10．3 大氣壓與人類生活教學案例
學生：清除一側空氣，“去掉”一側氣壓，另一側大氣壓才能顯示出作用效果。小組丙：將玻璃管下端浸入水中，然后用手指按住玻璃管上端，將玻璃管移出水面后，水不掉下來。小組丁：把試管灌滿水后倒插入水中，水不落下來。把試管往上提，只要試管口不離開水面，試管中的水總是滿的。……教師：同學們做得很好！現在請大家再觀察一個實驗。演示馬德堡半球實驗：把兩個鐵制的半球對合在一起，用抽氣機將空氣抽出來，先請兩位力氣大一些的男同學來拉，再把閥門打開，請兩位力氣小的女同學來拉。結果這兩位男同學用盡力氣，也沒有把兩個半球拉開，而打開閥門后，兩位女同學很輕松地就將兩個半球拉開。教師：這樣的實驗很早就有人做了（讓學生閱讀教材有關“馬德堡半球實驗”的內容）。教師：馬德堡半球實驗說明了什么？大氣壓到底有多大？怎樣才能知道大氣壓的大小？學生：說明大氣壓的存在；而且大氣壓很大；如果知道拉力的大小，就能算出大氣壓的大小……2.怎樣測量大氣壓教師：我們通過實驗已經感受了大氣壓的存在，同時知道大氣壓是非常大的，那么，有什么辦法可以測出大氣壓有多大呢？讓學生利用吸盤式衣鉤、注射器、彈簧測力計、鉤碼等器材，類比馬德堡半球實驗，設計實驗估測大氣壓，并動手做一做。教師巡視時可參與學生的交流，視學生討論的情況適時點撥，使學生設計出測量大氣壓的實驗方案，例如：教師：要計算大氣對注射器活塞的壓強p，需要測出什么？學生：需要測出大氣對活塞的壓力和活塞的面積。教師：怎樣測量大氣對活塞的壓力和活塞的面積？學生：把注射器活塞推至頂端，排出管中的空氣，用橡皮套封住針口。在活塞上系根繩，用彈簧測力計拉，記下活塞剛被拉動時彈簧測力計的示數，就等于大氣對活塞的壓力。學生：這樣測不準。你發現活塞被拉開時，彈簧測力計的示數已經變了。可以在活塞上掛鉤碼，活塞掉下來時，鉤碼重多少，大氣對吸盤的壓力就是多少。學生：活塞的受力面是圓形，測出周長，就能算出面積。學生：測出直徑也可以算出圓底的面積。學生：注射器上有刻度，讀出它的容積，測出有刻度部分的長度，就可以算出活塞的面積。 ……學生利用利用注射器、鉤碼；或吸盤式衣鉤、彈簧測力計等進行實驗，估測出大氣壓的值。教師：同學們很聰明，利用簡易的器材就測出了大氣壓的值。還有沒有其他的方法測量大氣壓呢？演示實驗：出示一個長滴管，將長滴管下端放進紅墨水中，先輕輕擠壓滴管的膠囊，再用力擠壓，讓學生觀察液柱上升的情況。教師：液柱為什么會上升呢？假如玻璃管是足夠長的，液柱會一直上升嗎？由此你能想到一種測量大氣壓的方法嗎？ 學生：當用力把玻璃管里面的空氣擠出來時，由于外界大氣壓的作用，使液柱上升；若把玻璃管內的空氣全部排除，當玻璃管內水柱的壓強等于外界大氣壓時，水就不再上升了，而且保持一定高度。測算出這段水柱的壓強，其大小就等于大氣壓強。教師：這個實驗給我們提供了一個測量大氣壓強的方法。由于水的密度過小，要求玻璃管的長度很大，所以，科學家們選擇了密度大的液體——水銀來做實驗。這就是著名的托里拆利實驗。用多媒體播放托里拆利實驗。