(原创)教学随笔:“大气压强”课时设计思路(修改稿)

在认真研读课标和教材的基础上,结合自己对于“大气压强”一节课的解读,设计出最初的授课思路,通过三次进入课堂实际授课,进行了三次修改,其中第一次进行了比较大的调整,第二、三次修改是针对一些细节进行了微调,下面是经过三次修改以后的最终思路:

第一环节:新课导入

师:很高兴今天能够和咱们云峰中学的同学们一起来交流与学习,希望通过这节课的学习,大家能够学到一些既有趣又有用的物理知识。

师:在上课之前呢,我们大家一起先来思考一个问题。(多媒体投影思考的问题——“想一想”)

生:……

师:为了验证气体是否也会产生压强,下面咱们先来一起做个小实验。(多媒体投影操作步骤——“快乐体验”)

师:(演示)在咱们同学课桌上的烧杯里放了大小不同的两只试管,请同学们首先把其中的大试管灌满水,然后将空的小试管轻轻压入大试管中,直到两个试管口齐平,最后将两个试管一起倒置过来,观察一下会发生什么奇妙的现象?

生:动手进行实验,发现其中的小试管上升到大试管的顶部。(异常兴奋)

师:刚才大家已经看到小试管不但没有下落,反而上升到大试管的顶部。其实这是由于气体压强作用的效果。今天这节课我们就一起来学习第四节课——大气压强。(板书课题:§7-4 大气压强)

第二环节:课堂探究

一、初步认识大气压强

师:首先我们来看一下什么是大气压强?(多媒体投影)

师:我们生活在地球上,周围被厚厚的空气层包围着,包围地球的空气层又叫大气层,我们就生活在大气层的底层。大气对其内部的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。(多媒体投影:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强。)

师:那么为什么大气对浸在里面的物体产生压强呢?

生:……

师:下面我给大家提示一下(演示)。

师:大家请看水为何会从瓶子的底部和侧壁流出?

生:因为水对瓶子的底部和侧壁都有压强作用。

师:那么为何水会对容器的底部和侧壁产生压强呢?

生:因为水受到重力作用并且水具有流动性。

师:其实水和空气有很多相似性,都受到重力作用并且具有流动性。

生:大气对浸在里面的物体产生压强也是由于大气受到重力作用而且具有流动性。(板书:1.大气压的产生——大气由于受重力作用并具有流动性,对于浸在其中的物体有压强。)

二、感知大气压的存在

师:其实很久很久以前人们就已经通过实验研究并证明了大气压的存在。

师:请同学们看大屏幕。(多媒体投影)

师:在这里我给大家准备了两个小型的马德堡半球,下面请两位同学到前面来给大家做一下“马德堡半球实验”:用两个吸盘相对用力挤压,再往外侧拉,你的感受怎样?这是什么原因?

生:到前面进行演示实验

师:下面我们来分析一下为何吸盘很难被拉开?

生:吸盘内部的气体被挤出,吸盘外部的气体对吸盘有压力,进而产生了压强,所以把吸盘紧紧压在一起了。

师:这就是证明最早证明大气压存在的实验——马德堡半球实验。(板书:2.大气压的存在——马德堡半球实验)

师:刚才看到这两位同学的精彩表现,大家是否也想亲自动手做一下。下面给同学们一个实践的机会。

师:在做小实验之前请看大屏幕上的投影,我们看清楚实验步骤以后再来进行实验。(多媒体投影)

师:将烧杯中的水倒入试管中(注意一定要倒满),然后用一张小纸片盖住试管口(注意一定要盖紧),然后将试管倒置过来,看看小试管内的水能否将纸片冲走?然后将小试管倒置过来以后朝任意方向旋转一下,再看看水能否将纸片冲走?

生:分组实验

师:一边巡视,一边鼓励。——大胆去做,失败了再来。

师:同学们把你们做的实验举起来,大家都做出来了。小纸片没有被水冲走,这个现象说明了什么问题?

生:说明大气压强存在。

师:其实试管内的水对小纸片产生了压强,但是为什么小纸片没有掉下来?

生:因为有大气压把它托住了。

师:你们发现小试管朝向任意一个方向旋转以后,小纸片掉吗?

生:没有(齐答)

师:为什么小纸片不掉?说明了什么?

生:大气向各个方向都有压强。

(板书:3.大气向各个方向都有压强)

三、大气压的大小

师:刚才我们通过小实验已经证明了大气存在压强,那么大气压究竟有多大呢?请同学们继续做第三个小实验。(多媒体投影)

师:任取一个小试管灌满水,用手指堵住,不要漏气,然后倒置过来,按到水槽里,放开手指看看水柱会不会下降?

师:大家刚才无论采用短试管还是长试管,试管中的水柱向下降吗?

生:不会降

师:那么是外面的什么东西把水柱支持住了?

生:大气压

师:我们如果把试管再加长,看看大气压到底能够支持多高的水柱?我们的教室不够高,有人替我们做了这个实验,下面请同学们看大屏幕。(多媒体播放视频)

生:观看视频(异常惊叹)

师:刚才我们看到大气压能够支持大约10米高的水柱,下面我们就来一起分析大气压能够支持10米水柱的原因。(多媒体投影)

师:管内10米高水柱的下方与管外水面相连的地方,假设有一个小液片。当小液片静止时,它的上下两个表面所说的压力大小有什么关系?

生:相等。

师:如果上下两个表面所受的压力相等,我们就说上下所受的压强相等,即:P1= P2

师:小液片上方的压强P1应该来自10米高的水柱产生,根据液体压强公式可知:P1gh,而下表面的压强P2大小等于谁呢?由于在液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强都相等,下表面与管外水面是相平的,所以与管外水面上方的大气压强是相等的,即:P2= P大气,因此P大气gh,所以大气压强可以支持10米高的水柱。

师:通过大气压强可以支持10米高的水柱这个实验,我们就可以间接测出大气压的数值,可是这套装置搬到生活中在进行实验的确不太方便。如果能够将液体水换成其他液体来做实验,液柱的高度还会是10米高吗?

生:不会

师:根据液体压强公式P =ρgh,如果外界大气压P一定,要想大大降低液柱的高度h,应该怎么做?

生:增大液体的密度ρ

师:这里给大家一些液体的密度,大家思考一下应该选用哪种液体才能够大大降低液柱的高度?(多媒体投影)

生:水银

师:历史上曾经有一位著名的科学家,他就是采用水银做了这样一个实验,精确测出了大气压的数值,他叫做托里拆利。下面我们大家一起来观看一下这个实验。(多媒体播放托里拆利实验视频)

生:观看实验视频

师:通过前面的分析我们可知:P大气= P水银水银gh,下面我们一起来计算以下760mm的水银柱会产生多大的压强。(多媒体投影)

师:刚才这个实验就是著名的托里拆利实验。(板书:4.大气压的测定:托里拆利实验   P0=1.013×105Pa)

师:我们通常把这样大小的大气压叫做标准大气压,用P0表示。

师:好了刚才我们看到托里拆利实验精确测出了大气压值,下面我们一起来思考几个问题。(多媒体投影)

师:玻璃管上方有没有空气?是什么?

生:没有,真空

师:管子倾斜了以后,水银柱的高度变化吗?

生:不变

师:如果换用更粗或更细的管子时,水银柱的高度变化吗?

生:不变

四、认识气压计

师:托里拆利给我们人类做出了很大的贡献,他给我们提供了一种测量大气压的方法。生活中我们已经普遍采用托里拆利实验原理做出了测量大气压的仪器,我们把测量气压的仪器叫做气压计。请同学们看大屏幕。(多媒体投影)

师:生活中常用的测量大气压的仪器主要有两种,一种是用于室内精确测量的水银气压计,另一种是用于室外便于携带的金属盒气压计,也叫无液气压计。

五、大气压与海拔高度的关系

师:假如说现在我们同学手里面就有这样一个金属盒气压计,请你去登山,在山脚下、半山腰、山顶上分别测出了不同高度处的气压值,你认为气压值会相同吗?你觉得会变大还是变小?

生:会变小

师:好,下面我们一起开始一次愉快的登山之旅。(多媒体播放视频)

师:刚才我们利用金属盒气压计分别测出了山脚下、半山腰、山顶上不同高度处的气压值,其实仅仅这三组数据还不足以得出规律,科学家已经通过实验给我们绘出了一副大气压随海拔高度的变化图。(多媒体投影)大家通过这幅图观察一下大气压与海拔高度有何关系?

生:大气压随着高度的增加而减小。(板书:5.大气压的变化:大气压随着高度的升高而减小。)

师:其实大气压与海拔高度的关系,科学家已经测算出了一个准确数量关系:在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100 Pa.

师:那么为何大气压强会随着高度的增加而减小呢?这是由于大气压是由于大气重力产生的,海拔越高空气越稀薄,大气压越低。

师:刚才我们是采用了金属盒气压计测出了不同高度大气压值,其实我们完全可以自制一个水气压计。(多媒体投影)

师:由于时间和空间所限,我们不可能在教室里完成了这个小制作,请同学们参照课本P41图7-4-4,自制一个水气压计,然后提着瓶子从一楼走到楼顶(或从山下到山顶),观察吸管内水柱高度的变化情况。

师:其实大气压的变化不仅与高度有关,另外天气的变化也会影响大气压的大小。一般来说,阴天、下雨时大气压会低些,天气晴朗、干燥时大气压会高些。

六、大气压的应用

师:通过前面的学习我们知道了大气压强的方方面面,其实大气压在实际生活中有很多应用。下面请同学们仔细回忆一下在生活中何时何处何地,你们见过或者切身体会过利用大气压的实例。

生:吸盘挂衣钩

生:……

师:刚才大家举了很多利用大气压的实例,说明大家很注意观察生活,下面老师给大家看一段视频,看看生活中还有哪些地方用到了大气压?(多媒体播放视频)

师:刚才我们通过观看视频听到了一个名词——“吸盘”,请同学们思考以下这里用的“吸”字准确吗?

生:不准确,应该说是“压”。

师:说得太棒了,下面我们再来看大气压另外一个很重要的应用——水泵:①活塞式抽水机②离心式水泵(多媒体播放视频)

七、达标检测

师:刚才我们一起学习大气压强,下面我们来看看大家对本节课的知识掌握的情况如何?

生:做自我检测题

必做题:

1.证明大气压存在的实验是_____________,最早准确测出大气压强值的实验是____________

2.1标准大气压=_______mm水银柱产生的压强=_________  Pa.

3.在大气压为760mm水银柱的房间里做托里拆利实验,测出管内水银柱的高度为755mm,可能的因为是(    )

A 玻璃管太长了

B 玻璃管放斜了

C 管内水银面上方进入少量空气          D 玻璃管比较粗

4.在托里拆利实验中,如果将玻璃管由竖直变为倾斜,则(    )

A. 水银柱长度增大,高度升高

B.水银柱长度不变,高度降低

C.水银柱长度减小,高度减小

D.水银柱长度增加,高度不变

选做题:

5.大试管中上升的小试管

师:下面我们一起来分析一下刚开课的时候,做的有趣的小实验——“大试管中上升的小试管”。

生:由于大气压的作用将小试管压到了大试管的顶部。

师:看来大家通过这节课的学习已经解开这个小游戏的秘密。

师:老师这里还有一个难题需要大家解决,现在这个小试管已经到了大试管的顶部,如何能够将小试管取出?看看哪个小组的同学最先取出小试管?

生:纷纷动手操作,很快就取出了小试管。

师:你能给同学们解释一下你的方法吗?

生:将两个试管一起放到水里,然后向下放置,小试管由于重力作用就会慢慢从大试管中滑出来。

师:太棒了,刚才这位同学不仅告诉了我们方法,而且还将原理也讲述了出来。我们学知识的真正目的就是要学以致用,希望同学们在日常生活中做一个有心人。

6.神奇的矿泉水瓶

师:看到大家的兴致这么高,我还想给大家再做一个有趣的实验。

师:大家请看在前面我们已经看到水会从瓶子的底部和侧壁流出,现在如果我把瓶子重新灌满水,并且用盖子盖好,大家看水还会流出吗?如果把瓶盖拧开,又会发生什么现象?(演示)

生:观看演示(感到很兴奋)

师:大家讨论一下其中的道理

生:讨论

师:下面哪位同学愿意和大家交流一下你的思路。

生:这是由于大气压的作用。由于外面的大气压大于瓶内的液体压强,所以水不会流出。当打开瓶盖以后,由于水的上方也有大气压的作用,与瓶外的大气压相互抵消了,由于液体的压强作用水就会从底部和侧壁流出。

师:分析得太好了,不仅运用了本节课学到的大气压的知识,而且还复习了前面学到的液体的压强的知识。

师:这节课我们一起学习了有关大气压强的有关知识,下面请同学们结合导学稿,将本节课进行梳理反思:

①这节课我的收获有哪些?

②我还有哪些疑问?

③我还想要知道的是什么?

第三环节:课后探究

1.请利用身边的器材设计一个能够粗略测量大气压的实验

2.设计实验:“滴水之恩,当涌泉相报”,利用大气压的知识设计一种水杯,只要滴入少量水,就可以涌出许多水来。

结束语:

师:今天很高兴和咱们云峰中学的同学们一起度过了这美妙的45分钟,希望大家每天都能带着一份愉悦的心情去感受科学世界的美丽。好,再次谢谢大家,下课!

生:老师再见!

师:同学们再见!

在这里,聆听一线草根教师的教育心声!

作者简介:潘书朋,中学物理教师,在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。

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