物理－大氣壓強(qiáng)（教學(xué)設(shè)計）-2024-2025學(xué)年物理八年級下冊人教版

大氣壓強(qiáng)教材分析：（1）本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是大氣壓強(qiáng)的存在及其測量方法。（2）本節(jié)課主要介紹了大氣壓強(qiáng)的基本概念、大氣壓強(qiáng)在生活中的應(yīng)用、托里拆利實(shí)驗(yàn)及其意義等知識點(diǎn)。（3）通過學(xué)習(xí)本節(jié)課，學(xué)生能夠認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)的存在，并了解它是如何影響我們的日常生活的。此外，學(xué)生還將學(xué)會使用科學(xué)方法來測量大氣壓強(qiáng)，并能夠解釋托里拆利實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理。這些知識不僅有助于學(xué)生更好地理解自然現(xiàn)象，也為他們將來在物理及其他相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)：（1）物理觀念：通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析，學(xué)生能夠理解大氣壓強(qiáng)的存在及其產(chǎn)生原因，形成對大氣壓強(qiáng)的基本物理觀念。（2）科學(xué)思維：學(xué)生能夠通過觀察和實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用類比和推理的方法，分析大氣壓強(qiáng)的現(xiàn)象，培養(yǎng)科學(xué)思維和探究能力。（3）科學(xué)探究：通過設(shè)計并完成覆杯實(shí)驗(yàn)、瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生能夠掌握科學(xué)探究的基本方法，提升實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過了解大氣壓強(qiáng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，學(xué)生能夠認(rèn)識到物理知識的重要性，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)：（1）通過實(shí)驗(yàn)探究和現(xiàn)象分析，理解大氣壓強(qiáng)的存在及其方向性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和觀察能力。（2）通過托里拆利實(shí)驗(yàn)的講解與視頻演示，掌握大氣壓的測量方法，理解標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的概念及其數(shù)值，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和邏輯思維能力。教學(xué)難點(diǎn)：（1）大氣壓強(qiáng)的存在及其在日常生活中的應(yīng)用。（2）托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理及其對大氣壓強(qiáng)測量的意義。教學(xué)資源準(zhǔn)備：（1）實(shí)驗(yàn)器材：包括但不限于玻璃杯、硬紙片、水、玻璃、吸盤掛鉤、馬德堡半球演示器、氣壓計金屬盒、自制的氣壓計等。這些器材將用于實(shí)驗(yàn)演示，幫助學(xué)生直觀理解大氣壓強(qiáng)的存在及其測量方法。（2）多媒體資源：準(zhǔn)備一系列相關(guān)的視頻和PPT，如《大氣壓的存在》、《馬德堡半球?qū)嶒?yàn)》、《大氣壓的測量》、《大氣壓與高度的關(guān)系》等，通過視覺和聽覺媒介輔助教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對大氣壓強(qiáng)概念的理解。（3）互動式學(xué)習(xí)軟件：利用教育科技，引入互動式學(xué)習(xí)軟件或應(yīng)用程序，讓學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)和游戲化學(xué)習(xí)方式，自主探索大氣壓強(qiáng)的現(xiàn)象和原理，提高學(xué)習(xí)的參與度和趣味性。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課教師活動：提問：液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，這是因?yàn)橐后w能夠流動。大氣也能夠流動，那么大氣是否對我們周圍的物體也有壓強(qiáng)呢？引導(dǎo)學(xué)生思考并激發(fā)他們對即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容的興趣。學(xué)生活動：思考問題，積極回答。（生：我們還沒有學(xué)過大氣壓強(qiáng)，但我覺得大氣也可能有壓強(qiáng)，因?yàn)榇髿庖彩橇鲃拥?。）二、學(xué)習(xí)新課一、大氣壓強(qiáng)的存在實(shí)驗(yàn)探究：大氣壓的存在（1）覆杯實(shí)驗(yàn)【演示實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一：將硬紙片放在塑料杯口，用手按住，并倒置過來，放手后觀察現(xiàn)象?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)二：把杯內(nèi)加滿水，然后放上硬紙片并用手按住，將其倒置，再放手后觀察現(xiàn)象?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)三：在同樣的條件下，旋轉(zhuǎn)倒置的杯子至不同角度，觀察硬紙片的狀態(tài)。【演示實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)四：在裝滿水且倒置的塑料杯底部用針扎一個小孔，進(jìn)一步觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析】實(shí)驗(yàn)一：硬紙片會掉下來，主要原因是重力的作用。（生：硬紙片確實(shí)會掉下來）實(shí)驗(yàn)二：當(dāng)杯中加滿水時，硬紙片卻沒有掉落。這是因?yàn)樗信懦隽丝諝?，使得杯?nèi)水對硬紙片向下的壓強(qiáng)小于外界大氣對其向上的壓強(qiáng)，從而硬紙片得以保持穩(wěn)定。（生：硬紙片沒有掉下來，水也沒有流出）實(shí)驗(yàn)三：無論怎樣轉(zhuǎn)動杯子，硬紙片都不會脫落，這說明大氣向各個方向都存在壓強(qiáng)。（生：無論怎么轉(zhuǎn)，硬紙片都沒有掉下來）實(shí)驗(yàn)四：扎了小孔后，硬紙片掉落，水也流出。解釋是由于小孔的出現(xiàn)破壞了內(nèi)部負(fù)壓狀態(tài)，外部的大氣壓與內(nèi)部的壓力相互平衡，導(dǎo)致水在重力作用下流出。（生：扎了小孔后，水就流出來了）（2）瓶吞雞蛋【演示實(shí)驗(yàn)】將剝殼的熟雞蛋置于廣口瓶上方，發(fā)現(xiàn)雞蛋不會自動掉入。接著點(diǎn)燃浸過酒精的棉花，迅速放入瓶內(nèi)并立即堵住瓶口，觀察雞蛋的變化?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】可以清晰地看到熟雞蛋被“吸入”瓶中?！痉治霈F(xiàn)象】棉花燃燒消耗了部分氧氣，使瓶內(nèi)氣體膨脹并排出一部分。當(dāng)堵住瓶口冷卻后，內(nèi)部氣壓下降，低于外界大氣壓，因此雞蛋被擠進(jìn)了瓶子。（生：哇，雞蛋真的進(jìn)去了！）【探究歸納】通過這些實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)大氣像液體一樣，向各個方向都有壓強(qiáng)。（生：原來大氣壓強(qiáng)真的存在啊！）【播放視頻】——《大氣壓的存在》（3）馬德堡半球?qū)嶒?yàn)①介紹德國馬德堡市市長奧拓?格里克于1654年進(jìn)行的一項(xiàng)著名實(shí)驗(yàn)。他制作了兩個直徑為36cm的空心銅半球，緊密閉合后抽真空，最后用8匹馬來拉一個半球，共需16匹馬才能分開兩半球。②解釋實(shí)驗(yàn)原理：半球內(nèi)部沒有空氣，因此沒有向外的壓強(qiáng)，而外部大氣則對半球表面施加了巨大的壓強(qiáng)，使它們緊緊貼合在一起。③結(jié)論：該實(shí)驗(yàn)證明大氣不僅存在壓強(qiáng)，而且壓強(qiáng)非常大?！静シ乓曨l】——《馬德堡半球?qū)嶒?yàn)》大氣壓（1）概念：大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓或氣壓。（2）成因：地球周圍空氣層受到地球引力作用而具有重量，同時因?yàn)榭諝饩哂辛鲃有裕詴ζ渲械奈矬w產(chǎn)生壓強(qiáng)?！纠}1】如圖所示，小明將玻璃杯裝滿水后，在杯口蓋上一片硬紙片（不留空氣），然后托住紙片并將杯子倒置或傾斜，水并未流出，紙片也未掉落。對這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確解讀是（D）A．探究的問題：大氣壓強(qiáng)有多大B．探究的問題：大氣向各個方向的壓強(qiáng)相等C．探究的問題：研究水的重力與大氣壓力的關(guān)系D．探究的問題：大氣對各個方向都有壓強(qiáng)【詳解】AC．此實(shí)驗(yàn)旨在驗(yàn)證大氣壓的存在，而非測量其大小或者研究水的重力與大氣壓力的關(guān)系，故AC不正確；BD．通過改變杯子的姿態(tài)，發(fā)現(xiàn)水和紙片均未脫離，表明大氣壓可以在不同方向上發(fā)揮作用，證明大氣壓向各個方向存在；不能得出大氣壓在各個方向的壓強(qiáng)相等，因此D為正確答案，B選項(xiàng)錯誤。故選D.【列舉實(shí)例】生活中有很多利用大氣壓強(qiáng)的例子，如吸塵器、吸盤掛件、垃圾清掃車、拔火罐等，都是基于大氣壓的應(yīng)用。二、大氣壓強(qiáng)的測量托里拆利實(shí)驗(yàn)（1）測量方法：托里拆利實(shí)驗(yàn)使用水銀來測定大氣壓。在一個長約1米、一端封閉、另一端開口的玻璃管中注滿水銀，排出其中空氣，隨后將開口端封好并倒插在盛有水銀的容器中。【詳細(xì)過程】①首先在玻璃管中灌滿水銀以排盡空氣。②一只手握住管子中部，另一只手堵住開口后小心地倒置插入水銀槽中。③待玻璃管完全豎直且穩(wěn)定后，松開手指，此時水銀柱將會達(dá)到一定高度并保持穩(wěn)定，大約為760毫米。④即使改變玻璃管的角度，只要確保它是垂直的，水銀柱的高度將始終保持不變。（2）實(shí)驗(yàn)分析：玻璃管內(nèi)的頂部實(shí)際上是真空區(qū)域，不存在大氣壓；而管外水銀面處于大氣環(huán)境中，因此大氣壓支撐著那段水銀柱使其不落下。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：大氣壓的數(shù)值等于這段水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即p_大氣壓=p_水銀。這個實(shí)驗(yàn)最早由意大利科學(xué)家托里拆利完成，因此被稱為托里拆利實(shí)驗(yàn)。理解托里拆利實(shí)驗(yàn)【提問討論】①如果玻璃管稍微傾斜一些，水銀柱的高度是否會變化？②若改變玻璃管的直徑，水銀柱高度會受到影響嗎？③現(xiàn)在假設(shè)稍稍提升或壓低玻璃管，水銀柱的高度會有何變化？④假如玻璃管內(nèi)混入少量空氣，這對最終結(jié)果有何影響？⑤為什么托里拆利選擇用水銀而不是水來做這個實(shí)驗(yàn)？【歸納總結(jié)】實(shí)驗(yàn)證明，玻璃管傾斜時，水銀柱的豎直高度不會發(fā)生變化，只有水平長度會有所增加。玻璃管直徑大小對于結(jié)果無影響。如果玻璃管內(nèi)存在多余空氣，則會導(dǎo)致水銀柱高度降低，測量值偏小。由于水銀密度較大，所需水銀柱高度遠(yuǎn)低于水柱高度，使得實(shí)驗(yàn)更加便捷易行。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1）定義：在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)測得外界與水