第九章 第3節(jié)《大氣壓強(qiáng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

王蘭芬

一、內(nèi)容及其解析

1.內(nèi)容

本節(jié)的內(nèi)容如下

本節(jié)由“大氣壓強(qiáng)的存在”“ 大氣壓強(qiáng)的測(cè)量”“大氣壓強(qiáng)的應(yīng)用”三部分組成，主要內(nèi)容是“大氣壓強(qiáng)的測(cè)量”可以按照“實(shí)驗(yàn)課”的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)施。

2.解析

本節(jié)內(nèi)容是繼壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)后，讓學(xué)生學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)。由于大氣壓強(qiáng)看不見(jiàn)，摸不著，教學(xué)中應(yīng)盡量聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活中的例子，證明大氣壓強(qiáng)的存在和測(cè)量大氣壓強(qiáng)的值，在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。再通過(guò)圖片展示大氣壓在生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)來(lái)源于生活，又應(yīng)用于生活。

二、目標(biāo)及其解析

1.目標(biāo)

（1）通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在。

（2）能簡(jiǎn)單描述托里拆利實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值。

（3）能說(shuō)出測(cè)量氣壓的儀器和氣壓與高度和沸點(diǎn)的關(guān)系。

（4）大氣壓強(qiáng)在生活中應(yīng)用的實(shí)例。

2. 解析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活中的例子，證明大氣壓強(qiáng)的存在;通過(guò)多媒體演示實(shí)驗(yàn)，掌握大氣壓的測(cè)量方法。經(jīng)歷“問(wèn)題—思考—探究實(shí)驗(yàn)—結(jié)論”的實(shí)踐過(guò)程，提高學(xué)生的主動(dòng)探究的意識(shí);在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度;通過(guò)了解大氣壓的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

三、教學(xué)問(wèn)題診斷分析

在本節(jié)課教學(xué)中可能遇到的主要困難是：1. 大氣壓強(qiáng)的存在，由于大氣壓強(qiáng)看不見(jiàn)，摸不著，教學(xué)中應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活中的例子，證明大氣壓強(qiáng)的存在2. 大氣壓的測(cè)量，通過(guò)大氣壓能托住水的實(shí)驗(yàn)引入托里拆利實(shí)驗(yàn)，并用多媒體演示實(shí)驗(yàn)，掌握大氣壓的測(cè)量方法。

四、教學(xué)支持條件分析

教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、觀察對(duì)比法

器材：水瓶16個(gè)、水槽16只、熱水、多媒體課件和動(dòng)畫

五、教學(xué)過(guò)程

（一）大氣壓強(qiáng)的存在

問(wèn)題一：如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明大氣壓強(qiáng)的存在？

1、動(dòng)畫播放固體壓強(qiáng)（石塊把海綿壓變形）和液體壓強(qiáng)（放入水中的橡皮膜被水壓變形），引入大氣有壓強(qiáng)嗎？如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明？

2、分組實(shí)驗(yàn)：大氣壓扁礦泉水瓶。把熱水倒入礦泉水瓶中一會(huì)兒后倒出熱水，立即蓋上瓶蓋，過(guò)一會(huì)兒后瓶子發(fā)生了形變。

3、動(dòng)畫演示和講解大氣壓扁礦泉水瓶的原因：（熱水進(jìn)瓶，空氣受熱膨脹從瓶?jī)?nèi)溢出使瓶?jī)?nèi)氣體減。蓋上瓶蓋，瓶?jī)?nèi)空氣遇冷由氣態(tài)變成液態(tài)使瓶?jī)?nèi)氣體再次減少，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓減小→p_外>p_內(nèi)→ F_外>F_內(nèi) →瓶子被瓶外的大氣壓了變形。）

4、分組實(shí)驗(yàn)：馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

5、視頻：鐵盒壓扁現(xiàn)象、瓶吞雞蛋、注射器吸水、覆杯實(shí)驗(yàn)。

6、筆記歸納：

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生明白要證明大氣存在壓強(qiáng)可讓大氣把一個(gè)物體壓變形。通過(guò)驚險(xiǎn)、有趣的實(shí)驗(yàn)觀察到驚奇的現(xiàn)象讓學(xué)生感知到大氣壓是一種客觀存在，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用身邊器材設(shè)計(jì)并進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的思維和能力。通過(guò)動(dòng)畫和老師的講解來(lái)讓學(xué)生理解大氣是如何把礦泉水瓶壓扁的，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力。再通過(guò)視頻的播放加深學(xué)生對(duì)大氣壓存在的事實(shí)，并知道大氣壓很大，為測(cè)量大氣壓的值進(jìn)行鋪墊。

（二）大氣壓強(qiáng)的測(cè)量

問(wèn)題一：大氣壓到底有多大呢？如何測(cè)出它的值。

1、分組實(shí)驗(yàn)：大氣壓水實(shí)驗(yàn)：把剛才被壓扁的礦泉水瓶有蓋的一端插入水槽中，在水中擰掉蓋子，水槽中的水進(jìn)入到礦泉水瓶，且瓶?jī)?nèi)水面高于水槽中的水面。

2、分析原因：F_外>F_內(nèi)，瓶外氣壓把水壓入瓶中，此時(shí)P_外氣=P_水+P_內(nèi)氣 ，若讓水柱上方的氣體為零，也就是真空，那么大氣壓的值便等于水所產(chǎn)生的壓強(qiáng)值P_外氣=P_水，便能測(cè)出大氣壓的值。

3、如何讓瓶?jī)?nèi)的氣體為零呢？把2米長(zhǎng)的透明皮管（一端用火燃燒使其封起來(lái)）裝滿水后倒插入水槽中。水一點(diǎn)也沒(méi)有流入水槽中，說(shuō)明大氣壓大于2米長(zhǎng)的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

4、如何增大液體的壓強(qiáng)使它大于大氣壓強(qiáng)而使液體能流出到水槽中達(dá)到靜止后，P_外氣=P_水呢，根據(jù)

P_液=ρ液gh可知改變液體的密度能改變液體的壓強(qiáng)，從而引入托里拆利實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生見(jiàn)證大氣壓水的現(xiàn)象，順其自然地想到增大水柱的高度來(lái)測(cè)量大氣壓強(qiáng)，當(dāng)學(xué)生看到水柱已經(jīng)很高了但還是測(cè)不出大氣壓強(qiáng)，教師點(diǎn)撥改變液體的密度來(lái)增大液體的壓強(qiáng)便能測(cè)出大氣壓強(qiáng)，這樣的一個(gè)思維過(guò)度，從學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)上升到新的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考解決問(wèn)題的能力刺激學(xué)生求知欲，啟發(fā)學(xué)生如何利用液體測(cè)量大氣壓值，突破托里拆利實(shí)驗(yàn)中水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)即為大氣壓強(qiáng)這一難點(diǎn)。避免了學(xué)習(xí)托里拆里實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的囫圇吞棗，半信半疑，為下面的托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)打了基礎(chǔ)。

問(wèn)題二：托里拆利是如何測(cè)出大氣壓強(qiáng)的值呢？

1、動(dòng)畫播放：托里拆利實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解測(cè)量原理。

2、合作討論：1米長(zhǎng)的玻璃管中為什么要裝滿水銀？為什么要倒插入水銀槽中？玻璃管豎直或傾斜、粗或細(xì)、上方是否是真空會(huì)影響測(cè)量出的大氣壓值嗎？1m長(zhǎng)的水銀柱為什么會(huì)下降？下降到760mm后為什么就不下降了呢？

3、師生歸納：

設(shè)計(jì)意圖：由于水銀是有毒的，所以不應(yīng)在課堂上做托里拆利實(shí)驗(yàn)，采用教師在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)并錄制成視頻在課堂上播放，讓學(xué)生有真實(shí)的感受。讓學(xué)生討論的問(wèn)題是為了讓學(xué)生明白P_氣=P_水銀測(cè)量大氣壓值的影響因素是P_水銀和h_水銀和上端是否是真空。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和合作分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響因素，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解更深刻，為氣壓計(jì)和氣壓的應(yīng)用做鋪墊。