大气压强的教学环节设计
一、引言
- 思考题提出
- 出示问题：“把一块硬币放在平底盘里，倒上红色墨水，刚好淹没硬币，请同学们们拿出纸片拿出来，然后请同学们讨论‘这时纸片会怎样？为什么？’”
- 导入引入
- 引导学生观察现象，猜测结论：硬币被吸进盘子底部的原理就是大气压强的作用。
二、教学目标
- 知识目标：理解什么是大气压强，能说出几个大气压强存在的事例；知道大气压强有多大（约为$105\ \text{Pa}$）。
- 能力目标：培养实验观察分析问题和解决问题的能力，增强从实验研究获得知识的意识。
- 思想目标：激发由实验探讨物理知识的过程，树立辩证唯物主义观和严谨求实的科学态度。
三、教学重点与难点
- 难点
- 大气压强有多大（$105\ \text{Pa}$）的理解；马德堡半球实验现象的分析。
- 教学方法
- 演示实验、观察实验、引导思考、学生实验相结合。
四、教学过程设计
1. 引入新课
- 思考题讨论：
- 学生们通过思考提出疑问，教师引导他们观察现象并得出结论：硬币被吸进盘子底部是因为大气压强的存在。这首次证明了大气压强的存在。
二、讲解大气压强的基本知识
1. 大气压强的定义
- 定义：大气对物体的作用力叫做大气压强。
- 讨论：气体和液体都具有一定的流动性和重力作用，因此在液体内或气体内都会产生压强。
2. 大气压强产生的原因
- 分子动理论
- 气体和液体分子之间有间隔，分子不断运动，从而产生压力。
- 液体具有一定的流动性，在各个方向都能传播压力；气体同样具有流动性，因此在各种方向都能传播压力。
3. 马德堡半球实验
- 实验内容：
- 将两个半球形的橡皮泥碗用红色墨水装满后粘在一起，放入一个铜制的铁盒里。通过吹气让盒子膨胀，观察盒子是否容易打开。
- 现象分析：
- 马德堡半球很难打开，说明大气压强很大，难以改变。
- 结论：
- 大气压强的存在是一个很大的压力，无法轻易改变。
4. 气体对物体的作用方向
- 比较分析
- 液体对各方向都有一样的力，因为液体的密度和体积不同，压力可能不一样。
- 气体同样具有流动性，因此在各种方向都会产生很大的压强。
5. 大气压强的作用效果
- 方向性
- 大气压强是向各个方向都作用，而马德堡半球很难打开是因为难以改变同一方向的压力。
- 实例实验：
- 学生们用皮碗模拟马德堡半球实验，观察压力变化，加深理解。
6. 水银柱的高度
- 计算公式
- p = ρgh
- 海水的密度约为$1030\ \text{kg/m}^3$，高度约为$0.76\ \text{m}$：
$p = 1030 \times 9.8 1.01 \times 105 = 1.05 \times 10^5\ \text{Pa}$。 - 结论
- 大气压强支持着大约$76\ \text{cm}$的水银柱，而马德堡半球能支持大约$10\ \text{m}$高的水柱。
七、教学总结
- 知识回顾：
- 大气对物体的作用力叫做大气压强。
- 结论提升：
- 马德堡半球实验表明，大气对物体的作用既有大小变化，也有方向性。
- 拓展思考：
- 讨论如果将马德堡半球放进月球上，是否容易打开？这说明大气压强确实存在。
八、教学资源与工具
- 大气压强实验视频（马德堡半球实验）。
- 实验操作演示工具（皮碗模拟实验）。
- 知识性材料（公式推导：p = ρgh, 海水密度，水银高度计算）。
通过这一环节的教学设计，学生能够理解大气压强的基本概念、产生的原因及其作用效果，同时增强对科学探究方法的了解。
大气压强教学课件
（一）教学目的
- 知道什么是大气压强，能说出几个证明大气压强存在的事例。
- 理解大气压强产生的原因，并能简单解释一些日常生活中大气压强的现象。
（二）教具
演示用：玻璃杯、硬纸片、水、广口瓶、浸过酒精的棉球、细砂、煮熟剥壳鸡蛋一个、注射器、钩码、约1米长的玻璃管、水银、汽水瓶、皮碗、米尺、啤酒瓶。
（三）教学过程
一、新课引入
1．演示实验：
- 将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来（提醒学生注意观察），放手后，看到什么现象？（硬纸片掉下）
- 将两个皮碗口对口挤压，然后两手用力往外拉，不容易拉开（用较大的力才能拉开）。
2．讲述：
大气压强是指大气对浸在它里面的物体的力，例如，当硬纸片放在玻璃杯里装满水时，硬纸片会被托住，这是因为大气压强的作用。
二、进行新课
1．阅读课文前面的“？”和图11—1。读后问：
- 大气压强是如何定义的？
2．讲述：
大气压强（板书）是指大气对浸在它里面的物体产生的力，例如，当用硬纸片去挤压皮碗时，因为硬纸片容易被拉开，说明大气压强的存在。
3．演示托里拆利实验装置：
- 演示：介绍托里拆利实验的装置。
- 学生上台用米尺测一测玻璃管内水银柱的高度（大约760毫米），并讲述计算过程和结果。
4．讲授：
- 大气压强等于760毫米水银柱产生的压强，约为105帕斯卡，这是托里拆利实验测出的大气压强的值。
- 不同地区的大气压强可能不同，这将在下一节课学习。
三、小结本课内容
1．回顾：
大气压强是指大气对浸在它里面的物体产生的力，例如，当用硬纸片去挤压皮碗时，因为硬纸片不容易被拉开，说明大气压强大。
2．思考：
- 将注射器的活塞推向底端，插针盖住瓶口，倒插入水中，缓缓往上提瓶子（瓶口不提出水面），观察是否流出水。
四、巩固练习
1．演示实验：
- 用注射器的活塞去拉软木板上的瓶子，活塞不会被拉出。
- 用500克钩码在活塞上，活塞不会被拉出（说明大气压强的作用）。
2．讲解：
- 大气压强具有方向性和大小性，并且在不同位置会有不同的值。例如，马德堡半球实验表明大气压强大，牛顿用铜块和软木板的实验则表明大气压弱。
（四）布置作业
1．课后阅读：
课后认真阅读一遍课文。
2．课后思考：
- 将水银柱的高度转换为帕斯卡的压强（例如，ρ=136000 kg/m³，g=9.8 m/s²）并计算760毫米水银柱产生的压强。
3．课后练习：
- 列举其他证明大气压强存在的实验，并进行简单的解释。例如，牛顿用铜块和软木板的实验或马德堡半球实验。
通过这节课的学习，我们不仅了解了什么是大气压强，还知道了它在日常生活中的实际应用，如托里拆利实验、硬纸片实验和啤酒瓶实验。这些实验都充分证明了大气压强的存在及其测量方法。
大气压强教学课件 篇10
一、教学目标
（一）知识与技能
1. 运用实例说明大气压的存在及其在生产生活中的应用。
2. 掌握托里拆利实验的原理，理解标准大气压的数值范围及随高度变化规律。
（二）过程与方法
1. 通过观察、实验和生活实例，验证大气压存在的事实。
2. 学习利用托里拆利实验测量大气压强的方法。
（三）情感态度与价值观
1. 培养学生科学探究精神和严谨治学态度。
2. 发展学生对科学技术的兴趣和动手能力。
二、教学重难点
教学重点
- 大气压存在的验证及其应用。
- 掌握托里拆利实验的原理，理解大气压强的测量方法。
教学难点
- 通过实验探究大气压的存在及测量方法的关键环节。
三、教学策略
本节课以“实验探究大气压”的主题为出发点，结合学生的生活实际和所学知识，引导他们进行科学探究，培养严谨的科学态度和动手能力。
四、教学资源准备
- 太极版实验视频（演示大气压的存在）。
- 各种水银密度表（验证大气压强）。
- 小孔实验装置（探讨气体内部压强）。
五、教学过程
节点一：新课导入
环节1：生活中的现象引发思考
将装满水的杯子倒置，观察水是否能够悬浮在杯底。学生提出疑问：“为什么杯中水不会掉落？”教师引导学生联系固体、液体压强的知识进行讨论，猜测大气压的作用原理。
节点二：验证大气压的存在
环节2：探究“能把杯里的空气排出的纸片”是否能留在杯子上
提出问题：“能否通过实验探究大气存在的条件？”学生自由提问并大胆猜测原因（如压缩、摩擦等）。教师引导学生回忆学过的液体压强知识，思考固体是否也能产生气体的压力。
环节3：观察“吸盘效应”——塑料吸盘贴在墙上的现象
将一张吸盘戳小孔，观察其能否从墙上脱落并附着在较小的光滑表面上。教师通过逆向思维设计实验：“如果将大气压强作为支撑因素，那么若吸盘被堵住，是否可以利用大气压力来固定表面？”引导学生思考：假设大气的总压强为10⁵ Pa，则一个面积约为1平方米的吸盘表面能承受的压力有多大？学生通过计算得出：F = PA → 10⁵ × 1 = 1×10⁴ N ≈ 2250 kg → 所以，吸盘可以固定在较大面积的小孔上。
节点三：验证大气压强的测量方法
环节4：制作一个气球与吸盘实验
将一张吸盘戳小孔，然后在小孔和光滑表面之间放入一定量的空气。通过移动吸盘位置，并使用钩子固定到不同高度的表面，观察吸盘所承受的最大力与压力的变化情况。学生得出结论：“大气压强是作用于所有方向均相等”。
环节5：实际测量大气压强
教师展示马德堡半球实验视频，激发学生兴趣并提出问题：“为什么马德堡半球会被吹破？”随后引导学生思考：是否通过气压的变化来判断实验结果？教师演示托里拆利实验视频，并让学生讨论该实验的步骤与现象。
节点六：测量大气压强
环节6：制作托里拆利实验装置
将小玻璃管装满水银后，将其一端插入水槽中，另一端插入水银槽上方。利用气压计进行测量，记录水银柱高度和剩余真空区域的体积。教师引导学生通过推理得出大气压强与水银柱高度的关系：P = ρgh。
环节7：计算大气压强
教师给出实验数据（如水银密度ρ为13600 kg/m³，重力加速度g为9.8 m/s²，水银柱高度h为0.754米），让学生代入公式计算大气压强P = ρgh的结果。通过计算得出：P ≈ 1×10⁵ Pa，与标准大气压值一致。
六、教学反思
本节课注重科学探究能力的培养，从生活实例激发兴趣，逐步引导学生深入实验环节并进行理论推导。通过师生互动和动手操作，帮助学生理解大气压的存在及其实际应用价值。
七、板书设计
（一）验证大气存在的事实
- 完成装满水杯的倒置实验，观察水能否悬浮。
- 观察吸盘效应（如用吸盘贴墙或按钉固定）。
（二）研究气压强的测量方法
- 阿基米德溶解法——通过浮力计算物体体积。
- 塑料吸盘实验与托里拆利实验——探究气体内部压强规律。
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