三、大气压强第二课时教案

第十四章第3节

大气压强

贵州省瓮安第三中学：席林均

教学目标

知识与技能

1．通过观察、实验，检验大气压强的存在，能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。

2．能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。

3．能说出液体沸点跟气压的关系。

4．了解活塞式抽水机的工作过程和原理。

过程与方法

1．观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。

2．观察演示实验现象，感知大气压强的大小和单位。

3．通过观察感知人类是如何利用大气压强的。

情感、态度与价值观

1．培养实事求是的科学态度。

2．通过大气压强应用的了解，初步认识大气压的存在与变化对人类生活的影响。

教学重点

设计多种方法证明大气压的存在。

教学难点

大气压的测量方法。

教学用具

矿泉水瓶、玻璃杯、玻璃管、水槽、吸盘、硬纸片、适量的水、弹簧测力计、《学案》、多媒体课件。

教学过程

一、创设情境，导入新知

引导学生复习：液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体具有重力和流动性。而大气也具有重力和能流动，学生思考：我们周围是否存在大气的压强？这节课就来学***气压强。

二、自主合作，感受新知

回顾液体压强的知识、根据学习目标阅读本节教材并结合生活实际，完成《学案》的自主练习。

三、师生互动，理解新知

(一)大气压强的存在

演示实验：

(1)如图甲，将塑料挂钩的塑料吸盘紧紧贴在墙上，那么塑料吸盘能否固定在墙壁上而不脱落呢？如果再在塑料吸盘上戳个小孔，塑料吸盘还能否固定在墙壁上？

分析：图甲中，如果把塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外压强相等，吸盘便不能贴在光滑的墙面上。

(2)将一玻璃管装满水，用一硬纸片封住管口。再倒转过来，如图乙，玻璃管中的水会不会流下？如果将玻璃管上端弄一个小孔，玻璃管中的水还会不会流下？

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分析：图乙中塑料管内装满水，排除了空气，管内水对纸片的压强小雨外界大气产生的压强，所以水不会流出来。

(3)如图丙，用吸管可以吸取杯中的饮料。将饮料杯装满饮料后，再将杯口密封住，用吸管可否吸取杯中的饮料？

分析：图丙中杯口没有密封，饮料上面始终有空气，如果把杯口密封起来，使空气不能进入杯内，我们将无法不断地吸到饮料。

结论：这些实验证明，大气压强确实是存在的。

讨论：生活中还有哪些现象能说明大气压强的存在呢？

墨水被压到钢笔里、“覆杯实验”、瓶吞鸡蛋实验等……

投影图片：马德堡半球实验，讲解马德堡半球实验。

说明：(1)产生：地球周围包含着厚厚的空气层(大气层)，这些空气因地球吸引而受重力作用，同时空气又具有流动性，因此大气对浸在其中的物体表面就产生了压强。

(2)特点：大气向各个方向都有压强；大气内部某一点向各个方向的压强相等。

(3)举例：第一个证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验，它不仅证明了大气压的存在，而且说明大气压很大。

典例解读

【例1】自来水笔吸水时，把笔上的弹簧片按下后再松开，墨水便被吸进橡皮管里去，其原因是(

) A．弹簧片的弹力作用的结果 B．橡皮管有吸引力 C．管外墨水里的大气压大于橡皮管内的气体压强 D．手对弹簧片有压力 【解析】吸墨水时，先把笔囊上的弹簧片接下，把里面的空气排出，再把笔囊上的弹簧片松开，此时管内的气压小于管外的大气压强，墨水就在外界大气压的作用下被压进笔囊里了。

【答案】C (二)大气压的测量

1．大气压的测量

教师演示作铺垫，学生观察思考。

(1)将塑料吸盘紧压在平玻璃板上，测出吸盘的表面积S，用测力计测量出吸盘刚好被拉下的拉力F，利用公式p=F/S计算出大气压强.(粗略测量大气压的值) (2)先用玻璃杯装满水倒插入水槽中，再慢慢往上提(杯口不离开水面，下同)，观察杯中水是否充满？接着换用量筒和细长玻璃管，重复上述过程。

学生讨论：你观察到了什么现象？为什么水总是充满的？怎样做才能使水不充满呢？

经过讨论之后，使学生认识到：水充满的原因是大气压大于管中的水压，只有管内水压等于外界大气压时，把管子再加长的话，管内水面就不再上升充满整个管子了，这时它的上方成了真空。

这就给我们提供了一个测量大气压的思路：可以利用液体压强间接测量大气压。但是由于水的密度太小，要求玻璃管太长，所以，人们就选择了密度大的液体汞(水银)，这就是著名的托里拆利实验。

观察：托里拆利实验。

引导学生讨论以下问题：

2

①

为什么要在玻璃管内装满水银？

②管内水银柱为什么要下降？为什么水银柱要停在760 mm处？

③玻璃管中水银柱上方的空间中是否有空气？

④管子倾斜水银柱竖直高度是否发生变化，即所测大气压强值是否变化？

⑤管子直径加粗，管中水银柱高度怎样变化，即所测大气压强值怎样变化？

⑥托里拆利实验玻璃管向上提不露出水银面是否影响测定值？

⑦计算760 mm高的水银柱产生的压强有多大？

⑧能否用水代替水银来做托里拆利实验？为什么？

学生讨论交流：灌满水银是为了排除出管内的空气。玻璃管中水银柱的上方空间是真空。管内水银柱下降是因为水银柱太高，产生的压强大于外界大气压强，当下降到760 mm处时，产生的压强与外界大气压强相等，水银柱就不再下降。通过计算可知，求出760 mm水银柱的压强的大小。

p0＝ρ汞gh＝13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m＝1.013×105 Pa 通过液体压强公式p＝ρgh可知，水银柱产生的压强只与水银柱的高度(水银的深度)和密度有关，所以归纳总结：

托里拆利实验测量出：大气压强支持管内760 mm高的水银柱，也就是大气压强跟760 mm高的水5银柱产生的压强相等。通常把这样的大气压叫做标准大气压，约10 Pa。

大气压的单位：帕、厘米汞柱、毫米汞柱。

思考：如果用水做托里拆利实验时，管内上方为真空，大气压可支持多高的水柱？

学生活动：

5p1.013×10 Pa由p＝ρgh得，h＝＝3＝10.3 m ρg10 kg/m3×10 N/kg大气压的测量工具：水银气压计和金属盒气压计(无液气压计)。

(1)水银气压计的特点：精确但携带不方便；

(2)金属盒气压计(无液气压计)的特点：携带方便但不精确。

2．大气压的影响因素

大气压与液体的压强有许多相同之处，根据液体的压强公式p＝ρgh可知，当液体的密度越小，深度越小时，压强也越小。在大气层中就像海洋中一样，越高的地方越浅，h越小，并且空气越稀薄，密度越小，于是大气压也越小，比如高山上。另外，大气压还与天气有关。请同学们课下收集有关大气压与高度、天气的关系的资料，同学间进行交流。

归纳总结：大气压的大小跟大气的密度直接相关。大气的密度随高度升高而减小，离地面越高，气压越小。

5 (1)海平面附近：大气压的数值接近1.013×10Pa(标准大气压)。

(2)在海拔3000 m以内大约每升高10 m，大气压减小100 Pa。

(3)天气的变化也影响大气压，晴天比阴雨天气压高。

(4)气压会影响沸点，气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低。

提问：为什么在高山上煮不熟鸡蛋？

学生交流：海拔越高，气压越低，沸点越低，所以不容易煮熟食物。

问题：大气压可以支撑十几米高的水柱，我们能不能利用这个特点将低处的水抽到高处呢？

学生交流讨论：抽水机。

学生阅读课本P42“科学世界”：活塞式抽水机。了解活塞式抽水机和离心式抽水机的构造和原理。

思考问题：

(1)为什么使用抽水机之前都需要先灌水？

(2)这两种抽水机能提升水的高度最大有多少？

学生活动得出答案排除抽水机的空气，利用大气压将水压上来，只能抽到10.3 m的高度。

典例解读

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【例2】关于托里拆利实验，下列说法正确的是(

) A．使用的玻璃管越粗，管内水银柱越低

B．玻璃管倾斜后，管内水银柱变高

C．只有玻璃管竖直时才能测出大气压的值

D．如果管内混入少量空气，管内水银柱的高度会变小

【解析】在托里拆利实验中，当外界大气压保持不变时，无论玻璃管是变细、变粗、变弯、放斜都不会影响到玻璃管中水银柱的高度，当玻璃管中混入少量空气，则管内水银柱的高度将会变小。若玻璃管破裂，则管内水银柱上方和下方受到的大气压互相抵消，水银柱就会由于重力的作用而下降，最终，管内外水银面相平。

【答案】D 【例3】用气压计测量大气压时，能使气压计示数变小的是(

) A．把气压计从山顶拿到山脚下 B．天气由晴转阴雨 C．季节从夏季转到冬季 D．把气压计从室内拿到室外 【解析】大气压随高度的增加而减小，把气压计从山顶拿到山脚下示数变大；大气压还与天气的变化有关，一般情况下，同一地点，晴天比阴天高，冬天比夏天高。

【答案】B 【例4】在未装满水的玻璃瓶瓶口上，塞上插有细玻璃管的橡皮塞，向管内吹入少许气体后，管内液面上升，如图所示，这样就制作成了一个简易的(

)

A．温度计

B．密度计

C．气压计

D．压强计 【解析】由于玻璃瓶中水没有装满，向管内吹气后，瓶内水面上方的空气压强将大于外界大气压，这样会使水沿玻璃管上升，直到外界大气压加上管中高于瓶中水面的那部分水产生的压强等于瓶内水面上方气体压强．当外界气压增大时，会把管中水下压一部分；当外界大气压减小时，管中水面会上升一部分．所以这是一个气压计。

【答案】C 学生完成学案的课堂练习。

四、课堂小结，梳理新知

本节课我们通过观察、实验，检验大气压强的存在，能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用；能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律；能说出液体沸点跟气压的关系；了解活塞式抽水机的工作过程和原理。

五、深化练习，巩固新知

1.P43“动手动脑学物理”第1、2、3、4、5题。

2.完成学案的课后作业。

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