教案3.2.3 大气的压强.doc

教案3.2.3 大气的压强

每 课 必 记
课 题
第3节 大气的压强
日 期

教
学
目
标

1．  能列举证明大气压存在的实验现象，并能用大气压解释有关现象。
2．  能说出标准大气压的数值，说出测量大气压的工具：水银压强计和空盒压强计。
3．能说出气体和液体的流速与压之间的关系：流速越大，压强越小。并能用这一关系解释有关现象。

重
点
难
点
分
析

重点：1、气压的观测
2、大气压存在的证明
3、气体和液体的流速与压强的关系
难点：1、大气压的大小
2、气体和液体的流速与压强的关系

课程资源的准备与开发

实验、图片及课件下载
教 学 预 设
调 控 对 策
一、             大气压的存在
【实验引入】
1、器材：一杯水（染成红色），一个空杯，一个胶头（或橡皮套），一根玻璃管（两端开口，粗细均匀，长20cm，内径约5～10mm均可）
2、演示过程
　　1）．出示玻璃管，将空杯置于管的正下方，然后向管内倒水，可看到水从管底流出。
　　2）．左手拿管，并且用食指紧紧堵住玻璃管的下端，仍然向管内注入水，至满。
　　3）．教师提问：为什么水不会从下面流出？
　　学生微笑，齐答：因为管底被手指堵住了。笔者肯定学生的回答，并指出：由于管底被手指堵住，所以手指对管内的水产生向上的压强，支承住了水柱。接着置疑：若此时将管倒拿，使其开口端朝下，水会不会流出？学生纷纷猜测，形成悬念。
　　4）．左手拿管不变，同时用右手中指抵住玻璃管的上口，然后将管倒置，（倒置过程中，手指不要松开）。
　　5）．接着故意缓慢移开右手指，使下面的管口露出。这时可见红色水柱并没有流出来！
　　学生大吃一惊！教师自言自语：咦，为什么水没有流出来呢？（可用左手倒拿着管，夸张地放到眼底瞧一瞧）难道管里的水突然没有了重力吗？难道是老师会气功，‘发功’将管内的水吸住了吗？
　　学生轻笑，同时产生了想获知正确答案的强烈欲望。
　　6)．启发：虽然我们看不见管口有物堵住它，但管口附近是不是任何物体都没有呢？
　　学生茅塞顿开――有空气存在。因势利导：在管口四周存在着我们看不见的大量空气，这些气体起到了手指的作用，堵住了管口，使管内的水竟然无可奈何地呆在里面。这说明了这些大气对管底的水面有向上的压强，支承着水柱。
　　7)．这时，仍有学生半信半疑，可进一步说明：因为现在管内的水只有下面受到了大气压强的支承作用，所以很难流出；但如果同时有大气作用在管的上水面，那么上、下作用的气压相互抵消，水就会在重力作用下流出来。
　　8)．松开左手食指，水应声落下。（学生开始相信大气有压强）
　　9)．改用胶头，套住玻璃管的一端，再做一遍，同样获得满意效果。
——大气压强确实存在.液体在各个方向上存在压强，气体是否也一样呢?

【学生实验】探究大气压强是否向各个方向都有．
　　　　①向上．玻璃杯装满水用纸片挡住，倒立玻璃杯，纸片不脱落，如图1．说明向上有大气压．
　　　　②向下．将剥了壳的熟鸡蛋塞住刚烧过酒精棉球的广口瓶口，很快鸡蛋就被压进广口瓶中．说明向下有大气压．
　　　　③猜想向左、向往是否也有大气压，如何证实？（让学生自己证实）
　　　　通过上述演示实验及日常生活经验得知——在气体内部向各个方向都有压强．
【解释】图2－14、2－15、2－16(学生动手实验体会吸盘的作用)
倘若没有大气压强作用在液体的表面，各种液体就不可能被抽吸起来。从这个含义上讲，一切抽吸液体的过程，其实都是大气压强将液体“压”上来的过程.

【演示实验】抽出可乐瓶中的气体
实验现象：可乐瓶变瘪
实验结论：气体向各个方向上都有压强
【设问】大气压确实是存在的，而且各个方向上都有压强。那么大气压究竟有多大呢？

【演示】马德堡半球实验
实验现象：两个半球需用很大的力才能拉开
提出疑问：是什么力使两个半球合得那么拢？
讨论后得出：是大气的压力把两个半球紧紧压在一起的，进而让学生确信大气压的存在．因为地球周围的大气受到地球的吸引，即大气也受到重力的作用，所以大气对浸在其内的物体就有压力、压强。如果半球内为真空，那么要拉开半球需要的力约为7065牛。
――马德堡半球实验证明了大气压的存在，而且说明大气压是很大的。
【阅读】人体中的“马德堡半球”

二、大气压的大小
大气压的大小跟我们的生活密切相关，我们应该知道大气压的测量方法。
1、大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计进行测量。
【出示】空盒压强计(或叫金属盒压强计、无液压强计)观察：其上有两行刻度，一行以百帕为单位，一行以毫米汞柱为单位。说明它的原理和构造。
【出示】水银压强计
补充实验：托里拆利实验――进行简单的实验说明、数据读数和分析，大气压支持着玻璃管中的水银柱。当大气压发生变化的时候，水银柱的高度会发生变化。从中说明水银压强计的原理。
【简单比较】：两种压强计的优缺点

2、大气压的变化：
1)              大气压的大小与大气的密度有关－－解释：大气压的产生是由于大气有重力。
2)              大气压的大小随着高度的增加而减小－－解释：大气的密度随着高度而减小。
实例：高山上气压很低。有些登山运动员在进入高山地区后，会发生高山病。高山病的症状差别很大，包括：头晕、头痛、耳鸣、恶心、呕吐、脉搏和呼吸加速、四肢麻木等。每个人的反应随一系列的条件而不同，主要决定于训练的程度和海拔高度的转变速度等。
登山运动员初次迅速攀登很高的山峰时，会出现以下现象：睡眠不好，全身感觉不舒服，软弱无力，懒散和情绪低落，动作协调性差。呼吸系统的症状是：气喘，时常感到空气不足，睡眠时发生周期性的呼吸停顿，夜间感到窒息发闷。由于心脏血管系统机能状况变化引起头晕、鼻出血、耳鸣和血管跳动的感觉，皮肤和粘膜变得青紫或苍白，常常恶心和呕吐。严重的会陷入昏迷、甚至死亡。
高山病的主要原因是高山地区空气稀薄，大气压低，人们呼吸时吸入的氧气的分压也低，造成肺泡中的氧分压降低，血液中含氧量减少。
平原地区的青年人在高山地区居住一段时间后，对高山气候的适应能力和缺氧的抵抗能力都会提高。一般地说，高山病的急性症状就会逐渐减轻，以至消失。身体健康的人和训练有素的登山运动员对高山气候的适应能力也强。
3）在海平面附近，大气压的数值接近1.01×105帕（760毫米汞 柱）规定：这个大气压值称为标准大气压。
【讨论】要求简单地运用液体压强公式进行计算。并与砖的压强进行比较。
【问题】这么大的压强，我们为什么没有受压的感觉?
－－解释：人对环境的适应，人的体内也有压强，它抗衡着体外的大气压。

轶
事
记
录

本节课的引入很有意思，学生真的被深深地吸引。虽然这种现象在生活中出现，但往往平时没有注意。通过教师的渲染，学生更能体会到科学就在身边。只不过是平时习以为常罢了。

课
后
反
思

本节内容分3课时。第一课时主要为大气压的存在，补充一些实验；第二课时主要讲大气压的大小测定，补充托里拆利实验。第三课时：流速与压强的关系。具体见后面的教案。

每 课 必 记
课 题
第3节 大气的压强(第3课时)
日 期
2003-11-20

教
学
目
标

1、  知识与技能：能说出气体和液体的流速与压之间的关系：流速越大，压强越小。并能用这一关系解释有关现象
2、过程与方法：通过观察与实验，认识气体的压强跟流速有关的现象。
3、  情感、态度与价值观：初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。

重
点
难
点
分
析

重点：气体和液体的流速与压强的关系
难点：用气体和液体的流速与压强的关系解释有关现象

课程资源的准备与开发

课件
教 学 预 设
调 控 对 策
【图片引入】就你看到的这幅图片，你能提出一些问题来吗？老师有一个问题：在火车的站台上，标有一道平行于铁轨的直线。当列车驶过时，不允许旅客站在这条线内，以保证人体与铁轨离开足够的距离。你知道这是为什么吗？
要解释这个问题，就让我们一起来做几个探究实验吧！
【实验】研究气流的流速与压强的关系
1）找一条薄纸带，捏住纸的一端，让纸自然下垂，当你用嘴朝水平方向吹气时，你会发现什么现象？若改变吹气的力量和速度，纸带会发生什么变化？
现象：纸向上飘起
2）找两张相同的薄纸，用手捏住两张纸的一端，让两张纸自然下垂，相距3－5厘米，并使两张纸保持平行。沿两张纸的中间向下吹气时，猜测会出现的现象。试一试，结果与你的猜测相同吗？
学生猜测：纸条会被气流向两边吹开
现象：当吹气时，两纸条反而向中间合拢
分析：吹气时纸条为什么会向中间合拢呢？
肯定是纸条受到了力的作用，而且力的方向是指向内侧。那么是什么物体施与纸条力的作用呢？我们分析一下：与纸条接触的只有空气。吹气前，两条纸互相平行，保持一定的间距，没有吸引和推斥，表明它们受到外侧和内侧的力互相平衡；吹气时，两条纸相互靠近。纸条外侧的气体压强没有发生变化，说明是纸条内侧的气体压强变小了。吹气时与不吹气时有什么不同吗？两纸条内侧的气体的流速较大。
可见，气体流速的改变，改变了气体的压强；而且是气体的流速越大，压强越小。
【教师】现在你能解释在火车站的站台上，人为什么要与行驶的列车保持适当距离了吗？
行驶的火车和人之间的气流速度大，压强变小。人外侧的大气压大于火车和人之间的气压。这种情况下，会使人大气压挤到火车前，这样非常危险。
【实验】把一支玻璃管插入水中，当用另一支玻璃管对着它的上端吹气时，有什么现象？试一试，怎样对此现象作出解释。
现象：有水从管口吹出。
解释：玻璃管的上端气流速度大，压强小（小于大气压）。所以玻璃管中的水在大气压的作用下从管口出来。
【教师】跟气体一样，液体的压强也会随着流速的增大而减小。
讲述：在1912年秋季的一天，当时世界上最大的远洋轮之一“奥林匹克号”正在大海上航行，离它100米左右的地方，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶。突然，小军舰偏离了航道，一个劲地向“奥林匹克号”冲去，结果与“奥林匹克号”相撞。
大家肯定知道原因了。首先大家要明白：水流动而船不动与船运动而水不动效果时相同的，即运动是相对的（画图说明）。
当两船彼此接近平行行驶时，两船之间的水由于被挤在一起，流速要比外部大一些，压强就要比外部小一些。这样，水流的压力差将使两船相互“吸引”，外部压强较大的水就把两船挤在一起而发生碰撞事故。
因此，同方向高速平行行驶的船舶要保持一定的距离。

【教师】气体和液体一样，受到外界环境影响时都会流动，并且流动的规律也相同，因此人们将液体和气体统称为流体。关于流体有两个著名的定理：连续性定理和伯努利定理。
伯努利定理：流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。
流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。
【教师】当我们了解了伯努利定理后，我们可以深入了解飞机的飞行原理。我们发现机翼的翼型不是平的，而是平凸型的。（图示）
【实验】纸飞机机翼上升实验
我们发现：空气流到机翼前缘后，分成上下两股气流，分别沿机翼的上下表面流过，在机翼后缘又重新汇合向后流去。机翼的上表面凸起，使流速加快，压强减小；而机翼的下表面流速小，压强增大。于是在机翼的上下表面出现了压强差，就有了压力差，这成为飞机上升的动力。当升力大于飞机重力的时候，飞机就可以升空了。
【补充】实验并解释现象
1、吹蜡烛
2、吹不下来的乒乓球）
3、悬空的豌豆（先教师演示悬空的乒乓球）
【分析题】：
1、用细线吊起一个空的塑料瓶，用手转动饮料瓶，使它绕对称轴线旋转。转动的塑料瓶带动四周的空气绕它旋转。如果这时用电
风扇向它吹风，由于瓶的转动，它两侧的风速将不一样。按照气流和压强的关系，旋转着的饮料瓶应当向哪个分析移动?
2、乒乓球前进中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动，且乒乓球旋转时会带动周围空气的旋转。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出，请判断，图中1、2、3三条径迹哪一条是上旋球（球沿逆时针方向旋转），哪一条是下旋球（球沿顺时针方向旋转），哪一条是不旋球。试说明为什么上旋球应该沿着你所选的径迹运动。

【小结】流速与压强的关系

轶
事
记
录

课
后
反
思

本节课为公开课。注重实验和探究，把一些实验通过各种方式联系起来，有属于探究的，有属于验证的，也有属于趣味的和综合的。