8．3大氣壓與人類(lèi)生活知識(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．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．情感、態(tài)度與價(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)．重點(diǎn)大氣壓強(qiáng)的存在和大氣壓強(qiáng)的測(cè)定．難點(diǎn)理解托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理．塑料瓶、水杯、硬紙片、杯子、氣球、塑料掛鉤的吸盤(pán)、長(zhǎng)度不同的幾個(gè)試管、空可樂(lè)瓶．一、引入新課前面我們學(xué)到固體和液體都存在壓強(qiáng)，那么氣體有沒(méi)有壓強(qiáng)呢？引入新課．二、新課教學(xué)(一)怎樣知道大氣有壓強(qiáng)活動(dòng)1：“A.杯中的水為什么不外流；B.吸盤(pán)為什么會(huì)緊緊粘在墻壁上”，目的是讓學(xué)生感受大氣壓強(qiáng)的神奇，體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在，激發(fā)了解大氣壓強(qiáng)的興趣．其中“A.杯中的水為什么不外流”，實(shí)驗(yàn)很容易成功，但要告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：①選用口徑較小的玻璃杯；②選用不易吸水的紙片；③用紙覆蓋杯口時(shí)紙與水之間盡量不要有空氣．教材中要求學(xué)生“想一想，是什么力托住紙片的”，學(xué)生可能會(huì)簡(jiǎn)單化地說(shuō)是大氣壓力托住紙片的，實(shí)際教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明白紙片上方不受大氣壓力，但杯中的水對(duì)紙片是有壓力的，這個(gè)壓力小于大氣對(duì)紙片向上的壓力，所以紙片才不落下．這樣可以讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)大氣壓的存在．“B.吸盤(pán)為什么會(huì)緊緊粘在墻壁上”，一般家庭都常使用“吸盤(pán)”掛衣物，為了保證這個(gè)活動(dòng)在教室內(nèi)順利完成，可以把吸盤(pán)壓在窗戶玻璃上，讓學(xué)生用手拉吸盤(pán)感受一下所用力的大?。?應(yīng)注意人身和玻璃的安全，所用力量不要太大．)除了教材中活動(dòng)1安排的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之外，為了幫助學(xué)生建立大氣壓強(qiáng)的概念，教師可以創(chuàng)造條件再做一些演示或者學(xué)生實(shí)驗(yàn)．以下小實(shí)驗(yàn)供參考：(1)模擬“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”：在實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意兩個(gè)半球口處要用凡士林密封好，當(dāng)兩個(gè)學(xué)生拉球時(shí)要注意安全，防止因漏氣導(dǎo)致失敗而使學(xué)生摔倒．也可用兩只“吸盤(pán)”模擬這個(gè)實(shí)驗(yàn)．(2)“巧取硬幣”：把一塊硬幣放在平底大盤(pán)里，倒上紅墨水，剛好淹沒(méi)硬幣，提問(wèn)：誰(shuí)能把硬幣拿出來(lái)而不沾濕手．然后讓學(xué)生討論，此時(shí)氣氛活躍，學(xué)生得出各種結(jié)論，教師不作解釋，然后教師演示：把點(diǎn)燃的紙放入杯子，待紙將杯中空氣燒到最熱時(shí)，立即倒扣在盤(pán)子里(不要蓋住硬幣)，過(guò)一會(huì)兒，水會(huì)被吸入杯子，硬幣就從水中露出來(lái)，直接用手即可拿起．該實(shí)驗(yàn)效果明顯，會(huì)博得學(xué)生的驚訝和好奇，可以迅速抓住了學(xué)生的注意力．(3)“飲料瓶變形”：在飲料瓶中放入點(diǎn)燃的酒精棉球、待飲料瓶中空氣最熱時(shí)立即蓋上蓋，過(guò)一會(huì)兒，飲料瓶就變扁了．(4)“瓶子吞蛋”：在廣口瓶中放入一些沙子，將點(diǎn)燃的酒精棉球放入廣口瓶中，待瓶?jī)?nèi)空氣被加熱后，立即用剝了皮的熟雞蛋堵在瓶口，過(guò)一會(huì)兒，可以發(fā)現(xiàn)塞在瓶口的雞蛋被吞入瓶中．(5)“吸大的氣球”：兩端開(kāi)口的塑料瓶，一端系一氣球，另一端用兩用氣筒抽氣，氣球變大.(6)“神奇的玻璃管”：①出示玻璃管，向管內(nèi)倒水，可看到水穿過(guò)玻璃管流出．②用手指緊緊堵住玻璃管的下端開(kāi)口，向管內(nèi)注入水至滿．③提問(wèn)：為什么水不會(huì)從下面流出？(水被手指托住)④再用另一只手堵住玻璃管的上口，然后讓學(xué)生猜一猜：如果松開(kāi)堵下口的手指，水會(huì)不會(huì)流出來(lái)？⑤松開(kāi)堵下口的手指，紅色水柱并沒(méi)有流出來(lái)！這是為什么？(空氣托住了水柱不流下來(lái))⑥松開(kāi)堵住上口的手指，水應(yīng)聲落下．(水柱上下兩端都受到大氣壓，水柱由于受到重力而落下．)(7)“水往高處流”：將一干燥的玻璃瓶放在酒精燈上均勻加熱一段時(shí)間，用一插有長(zhǎng)細(xì)玻璃管的橡膠塞把玻璃瓶的瓶口塞緊，并立即倒插入盛水的玻璃槽中，這時(shí)玻璃管中的“水往高處流”．(8)“瓶子吹氣球”：取彩色氣球一個(gè)、錐形瓶一個(gè)、酒精少許、酒精燈一個(gè)，在錐形燒瓶?jī)?nèi)放入酒精少許，在瓶口套上氣球備用(氣球的選擇由錐形瓶的大小而定)．將錐形瓶在酒精燈火焰上方微微加熱，使瓶?jī)?nèi)酒精汽化，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，可以觀察到瓶口套上的氣球緩慢被吹大膨脹．然后，從瓶口取下氣球，使氣球和瓶?jī)?nèi)酒精蒸氣排出一些，再立刻把氣球緊套在瓶口．可以看到氣球慢慢變癟，并緩緩地伸入錐形瓶?jī)?nèi)膨脹，并逐漸吹大．這是因?yàn)榫凭魵庥隼湟夯?，瓶?jī)?nèi)的氣壓降低，大大低于外界大氣壓，大氣壓迫使氣球伸向錐形瓶?jī)?nèi)．閱讀“信息瀏覽馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”可以在活動(dòng)1完成后，由教師講述或?qū)W生閱讀，然后給出大氣壓強(qiáng)的概念．典例解讀【例1】如圖所示，用吸管吸飲料，讓飲料進(jìn)入口中的力是()A．大氣壓力B．飲料的重力C．手握玻璃杯的力D．玻璃杯對(duì)飲料的支持力【解析】用吸管吸飲料時(shí)，吸管內(nèi)的空氣被吸走，使管內(nèi)氣壓減小，這樣在外界大氣壓的作用下，飲料就被壓進(jìn)吸管里?！敬鸢浮緼(二)怎樣測(cè)量大氣壓托里拆利實(shí)驗(yàn)是精確測(cè)量大氣壓強(qiáng)的重要實(shí)驗(yàn)．但由于實(shí)驗(yàn)中的水銀是有毒的，不宜在教室里演示．為了幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、現(xiàn)象和原理，可以采用教學(xué)掛圖或教學(xué)錄像．實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生觀察水銀面的高度差會(huì)穩(wěn)定在一定高度．分析“為什么水銀柱保持一定高度不下降”和“為什么水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)”這兩個(gè)問(wèn)題時(shí)，教師可以借助課本圖8－30引導(dǎo)學(xué)生分析，也可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬課件分析，要注意只需作簡(jiǎn)要說(shuō)明，讓學(xué)生明白“大氣壓強(qiáng)支持著玻璃管內(nèi)的水銀柱”即可．切忌憑著原來(lái)教學(xué)的慣性，隨意加深，以免增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度．對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值1.013×105Pa的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)可以放在運(yùn)用公式F＝pS，對(duì)一些實(shí)例進(jìn)行計(jì)算，感悟大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生壓力的大?。缬?jì)算人的手掌承受的大氣壓力(如可以通俗地說(shuō)：“這個(gè)壓力的大小大約相當(dāng)于一個(gè)成年人站在手上產(chǎn)生的壓力”)，計(jì)算大氣壓強(qiáng)支持的水柱的高度(約10.3m)等．對(duì)于直接測(cè)量大氣壓強(qiáng)的兩種儀器——汞氣壓表和無(wú)液氣壓計(jì)只作一般性介紹，可以用實(shí)物或掛圖向?qū)W生展示，不必討論儀器的結(jié)構(gòu)和原理．典例解讀【例2】把充滿水的啤酒瓶倒插入水中，然后抓住瓶底慢慢向上提，在瓶口離開(kāi)水面之前()A．瓶?jī)?nèi)充滿水B．瓶?jī)?nèi)有水，但不滿C．瓶?jī)?nèi)無(wú)水D．瓶?jī)?nèi)外水面始終保持相平【解析】把啤酒瓶看成一個(gè)“托里拆利管”，把啤酒瓶從水中提起相當(dāng)于用水做托里拆利實(shí)驗(yàn)，大氣壓可以支持760mm高的水銀柱，而水的密度比水銀的密度小得多，因此大氣壓可以支持更高的水柱，故啤酒瓶中的水不會(huì)流出來(lái)，仍然充滿啤酒瓶．【答案】A【例3】觀察托里拆利實(shí)驗(yàn)，管內(nèi)水銀面上方是______，管內(nèi)水銀下降到一定高度不再下降，是因?yàn)楣軆?nèi)水銀柱受到了______作用，計(jì)算出水銀柱的壓強(qiáng)值就是大氣壓的值．若管內(nèi)水銀柱的高度為76cm，則p＝______．(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)【解析】托里拆利實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了平衡法，即大氣壓值與水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，玻璃管粗細(xì)、是否傾斜、是否彎曲及水銀槽內(nèi)水銀的多少不會(huì)影響大氣壓的測(cè)量值．觀察托里拆利實(shí)驗(yàn)，管內(nèi)水銀面上方是真空的，管內(nèi)水銀下降到一定高度不再下降，是因?yàn)楣軆?nèi)水銀柱受到了大氣壓的作用．p＝ρhg＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×105Pa.【答案】真空；大氣壓；p＝ρhg＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×105Pa.【例4】托里拆利實(shí)驗(yàn)管內(nèi)水銀柱的高度跟將玻璃管提起、玻璃管的粗細(xì)、傾斜角度等因素有關(guān)嗎？(1)實(shí)驗(yàn)中，玻璃管進(jìn)入水銀槽的深度對(duì)測(cè)量結(jié)果______(填“有”或“無(wú)”)影響．管口向上提，管內(nèi)水銀面上方真空部分體積增大(真空部分氣壓為_(kāi)_____)，管內(nèi)、外水銀柱高度差______；(2)實(shí)驗(yàn)中，玻璃管的粗細(xì)______(填“會(huì)”或“不會(huì)”)影響大氣壓強(qiáng)的測(cè)定值，因?yàn)橐后w壓強(qiáng)只與液體密度、深度有關(guān)，與液體總重力、體積無(wú)關(guān)；(3)重力的的方向總是豎直向下的，玻璃管中的水銀受豎直向下的重力，因此，實(shí)驗(yàn)中使玻璃管傾斜后，管內(nèi)水銀柱長(zhǎng)度________，而水銀柱的豎直高度______．【解析】(1)在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確地測(cè)出了大氣壓的值，即大氣壓強(qiáng)等于管內(nèi)高出管外水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，管內(nèi)上部為真空部分，氣壓為零，只要玻璃管不離開(kāi)水銀面，玻璃管中插入水銀槽的深度對(duì)測(cè)量值沒(méi)有影響；(2)玻璃管的粗細(xì)(內(nèi)徑不同)不會(huì)影響大氣壓的測(cè)量，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知，液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān)；(3)在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，管內(nèi)外水銀面的豎直高度差決定于外界的大氣壓．【答案】(1)無(wú)；零；不變(2)不會(huì)(3)變長(zhǎng)；不變(三)大氣壓與人類(lèi)生活這部分內(nèi)容，屬于大氣壓的應(yīng)用，也是對(duì)大氣壓知識(shí)的拓展，目的是使學(xué)生體會(huì)大氣壓對(duì)人類(lèi)生活的影響，理解大氣壓與人類(lèi)生活的密切關(guān)系，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)在人類(lèi)生活中所起的作用.在實(shí)際教學(xué)中，根據(jù)學(xué)校條件，可以播放有關(guān)高山反應(yīng)的錄像或出示有關(guān)掛圖，讓學(xué)生觀察由于大氣壓強(qiáng)變小而對(duì)人類(lèi)生理活動(dòng)造成的嚴(yán)重影響，還可以初步認(rèn)識(shí)到大氣壓會(huì)隨海拔高度的增加而減小．對(duì)于大氣壓與高度的關(guān)系的教學(xué)，教師可以安排學(xué)生課下搜集數(shù)據(jù)，或由教師提供數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在繪制大氣壓隨高度變化的柱形圖或函數(shù)曲線圖，分析大氣壓隨高度變化的規(guī)律．這樣既能使課內(nèi)課外有機(jī)結(jié)合，還能使學(xué)生在動(dòng)手繪制圖形的過(guò)程中加深理解大氣壓隨高度變化的規(guī)律．對(duì)于高壓鍋的教學(xué)，教師可以先向?qū)W生展示高壓鍋實(shí)物或圖片，也可請(qǐng)家中有高壓鍋的學(xué)生介紹高壓鍋的結(jié)構(gòu)和使用方法．而對(duì)于高壓鍋的原理，關(guān)鍵是做好“液體沸點(diǎn)跟它表面氣壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，出于安全上的考慮，應(yīng)由教師演示，啟發(fā)學(xué)生分析產(chǎn)生現(xiàn)象的條件，得出結(jié)論：向外拉注射器的活塞時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)水面上的空氣減少(實(shí)際是變稀薄了)，空氣的壓強(qiáng)減小，水重新沸騰，這表明空氣壓強(qiáng)減小時(shí)水的沸點(diǎn)降低；用注射器打氣加壓時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)水面上的空氣增加，空氣的壓強(qiáng)增大，沸騰的水不再沸騰，這表明空氣壓強(qiáng)增大時(shí)水的沸點(diǎn)升高．實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全，用注射器打氣時(shí)，不要使瓶?jī)?nèi)氣壓太大，以防止塞子從瓶口噴出或燒瓶爆炸．對(duì)于“航天服”的教學(xué)，可以安排學(xué)生課外搜集有關(guān)我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展以及航天服的知識(shí)，組織學(xué)生在課堂上討論交流自己獲得的信息，感悟所學(xué)知識(shí)在高科技中的應(yīng)用，理解大氣壓強(qiáng)對(duì)科技發(fā)展的作用，激發(fā)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、愛(ài)祖國(guó)的情感.STS欄目是為了擴(kuò)展學(xué)生視野，體會(huì)大氣壓的廣泛應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，讓學(xué)生閱讀討論，再師生進(jìn)行交流即可．典例解讀【例5】試管中有一段被水銀柱密封的空氣柱．將此試管分別如圖所示旋轉(zhuǎn)，若空氣柱的壓強(qiáng)為p，大氣壓為p0，則滿足p＜p0的是()A．甲B．乙C．丙D．乙和丙【解析】甲圖中水銀柱在豎直方向靜止，此時(shí)管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p向下，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)也向下，外界大氣壓p0向上．水銀柱的靜止說(shuō)明向上的壓強(qiáng)等于向下的壓強(qiáng)．所以空氣柱的壓強(qiáng)p小于大氣壓p0，故A正確；乙圖中水銀柱在豎直方向靜止，此時(shí)管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p向上，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)也向下，外界大氣壓p0向下，所以管內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于外界大氣壓p0，故B錯(cuò)誤；丙圖中水銀柱在水平方向靜止，此時(shí)管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p向右，外界大氣壓p0向左，故管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p等于外界大氣壓p0，故C錯(cuò)誤；由以上分析可知，選A.【答案】A【例6】宋朝著名文學(xué)家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游，發(fā)現(xiàn)在山上“煮米不成飯”，他認(rèn)為是山上的泉水太冷，固有“萬(wàn)古冰雪之汁”造成之說(shuō)．實(shí)際上，這是高山上的氣壓______導(dǎo)致水的______的緣故。【解析】因?yàn)楹０卧礁?，氣壓越低，所以高山上的大氣壓比平原上的要小；又因?yàn)橐后w沸點(diǎn)隨液面上氣壓的減小而減小，所以水的沸點(diǎn)低于100℃，在這些地方用普通鍋煮飯，往往煮不熟?！敬鸢浮啃》悬c(diǎn)低三、課堂小結(jié)本節(jié)的重點(diǎn)是知道大氣壓強(qiáng)的存在和大氣壓強(qiáng)的測(cè)定，難點(diǎn)是理解托