“大氣壓強(qiáng)”教學(xué)設(shè)計(jì)
授課地點(diǎn):多功能教室
授課時(shí)間:1課時(shí)
儀器材料:塑料瓶、水杯、硬紙片、杯子、雞蛋、塑料掛鉤的吸盤(pán)、長(zhǎng)度不同的幾個(gè)試管、空可樂(lè)瓶、注射器、鉤碼
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能
(1)知道大氣壓強(qiáng)的存在,知道托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理、過(guò)程和結(jié)論;
(2)了解大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因;
(3)知道大氣壓強(qiáng)與高度和天氣有關(guān);
(4)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力;
(5)通過(guò)對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
2.過(guò)程與方法
(1)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,估測(cè)大氣壓的大小,體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程;
(2)通過(guò)對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),使學(xué)生理解用液體壓強(qiáng)來(lái)研究大氣壓強(qiáng)的等效替代法。
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀
(1)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲;
(2)運(yùn)用大氣壓強(qiáng)知識(shí)解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象,使學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)與生活的密切關(guān)系,具有將物理知識(shí)用于解釋日常生活現(xiàn)象的意識(shí);
(3)通過(guò)對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的精神,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
大氣壓強(qiáng)的存在和大氣壓強(qiáng)的測(cè)定。
【教學(xué)難點(diǎn)】
教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)一、大氣壓強(qiáng)教師演示實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)設(shè)置疑問(wèn),引起學(xué)生的興趣和求知欲望。實(shí)驗(yàn)①:將硬紙片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置過(guò)來(lái)。提出問(wèn)題:放手后,會(huì)看到什么現(xiàn)象?學(xué)生:紙片會(huì)掉下來(lái)。實(shí)驗(yàn)②:將玻璃杯裝滿水,仍用硬紙片蓋住玻璃杯口,用手按住,并倒置過(guò)來(lái)。問(wèn):放手后,會(huì)看到什么現(xiàn)象?教師放開(kāi)手,硬紙片沒(méi)有掉下來(lái)。有的學(xué)生認(rèn)為紙片會(huì)掉下來(lái),有的認(rèn)為不會(huì),有的思考、猶豫,不知會(huì)有什么情況。學(xué)生觀察,臉上露出驚訝的表情。實(shí)驗(yàn)③:在剛盛過(guò)熱水的密閉空塑料瓶上,澆上冷水,瓶子被壓扁。實(shí)驗(yàn)④:瓶吞蛋。提出問(wèn)題:硬紙片為什么不會(huì)掉下來(lái)呢?塑料瓶怎么會(huì)被壓扁?杯子為什么會(huì)牢牢地吸在氣球上呢?學(xué)生討論、回答:①硬紙片受到一個(gè)向上的力;②空氣對(duì)塑料瓶有壓力;③雞蛋被空氣壓了進(jìn)去。教師用投影儀投影大氣層的結(jié)構(gòu),對(duì)比液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因,分析大氣壓產(chǎn)生的原因:地球周?chē)缓窈竦目諝鈱影鼑@層空氣又叫大氣層。空氣由于受重力作用,而且能流動(dòng),因而空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。大氣對(duì)浸在它里面的物體的壓強(qiáng),叫做大氣壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓。學(xué)生觀看圖片,聽(tīng)教師分析大氣壓產(chǎn)生的原因。教師:誰(shuí)能解釋一下我們剛做的三個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象呢?學(xué)生回答:①這些現(xiàn)象都是由大氣壓引起的;②硬紙片受到向上的大氣壓;③瓶子被壓扁,說(shuō)明大氣壓向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。教師:生活中還有哪些現(xiàn)象能說(shuō)明大氣壓的存在呢?學(xué)生思考,可能的回答:①塑料掛鉤被大氣壓壓在墻上:②用吸管吸汽水;③墨水被吸到鋼筆里。二、大氣壓強(qiáng)的測(cè)定教師投影馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的圖片,講解馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。提出問(wèn)題:這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?大氣壓強(qiáng)究竟有多大?學(xué)生回答:①說(shuō)明了大氣壓強(qiáng)的存在;②大氣壓強(qiáng)很大,把兩個(gè)半球緊緊壓在一起。學(xué)生紛紛猜測(cè)大氣壓強(qiáng)的大小,但是都不知道大氣壓究竟有多大。教師指導(dǎo)學(xué)生用塑料掛鉤的吸盤(pán)或注射器下掛鉤碼來(lái)模仿馬德堡半球?qū)嶒?yàn),感受大氣的壓力,估測(cè)大氣壓的值。兩個(gè)學(xué)生為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把兩個(gè)吸盤(pán)對(duì)著擠壓,盡量把里邊的空氣擠出來(lái)。然后兩手用力往外拉,不容易拉開(kāi)(用較大的力才能拉開(kāi))。用測(cè)力計(jì)測(cè)出拉開(kāi)吸盤(pán)時(shí)大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力,測(cè)出吸盤(pán)的面積,可以估算出大氣壓的值。教師:用這個(gè)方法,我們可以估算大氣壓的值。但是我們?cè)鯓硬趴梢源_切地測(cè)定大氣壓的值呢? 教師投影托里拆利實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行講解。根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理,計(jì)算大氣壓強(qiáng)的大小。學(xué)生認(rèn)真觀察并思考了解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程步驟,理解托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)定大氣壓的原理和結(jié)論。學(xué)生利用p0=ρ水銀gh進(jìn)行計(jì)算,推出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小。引導(dǎo)學(xué)生討論:①托里拆利實(shí)驗(yàn)中水銀柱的高度與玻璃管的粗細(xì)、傾斜與否、上提、下壓是否有關(guān)?②如果玻璃管上端敲破一個(gè)洞,管內(nèi)的水銀將會(huì)向上噴出還是向下落回水銀槽?教師投影氣壓計(jì)學(xué)生討論得出:①因?yàn)閜=ρgh,液體壓強(qiáng)與水銀柱的高度有關(guān),而水銀柱的高度與玻璃管的粗細(xì)、傾斜與否、上提、下壓無(wú)關(guān)。②破洞后的玻璃管與水銀槽成了連通器,管內(nèi)的水銀將向下落回水銀槽。教師:究竟大氣壓能支持多高的水柱呢?大家一起來(lái)看看下面的實(shí)驗(yàn)。教師演示實(shí)驗(yàn):換用比杯子長(zhǎng)的各種不同長(zhǎng)度的試管(或容器)進(jìn)行“覆杯”實(shí)驗(yàn)(例如可以用礦泉水瓶、大飲料瓶等)。學(xué)生觀察教師演示實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)大氣壓能支持很高的水柱。教師向?qū)W生講解,大氣壓可以支持的水柱高達(dá)10m以上。學(xué)生根據(jù)大氣壓強(qiáng)等于水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),即p0=ρ水gh進(jìn)行計(jì)算。