初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第三节 空气的“力量”优秀教学设计

这是一份初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第三节 空气的“力量”优秀教学设计，共6页。教案主要包含了证明大气压强的存在，大气压强的测量，大气压强与人类生活等内容，欢迎下载使用。
eq \x(物理观念)
1．知道大气压强的存在，会用大气压强解释生活中常见的现象。
2．了解大气压强随高度变化的规律，知道水的沸点与大气压强的关系。
3．了解大气压强的测量方法和估测方法，知道1个标准大气压的数值，认识气压计。
eq \x(科学思维)
1．培养利用身边的一些常见物品对大气压强的存在进行分析和解释的意识，并能通过实验现象对其进行论证。
2．通过引导和科学推理，对测量大气压强的实验进行分析，对相关方案进行质疑，并提出自己的见解，从多角度出发认识大气压强的大小。
eq \x(科学探究)
1．通过观察演示实验提出问题，合作探究大气压强的存在、大气压强的方向、如何利用大气压强等，初步学会类比、等效替代等方法。
2．经历实验探究过程，初步具有信息收集、处理能力以及分析和解决问题的能力。
eq \x(科学态度与责任)
1．在观察、分析、探究、交流的过程中培养严谨认真、实事求是的科学态度。
2．通过介绍有关研究大气压强的人物和史料，培养学生的科学人文精神。
3．通过对大气压强应用的理解，认识大气压强对人类生活的影响。用自制学具，培养学生的动手能力和节约意识。
教学重点：认识大气压强的存在，用大气压强解释简单的生活现象。
教学难点：证明大气压强的存在和自主探究估测大气压强的大小。
多媒体课件、玻璃杯、火柴、水槽、广口瓶、煮熟剥壳鸡蛋、硬纸片、小吸盘、水盆、水、弹簧测力计、注射器、刻度尺等。
将装满水的玻璃杯水平倒扣在水中，然后用力将玻璃杯竖直向上拉，感觉到很难将玻璃杯与水分开。是什么“力量”与我们较劲？是空气的“力量”。(可当场做实验演示)
探究点一 大气压强
问题：我们赖以生存的地球被厚厚的空气层所包围，即大气层，它有流动性，地球上的物体(包括人)都浸在其中。那么大气对浸在它里面的物体是否有压强呢？说说你的猜想并用日常所见的一些现象来支持你的猜想。
引导学生根据日常所见的一些现象来支持他们的猜想。
如：(1)把一个小小的塑料吸盘挂钩紧贴在很平的墙上，就能用它挂衣服而不掉下来。
(2)只有一个小孔时，饮料罐里的饮料不易倒出。
(3)用吸管吸饮料时，装饮料的纸盒会变扁。
学生讨论，初步分析得出结论：从以上的现象，我们可以看到，大气对我们应该是有压强的。
那么历史上，科学家们是怎样证明大气压强的存在呢？
让学生阅读P196“科学书屋”，了解马德堡半球实验——强有力地证明了大气压强的存在。
科学实验探究：请用给出的仪器，设计几个证明大气压强存在的实验，并解释现象。
实验1：把浸过酒精的棉花用火柴点燃后投入事先准备好的空广口瓶中，用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口，稍后，鸡蛋被吸入瓶内(如图1)。
实验2：将玻璃杯中装满水，盖上硬纸片，然后按住硬纸片将玻璃杯和硬纸片一起倒置，松手后发现水和硬纸片都不下落。轻轻转动玻璃杯，使硬纸片朝不同方向，发现硬纸片仍能停留在玻璃杯口(如图2)。
实验3：将两个挂物品的小吸盘对接(如图3)，挤出吸盘内部的空气，双手向两侧拉吸盘，发现需要很大的力气才能拉开。
结论：以上的众多实验可以证明，大气对我们确确实实有压强，称为大气压强，简称大气压或气压。
那么产生大气压强的原因是什么？
交流与讨论：空气有质量吗？
我们在前面已经知道空气的密度为1.29 kg/m3，可见空气是有质量的，空气体积很大时，其质量也是非常大。请同学们尝试计算充满我们这间教室的空气质量。
计算：教室的体积约为V＝6 m×4 m×3 m＝72 m3，根据ρ＝ eq \f(m,V) 可得，充满教室的空气质量为m＝ρV＝1.29 kg/m3×72 m3＝92.88 kg。
我们周围的大气既有质量，又要受到地球引力的作用，而且具有流动性，这就是产生大气压强的原因。
探究点二 大气压强的测量
1．托里拆利实验。
奥托·格里克的马德堡半球实验，不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。那么大气压强有多大呢？
我们先看看历史上人们是怎样测量大气压强的。
伽利略的学生托里拆利及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。接下来，我们来看看托里拆利是怎样测出大气压强的。
(1)介绍托里拆利实验。
(2)演示托里拆利实验(多媒体演示，如图)。
在长约1 m、一端封闭的细玻璃管里灌满汞，用戴有手套的手指将管口堵住，然后倒插在汞液槽中。放开堵住管口的手指，让管内的汞流出。实验发现：管内汞柱下降一段就不再下降了，经测量，管内外汞液面的高度差约760 mm。把玻璃管倾斜，高度差不发生变化。
(3)分析：
玻璃管内汞柱的上方是真空，而管外汞液面受到大气压强，正是大气压强支持着管内760 mm高的汞柱，也就是说大气压强与760 mm高的汞柱产生的压强相等。p＝ρgh＝13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈1.013×105 Pa。
2．用弹簧测力计测大气压强。
除了托里拆利实验外，是否有更简单的估测大气压强的方法呢？
指导学生用弹簧测力计和注射器估测大气压强的大小。
师：同学们还记得压强的定义吗？
生：物体所受的压力大小与受力面积之比。
师：没错，根据定义，我们还可以用弹簧测力计来测量大气压强。
师：首先将注射器的活塞推至外筒的顶端，排尽空气，然后密封注射器的小孔，避免空气进入。将活塞与弹簧测力计挂钩相连，随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。那么由压强的定义，我们需要的数据有哪些？
生：活塞所受的压力和活塞的横截面积。
师：该如何获得呢？
生：活塞刚开始滑动时，由二力平衡，弹簧测力计的拉力就是活塞所受的压力。
师：那么横截面积怎么获得呢？(提示一下，注射器上标注的刻度表示的是容积)
生：可以用刻度尺测量容积对应的长度，用容积除以长度就可以获得活塞的横截面积了。
师：不错，大家的思路很正确，接下来请继续完成实验操作，并与托里拆利实验给出的大气压强进行比较，看看是否一致。
3．测量大气压强的工具。
(1)汞气压计。
优点：精确；
缺点：不方便携带。
(2)金属盒气压计(如图)。
优点：使用方便；
缺点：不精确。
探究点三 大气压强与人类生活
师：实际上，大气压强的大小不是一成不变的，它会受天气的影响，当阴天的时候，空气中的水蒸气增加，大气压强也会增加。大气压强的大小与海拔高度有关，离海平面越高的地方，空气越稀薄，大气压强减小。
通过相关实验可以知道，一切液体的沸点与大气压强有关，大气压强增大时，沸点升高；大气压强减小时，沸点降低。如果我们在高山上用普通的锅煮食物，就不容易熟，因为高山上大气压强小，沸点低。我们可以使用高压锅来提高锅内气体压强，从而增大液体的沸点，就会比较容易煮熟食物。
大气压强的知识也被用在航天事业上，在太空中没有大气，也就没有大气压强。航天员穿航天服的作用之一，就是利用航天服产生适当的压强，保障生命安全。
在日常生活中也经常用到大气压强的相关知识，比如茶壶需要在壶盖处开一个小孔，使得茶壶中的水能顺利流出；钢笔灌墨水时需要挤压墨囊，大气压强将墨水压进钢笔内。
大气压强与我们的生活息息相关，同学们课后还可以在生活中观察并思考。
第三节 空气的“力量”
一、证明大气压强的存在
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(1.覆杯实验,2.马德堡半球实验,3.空瓶吞蛋实验))
结论： eq \a\vs4\al(空气内部向各个方向都有压强，大气对浸在它里面物体的压强叫大气压强)
二、大气压强的测量
1．托里拆利实验。
1个标准大气压＝760 mm高汞柱所产生的压强＝1.013×105 Pa。
2．用弹簧测力计测大气压强。
3．测量大气压强的工具。
(1)汞气压计。
(2)金属盒气压计。
三、大气压强与人类生活
大气压强随海拔高度的增大而减小。
在整节课中，从问题的提出，到问题的解决，我尽量把学生放在第一位。不仅引导学生自己分析、自己改进实验装置，层层深入，步步递进，最后得出了实验方法和结论，充分发挥了学生探索学习的主动性，而且运用多媒体辅助教学，改善教学手段，突破教学难点，激发了学生探索知识奥秘的兴趣。同时采用小组合作、自主学习和实践探究的方法。教学过程中采用启发式教学法、实验法、发现法等教学方法，提高了课堂效率。