第3节大气压强
第三节大气压强
教材分析：
本节教材可分为确认大气压的存在、大气压的测量与变化两部分。
知识与技能要求：了解测量大气压强的方法。
让学生真正认识大气压的存在是本节课的难点；了解测量大气压强的方法是本节课的重点。
大气压是重要的物理现象，它与生产和生活有着密切的联系。学生在日常生活中经常利用大气压，但学生对大气压的存在却并不清楚。因此，这节课首先要让学生确认大气压的存在。教科书用图13．3－1中的甲、乙两个现象和丙的实验来证明大气压的存在。
在学生确认大气压的存在后课文提出：大气压究竟有多大？教科书通过图13．3－2的实验使学生对大气压的大小有一个感性认识，再利用录像演示了托里拆利实验，并解释托里拆利实验原理。这是本节的重点，也是本节的难点。在这里还要让学生知道标准大气压的值和大气压随高度的增加而减小。
在学生充分理解托里拆利实验的基础上，课文介绍大气压的测量仪器──水银气压计和金属盒气压计。在介绍气压计时，教材把重点放在常用的金属盒气压计上。
最后让学生观察图13．3－6活塞式抽水机和离心式抽水机的抽水示意图，通过“想想议议”来弄明白它们的工作原理。
另外，这节课的习题也非常有生活气息，教师可引导学生通过讨论来弄明白其中的道理。
教学建议：
1.关于确认大气压的存在，可利用图13．3－1丙的实验来证明大气压的存在。这个实验的效果非常明显，它既能证明大气压的存在，还能引起学生极大的学习兴趣。有条件的学校还可增加马德堡半球模型的实验（它既能证明大气压的存在，还能使学生对大气压的大小有一个感性认识）。在学生确认大气压的存在后就可让学生利用大气压的知识解释图13．3－1甲、图13．3－1乙等生活现象。图13．3－1丙的实验改为用酒精灯对饮料筒加热后封口，让它自然冷却效果也很好。
2.关于大气压与高度的关系：大气和液体都是流体，因此它们的性质有相同之处，大气压与液体压强的性质相似，在进行教学中教师可先引导学生复习液体压强的性质，再用类比的方法得出大气压也随大气“深度”的增加而增大。由于人们平时是站在下面向上看的，故改成大气压随高度的增加而减小。
3.关于大气压的测量：了解测量大气压强的方法是本节课的主要目的，而托里拆利实验是测量大气压的基本方法。由于水银是有毒的，不能在课堂上进行实验。所以，在教学中要充分利用录像把这个实验演示好。
教学目标：
一、知识与技能
1、了解由于大气压强的客观存在而产生的现象
2、了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小和单位
3、了解抽水机的工作原理
4、了解生活中利用大气压强的现象
二、过程与方法
观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强的客观存大，学会根据现象分析问题。三、情感态度与价值观
通过大气压强应用的了解，认识科学技术对人类生活的影响
教学重点：
大气压强的存在及产生的原因
教学难点：
解释生活中大气压强的现象
教具准备：
吸盘塑料挂钩一对、硬纸板、广口瓶、水
教学过程：
一、引入新课
[师]液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体受重力且具有流动性。空气有重力吗?空气也能流动，我们周围是否存在大气压强？
[生]空气也有压强。
[师] 你能举出几个实例或者做几个简单的实验，来证实或否定大气压强的存在吗？
[生]举例……
例1：吸盘塑料挂钩
例2：用吸管吸饮料
例3：吞蛋实验
例4：覆杯实验
[师]是什么原因使纸片不会掉下来呢？
[生]讨论……
[师]对硬纸片进行受力分析，纸片受到水的压力和重力，方向都是向下的，而硬纸片不会掉下来，处于静止。说明纸片受力平衡，必然还受到向上托的力的作用，而纸片下接触的只有空气，所以这个向上的力是由空气产生的。
[生]说明了空气有压强。
[师]改变杯子的朝向，水也不会洒出来，说明什么？
[生]说明了空气向各个方面都有压强。
二、新课教学
1、大气压的存在
[师]生活中很多现象都说明大气压的存在。其实早在17世纪科学家们对此就有所研究，著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在。
演示实验（或视频/图片）马德堡半球实验
学生实验：用一对吸盘塑料挂钩模拟马德堡半球实验，并分析现象
[师]为什么当两个吸盘紧压在一起很难拉开？
[生]两个吸盘紧压在一起因为吸盘中没有（或很少）空气，内部没有气压（或气压小），而外部大气压将它们压在一起，要拉开它们必须克服大气力的作用。
[师]如果不用力拉开，又想将两吸盘分开，如何做？为什么？
[生]从吸盘边缘掀开，两吸盘很容易就分开了。因为掀开后，空气进入吸盘里，吸盘里外都有大气压而相等，很轻易就能分开。
2、大气压的测量
[师]由马德堡半球实验和刚才的模拟实验，同学们体验到大气压的巨大，那么大气压到底有多大？我们又该如何测量呢？
课本想想做做：用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面,刚刚拉脱时弹簧测力计的读数就是大气对吸盘的压力。测量出吸盘紧贴桌面时的直径,可计算出与桌面的接触面,即大气压对吸盘的作用面积。根据P=F/S可算出大气压强值。
[师]这种测量方法是否精确？为什么？
[生]不精确。
[生]弹簧测力计量程可能不够/刚刚拉脱时读数很困难
[生]吸盘内不可能绝对没有空气。算出的大气压强只能是内外的压强差。
……
[师]科学家托里拆利帮助我们解决测量大气压的问题
视频1：托里拆利实验
[师] 托里拆利实验原理：大气压强的数值等于管内高出管外水银柱产生的压强。
P大气=P水银= g h=13.6×103kg/m3×9.8N/kg ×0.76m=1.01 ×105 Pa
[师] 托里拆利实验注意：
1、玻璃管的长度不低于760mm，取约1m长较好。
2、玻璃管上端必须是真空，不能有空气进入。
3、测量水银柱的高度应是管内外高出水银柱的竖直高度。
4、无论管径粗细，倾斜与否，压入水银槽的深浅，水银柱的竖直高度都不变。
[师]一般托里拆利实验是在海平面附近完成的。不同高度的大气压是不一样的。天气的变化也会影响大气压，在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。为了研究问题方便和统一，通常把等于760mm高水银柱的大气压的值叫做标准大气压。
[师]根据托里拆利实验原理可制成水银气压计，但携带不方便，更多情况下会使用金属盒气压计，灭火器上就有一个金属盒气压计。
[师]为什么托里拆利实验要用水银？用水会如何？
视频2：用水做托里拆利实验，水柱大约为10m
3、大气压的应用
[师]人类生活在大气中，生活中很多现象都是利用大气压的，你能举出一些例子说明吗？[生]塑料吸盘挂钩
[生]“吸”饮料
[生]针筒吸药液
[生]化学课上滴管吸溶液
……
[师]模仿针筒和滴管，可以将低处的水抽到高处，人们设计出活塞式抽水机。请同学们根据图中活塞式抽水机的构造，说说它们的工作过程。
[生]提起活塞时，阀门A关闭，大气压迫使水推开阀门B，进入圆筒
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。
再提起活塞时，阀门A关闭，它上面的水从出水管流出，大气压迫使水推开阀门B进入圆筒，如此反复。
[师]还有一种离心式抽水机，也叫离心泵。
工作原理：离心泵工作前，入水管和泵内要灌满水，排出泵内的空气；工作时叶轮转动，利用离心现象将水甩出去，水甩出去后在叶轮附近形成一个低压区，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳。进来的水又被叶轮甩出去……
[师]了解了抽水机的原理后，大家知道，抽水机实际上并不是将水“抽”上来，而是利用大气压将水“压”上来的。