鉤的吸盤緊壓在平玻璃板上，測出塑料掛衣鉤的直徑D，計算出塑料掛衣鉤的表面積S，用測力計測量出塑料掛衣鉤剛好被拉下的拉力F，利用公式ｐ＝4F／（πD2）計算出大氣壓強.第三組：將注射器針筒內(nèi)的空氣排空，然后用橡皮帽堵住，豎直固定在鐵架臺上，在針筒下面掛鉤碼，記錄當(dāng)活塞剛好開始下滑時鉤碼的總重力F，估測針筒的橫截面積Ｓ，利用ｐ＝F／S公式計算大氣壓強.各小組交流自己的設(shè)計思想、實驗的步驟和測量結(jié)果，討論可能產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，得出結(jié)論：上述方法的測量是粗略測量，不夠準(zhǔn)確.2.大氣壓的精確測量——托里拆利實驗師在科學(xué)研究中如此的測量是否可信？怎樣才能準(zhǔn)確地測量出大氣壓強的大??？教師演示覆杯實驗，學(xué)生思考、討論.師從上面的覆杯實驗可知，覆在玻璃杯上面的紙片之所以不會掉下來，是由于受到了大氣壓強的作用，如果換用一個足夠長的杯子，充滿足夠高的水，紙片也不會掉下來嗎？教師引導(dǎo)學(xué)生利用二力平衡的知識分析，得出托起的水柱最高產(chǎn)生的壓強正好等于大氣壓強時，紙片由于自身重力就會下落，因此，可以通過水柱的壓強計算出大氣壓強.這就是托里拆利實驗的原理（提醒學(xué)生這是等效替代法，以前我們也學(xué)習(xí)過，如在滑動摩擦力的探究實驗中）.在分組實驗中，大家測量的大氣壓強值接近在105Ｐａ，那么，要產(chǎn)生這么大的壓強，需要多高的水柱呢？請大家計算.

生：利用ｐ＝ρｇｈ計算出水柱的高度ｈ約為10ｍ.師這么高的水柱，我們操作起來容易進行嗎？生：不方便.教師引導(dǎo)學(xué)生利用ｐ＝ρ液ｇｈ進行分析，在壓強一定時，密度大的液體，高度小，因此可換用密度大的水銀代替水進行實驗.托里拆利正是選用液體中密度最大的水銀代替水進行測量大氣壓值的實驗，成為了世界上第一個最先較精確測量出大氣壓值的科學(xué)家.教師播放課件“托里拆利實驗”，然后提出問題：（用多媒體展示，引導(dǎo)學(xué)生在觀看過程中思考、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）怎樣通過計算得出大氣壓強的大??？教師可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析，加深理解.學(xué)生回答：（1）開始時將玻璃管內(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手指后管內(nèi)水銀柱下降是因為水銀柱對水銀槽表面的壓強大于外界對水銀槽上表面的大氣壓強.（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)壓強相等時，水銀面就不會再下降了，此時水銀槽外的大氣壓支撐著玻璃管內(nèi)一定高度的水銀.（5）管內(nèi)外水銀面高度差不再變化時，管內(nèi)760ｍｍ的水銀柱產(chǎn)生的壓強就是大氣壓強的值.教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)液體壓強公式及密度值算出大氣壓強的值：ｐ０＝ρ水銀ｇｈ＝13.6×103ｋｇ／ｍ3×9.8N／ｋｇ×760×10-3ｍ＝1.013×105Ｐａ.師托里拆利進行實驗時，是在海平面附近完成的，通常把這樣的大氣壓叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓ｐ０.教師總結(jié)：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強的值760ｍｍ汞柱（10.3ｍ水柱），即1.01×105Ｐａ.教師總結(jié)：托里拆利實驗的幾點疑問：（1）如果管子傾斜，管內(nèi)水銀柱的長度會增加，豎直高度不會變，所以不會影響實驗結(jié)果.（2）因為水銀柱產(chǎn)生的壓強跟水銀柱的粗細無關(guān)，所以把管子換成粗的或細的，管內(nèi)水銀的豎直高度不會改變，因此不會影響結(jié)果.（3）把管子換成比1米長得多的管子，只要水銀柱上方保持真空，管內(nèi)水銀柱豎直高度就不會改變，因而不會影響實驗結(jié)果；若把管子換成比1米短得多的管子，如比76ｃｍ還短，則水銀將會充滿管子，高度隨管子長度改變而改變，因此管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強就不是大氣壓的值，這樣就無法測量了.（4）把管子在水銀中提起一點或插入一點，管內(nèi)水銀柱的豎直高度不會改變，所以不影響實驗結(jié)果.（5）當(dāng)有少量空氣混入管中時，管內(nèi)水銀面上方不再是真空的，這些空氣有一定的壓強作用在管內(nèi)水銀柱上面，會使水銀柱高度減小，混入的空氣越多，產(chǎn)生的壓強越大，管內(nèi)水銀柱越短，所以會影響實驗結(jié)果，使測量結(jié)果變小.師1.013×105Ｐａ到底有多大呢？請同學(xué)們估算大氣對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不到呢？生：因為大氣壓強是朝各個方向的，大氣壓的作用互相抵消了.例題2小明利用如圖所示的裝置，測量當(dāng)?shù)卮髿鈮簭姷拇笮?，他將測量結(jié)果匯報給物理老師，老師告訴他測量結(jié)果偏小.你知道小明測量結(jié)果偏小的原因可能是下面的（）A.玻璃管沒有豎直放置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：利用上述裝置測量大氣壓是利用大氣壓跟支持它的水銀柱產(chǎn)生的壓強相等的原理來測量的.水銀柱產(chǎn)生的壓強，只與水銀的密度和水銀柱高度兩個因素有關(guān)，而與玻璃管的粗細、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)空氣會對水銀柱產(chǎn)生向下的壓強，使水銀柱的高度變小，因此導(dǎo)致測量結(jié)果偏小.答案：B例題3（江蘇鎮(zhèn)江中考）在測量大氣壓的實驗中，為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響，某同學(xué)采用了圖示裝置，將注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通過水平細線與燒杯相連，向燒杯中緩慢加水，當(dāng)活塞剛開始向左滑動時，測得杯中水的質(zhì)量為880g；然后向外緩慢抽水，當(dāng)活塞剛開始向右滑動時，測得杯中水的質(zhì)量為460g，燒杯質(zhì)量為100g，活塞面積為7×10-5m2，g=10N/kg，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓的值應(yīng)為（）A.1.26×105Pa B.1.10×105PaC.1.01×105Pa D.0.96×105Pa解析：當(dāng)注射器中的活塞開始向左滑動時，G1=（0.88+0.1）kg×10N/kg=9.8N，對活塞受力分析：f+F=G1=9.8N；當(dāng)注射器中的活塞開始向右滑動時，G2=（0.46+0.1）kg×10N/kg=5.6N，對活塞受力分析：F-f=G2=5.6N；兩式聯(lián)立解得：F=7.7N；∴;答案：B3.大氣壓強與海拔高度地球上面的空氣層密度不是相等的，靠近地表層的空氣密度較大，高層的空氣稀薄，密度較小.大氣壓強既然是由空氣重力產(chǎn)生的，高度大的地方，它上面空氣柱的高度小，密度也小，所以距離地面越高，大氣壓強越小.在海拔3000m之內(nèi)，每上升10m大氣壓強約減小100Pa，在海拔2000m之內(nèi),每上升12m大氣壓強約減小100Pa.地面上空氣的范圍極廣，常稱“大氣”.離地面200公里以上，仍有空氣存在.雖其密度很小，但如此高的大氣柱作用于地面上的壓強仍然極大.人體在大氣內(nèi)毫不感覺受到氣壓的壓迫，這是因為人體的內(nèi)外部同時受到氣壓的作用且恰好都相等的緣故.大氣壓強除了受高度的影響外，還受天氣、季節(jié)的影響.氣象專家把氣壓作為預(yù)測天氣變化的一個重要依據(jù).大氣壓與我們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，如高原反應(yīng)、抽水機、高壓鍋就是大氣壓的典型的應(yīng)用.【教師結(jié)束語】大家通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，收獲確實不少，我們共同學(xué)習(xí)了大氣壓強的知識，知道了大氣壓強的存在，而且知道了測量大氣壓強的一些方法.好，謝謝大家！【課后作業(yè)】完成練習(xí)冊中本課時對應(yīng)練習(xí).教材習(xí)題解答家庭實驗室約10m.自我評價1.大氣壓力的作用；吸一段時間后，就吸不出來了.【解析】當(dāng)用嘴吸飲料時，吸管內(nèi)氣體減小，氣壓降低，管內(nèi)氣壓小于外界大氣壓，在大氣壓作用下，飲料將被壓著沿吸管上升進入嘴中.當(dāng)把飲料瓶密封起來后，在開始一段時間可以吸出飲料，隨著瓶內(nèi)飲料的減少，瓶內(nèi)飲料上方氣壓也減小，小到一定程度后便不能再壓著飲料上升進入嘴中.2.當(dāng)容器中的水被雞喝掉，瓶口露出水面時，有氣體進入瓶中，使瓶中的水流出一些，到水面封住瓶口時，氣體不再進入瓶中，這時由于大氣壓的作用，支持著瓶中的水柱，使水不再流出，直到下一次喝到露出瓶口為止.3.4.545×106N；因為房頂下面也受到同樣大小的向上的壓力，內(nèi)外兩壓力平衡.【解析】F=pS=1.01×105Pa×45m2=4.545×106N,大氣層內(nèi)部向各個方向都有大氣壓.1.在本節(jié)課教學(xué)的過程中，始終把學(xué)生是教學(xué)的主體放在第一位.因此，在設(shè)計和組織教學(xué)的過程中，以學(xué)生活動和實驗探究為主線，引導(dǎo)學(xué)生通過多媒體課件、實驗等來主動發(fā)現(xiàn)問題、搜集證據(jù)、分析有關(guān)信息和資料，建立良好的認知結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力，使學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.2.在課堂教學(xué)中學(xué)生的思維活動必須是有目的性的思維，要達目的必須借助于外界的刺激作用，將學(xué)生的思維和實踐結(jié)合起來，從而引起學(xué)生積極地投入情感.比如：讓學(xué)生拉吸盤感受大氣壓強的確存在而且很大；在做塑料掛衣鉤的實驗中，有意安排學(xué)生用細針扎個小孔來進一步體驗大氣壓強的作用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱