人教版 八年级物理下册9.3大气压强【教案设计】
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大气压强
教学目标
(1)知道大气压强是存在的。
(2)知道活塞式抽水机的工作原理,并能描述其工作过程。
(3)经历探究推导大气压强大小的过程。
(4)在推导大气压强大小的过程中,体会逻辑思维与数学在物理学中的应用。
(5)在思考大气压与社会生活的联系的过程中,体会物理与社会的联系。
教学重难点
教学重点:大气压的存在、大气压的测量、大气压的应用
教学难点:大气压的存在、大气压的测量
课的类型
新授课
教学方法
讲授法、演示法、讨论法
教学器材
烧杯、水、硬纸片、玻璃、吸盘挂钩
教学过程
引入新课
教师活动:演示纸片托水。先在玻璃杯中装满水,将硬纸片盖在玻璃杯上,然后缓慢地将玻璃杯倒置。
教师口述:水杯倒置时,水为什么没有流出来,硬纸片为什么没有掉下来?
教师口述:水之所以没有流出来,硬纸片没有掉下来,主要是因为大气压的作用。这就是我们今天要学习的内容。
讲授新课
一、大气压的存在
学生活动:学生之间讨论对硬纸片进行受力分析。
师生活动:学生发表自己的分析过程与结果,老师作必要评论。
硬纸片受到了水对它的压力的作用,受到了重力的作用,且这两个力的方向均向下。而硬纸片处于静止状态,由此可得,硬纸片还会受到一个向上的力。
教师活动:讲述马德堡半球实验。
1654年5月8日,德国马德堡市市长奥托·冯·格里克(O. von Guericke,1602—1686)做了一个轰动一时的实验。他把两个半径约为20 cm的中空铜质半球紧密地结合成一个大圆球,并抽去球内的空气。这时,许多人使劲也拉不开。后来,市长叫人拉来了16匹马,分成两队使劲拉,在一声巨响中,两个半球被拉开了。
教师设问:什么原因使两个半球结合在一起呢?
学生活动:学生之间讨论老师所提问题。
教师活动:播放视频《大气压现象1(塑料瓶).mp4》、《大气压现象2(易拉罐).mp4》、《大气压现象3(瓶吞蛋).mp4》、《大气压现象4(大小试管).mp4》、《大气压现象5(吸盘).mp4》。
教师活动:总结规律。大气压是存在的。
二、大气压的测量
(一)大气压的测量
教师活动:讲解托里拆利实验。
(1)取一根长约1 m、一端封闭的细玻璃管,将玻璃管灌满汞;
(2)用手指堵住管口将玻璃管开口朝下倒插在汞液槽中;
(3)放开堵管口的手指,让管内的汞流出。
实验现象:当汞柱降到管内外液面的高度差约为760 mm时,它就停止下降了。若将管子倾斜,管内外液面的高度差仍保持不变。
玻璃细管内汞柱液面上方是真空,而管外汞液面上受到大气压强p0作用,正是大气压强支持着管内760 mm高的汞柱,这表明大气压跟760 mm高的汞柱产生的压强相等。
学生活动:计算大气压强的数值。
教师活动:演示计算大气压强数值的过程。
因为大气压强与760 mm汞柱产生的压强相等,于是有
p=ρgh
=13.6×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×0.760 m
=1.013×105Pa
人们把高760 mm汞柱所产生的压强,作为1个标准大气压,符号为1 atm。atm是压强的非法定单位。
教师设问:如果用水测定大气压,则需要多长的玻璃管?
学生活动:计算解答老师所提问题。
答案:10.336 m。
教师活动:演示具体计算过程。
教师活动:展示无液气压计的图片。
(二)大气压与社会生活
1. 大气压与海拔的关系
大气压随海拔的增高而减小。高空空气稀薄,大气压降低,空气中氧的含量减少,不能满足人体需要。因此,一般登山的人,在海拔3~4 km的高度时,就会感到头晕、头痛、耳鸣,甚至恶心、呕吐。外地去西藏旅游的人经常会出现高原反应。
2. 液体的沸点与大气压的关系
大气压越低,水的沸点越低。一标准大气下,水的沸点是100摄氏度。
大气压低于一标准大气压时,水的沸点低于100摄氏度。在青藏高原有的地方,水的沸点不到80摄氏度,做饭时会出现水已沸腾,但饭或菜煮不熟的情况。用高压锅做饭可增大水的沸点。
教师活动:播放视频《液体沸点跟气压的关系.mp4》。
3. 活塞式抽水机
提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,
水进入缸筒。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。
再次提起活塞时,阀门A关
闭,它上面的水从出水口流
出,同时大气压迫使管中的
水又推开阀门B进入缸筒。
典题剖析
例1在冬天,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,且不易拔出,其主要原因是()
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
D.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
例2做托里拆利实验时,对实验结果有影响的是()
A.玻璃管的粗细,越粗,测得的结果越小
B.玻璃管的长短,越长,测得的结果越大
C.稍倾斜,倾斜时不准确,只有竖直时才准确
D.在山上和山下做,在山上测得的值小,在山下测得的值大
例3一根试管竖直放置,5cm长水银柱封住一部分气体,那么气体的压强为()
A.81cm水银柱
B.71cm水银柱
C.76cm水银柱
D.86cm水银柱
例4生活和生产中利用大气压的事例很多,以下不能说明大气压存在的是()
A.超市买来的吸盘挂钩可以挂毛巾
B.农场里利用抽水机抽水
C.医院里护士用注射器从药瓶中取出药水