物理教案－氣體壓強跟體積的關系

氣體壓強與體積的關系（教案）
（教學目的）
1、了解在溫度不變時，一定質量的氣體體積越小，壓強越大 ；體積越大，壓強越小。
2、利用氣體壓強與體積的關系，解釋一些物理現象。
（教學重難點）
溫度不變時，氣體壓強與體積的關系。
（教學時數）
1 課時
（教學過程 ）
一、          引入新課
請一位同學吹一個氣球，然后讓氣球復原，放進一個塑料瓶，并用氣球口向外包住瓶口，再請這位同學吹這個氣球，同學們一起觀察前后兩次現象：氣球在空氣中容易吹大，而放在瓶子里卻不容易被吹大。
提問：氣球在空氣中容易被吹大，為什么放在瓶子里卻不容易被吹大？（給學生一定的時間思考）
引導學生分析現象：當氣球放在空氣中,氣球受到大氣壓強的作用，而放在瓶子里后，氣球受到瓶內氣體壓強的作用，二者壓強的大小是不相等的，顯然后者壓強更大。
提問：是什么原因使得瓶子里的壓強變大了呢？
請同學們觀察在吹氣球過程中，瓶子里氣體的什么發生了變化？
經過觀察可以發現，瓶子里氣體的體積發生了變化。那么，瓶內氣體壓強的變化是否是因為瓶子里氣體的體積發生了變化呢？我們今天就來研究氣體壓強與體積的關系。
二、          新課教學
在剛才的實驗中，瓶子里的氣體是被密閉的，現在我們就以密閉的氣體為研究對象，大家觀察一下我們面前的實驗儀器——注射器，是否可以找到這樣的氣體?注射器里的氣體就是實驗研究的密閉氣體。
1、實驗目的：研究氣體壓強與體積的關系。
2、實驗器材：注射器（出口處用橡皮膜封住）
3、實驗思路：
（引導學生找出實驗思路：研究“氣體壓強與體積的關系”，就是研究氣體的“體積”發生變化時，“壓強”隨之發生了什么變化？）
當氣體體積增大時，壓強如何變化？
當氣體體積減小時，壓強如何變化？
4、實驗現象：
（引導學生觀察實驗現象：當氣體體積增大時，橡皮膜如何變化？當氣體體積減小時，橡皮膜如何變化？）
5、實驗結論：
觀察橡皮膜的變化，當向里推活塞，氣體體積減小，橡皮膜向外突起時，表明氣體壓強增大；當向外拉活塞，氣體體積增大，橡皮膜向內凹陷時，表明氣體壓強減小。得出實驗結論，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小。
看課本的結論：“溫度一定時，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小。”結論中特別說明，“溫度一定”有何含義？是不是氣體的壓強還與溫度有關呢？下面我們通過一個小實驗來驗證。
在水平玻璃管內用一小段水柱將燒瓶里的氣體密閉，用手給燒瓶里的氣體加溫，觀察水柱向外移動，表明氣體的壓強有變化，可見，氣體的壓強與溫度有關。
當研究三個變量中的其中兩個變量的關系時，一定要控制第三個變量不變，所以，要表明“溫度不變時”
三、          利用氣體壓強與體積的關系，解釋物理現象
1、  氣球在瓶子里吹不大的現象
（引導學生利用氣體壓強與體積的關系解釋氣球在瓶子里吹不大的現象）
當氣球在瓶子里被吹大一些時，瓶子里氣體的體積減小，作用在氣球上的壓強增大，使氣球難以被吹得更大。
2、  人的呼吸過程
（1）、引入：氣球放在瓶子里很難被吹大，但可以通過改進瓶子的結構，即使不吹，氣球也能變大，怎么改進呢？ 引導學生思考：要使氣球變大，應使氣球外的氣體壓強減小，所以應使氣球外的氣體體積增大，所以，可以考慮如何改變瓶子的體積。
向學生展示自制的教具——經過改進的塑料瓶，拉動瓶底，氣球變大。請學生回答原因。
還可以繼續改進這個教具，用橡皮膜代替瓶底，。取一只  “Y”  字形的玻璃管，一端開口，另兩端用兩只氣球封住，有氣球的兩端放在瓶內，開口端通過橡皮塞與大氣相連。這樣，只要拉動橡皮膜也可以改變瓶內氣體體積的大小，使氣球變大。
提問：這個教具使我們聯想到什么？
（引導學生聯想到人的呼吸過程）
（2）、人的呼吸過程
A、  呼吸與我們的生命息息相關，先讓我們一起來看一下人呼吸的模型。注意觀察呼吸時胸腔的變化。
B、   請全班同學在老師的指揮下一起做深呼吸。注意體驗呼吸時胸腔的變化。
C、  提問：人在吸氣時，胸腔是怎么變化的？人在呼氣時，胸腔是怎么變化的？
D、  通過觀察人呼吸的模型和體驗呼吸的過程，我們不難發現，人在吸氣時，胸腔是增大的；人在呼氣時，胸腔是減小的。
E、   請同學們利用“溫度一定時，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小。”的結論分析人呼吸的過程。
我們吸氣時，胸腔擴張，胸內肺泡跟著擴張，于是肺的容積增大，肺內空氣壓強減小，小于體外的大氣壓強，大氣將新鮮的空氣經鼻腔、氣管壓入肺泡；呼氣時，胸腔收縮，于是肺的容積減小，肺內空氣壓強增大，大于體外的大氣壓強，肺內一部分氣體經氣管、鼻腔排出體外。
由以上分析可以看出，人的呼吸過程時靠大氣壓強的作用，如果人在高海拔地區，人會感到呼吸困難，這是因為大氣壓小的緣故。
3、  打氣筒的工作過程
（1）、打氣筒的構造：金屬筒、活塞、橡皮碗、接氣門（實物講解，特別講解橡皮盤的結構和作用：當活塞向上拉起時，橡皮盤收縮，當活塞向下壓時，橡皮盤張開，緊抵著筒壁）
（2）、用打氣筒給輪胎大氣時，把出氣管接到自行車的氣門上，氣門是一個單向閥門，只允許空氣從打氣筒進入輪胎，不允許空氣從輪胎倒流入打氣筒。（用氣門芯的結構圖講解）
（3）、打氣筒的工作過程
（利用多媒體課件演示打氣筒的打氣過程，第一遍是完整過程，請同學們注意觀察打氣筒內密閉氣體的體積的變化和氣門的狀態）
提問：請同學們利用“溫度一定時，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小。”的結論分析打氣筒的工作過程。
（ 利用多媒體課件演示第二遍分解過程，使同學的分析更完整、更準確、更規范）
完整的表述：向上拉活塞時，活塞下方的空氣體積增大，壓強減小，活塞上方的空氣就從橡皮盤的四周擠到下方；向下壓活塞時，活塞下方的空氣體積減小，壓強增大，使橡皮盤緊抵著筒壁不讓空氣漏到活塞的上方，繼續向下壓活塞，當空氣壓強足以頂開輪胎氣門上的橡皮套管時，壓縮空氣就被壓入輪胎。
現在我們身邊大多數是用自動壓縮空氣機給自行車打氣的，利用壓縮空氣的例子也很多，如：射釘槍等。
除了以上幾種現象，在我們的生活中還有很多例子可以用今天的結論來解釋，比如，我們小時侯玩過的
一種玩具，大家想想，是什么？
引導學生思考后，取出自制教具演示一遍，請同學分析原理，并作為課后的思考題。
四、          課堂小結
（一）、教學內容：
（1）、溫度一定時，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小。
（2）、利用“溫度一定時，氣體體積越小，壓強越大；氣體體積越大，壓強越小”的結論，解釋人的呼吸過
程和打氣筒的工作過程。
（二）、教學方法：實驗探索法