三、大气压强教学设计和教学实录

§9.3. 大气压强

教学设计

明港镇二中 郑威

教学目标

1．了解大气压的存在，知道标准大气压强的数值；

2．了解测量大气压强的方法，理解托里拆利实验原理、过程和结论；

3．知道大气压强产生的原因，知道大气压强与天气和高度有关；

4．认识生活中利用大气压强的现象，了解抽水机的工作原理。

教学重点

确认大气压的存在，会用相关知识解释生活现象。

教学难点

测量大气压的方法。

课时安排

1课时

教学方法

讲授法、实验法、探究法。

教学准备

玻璃杯，硬纸片，水，可口可乐瓶1个，广口瓶，浸过酒精的棉球，细砂，煮熟剥壳鸡蛋一

个，注射器，钩码，约1米长的玻璃管，水槽水银，皮碗，米尺，烧瓶，两用气筒，挂衣钩，弹簧测

力计，气压计，多媒体课件等。

教学过程: 导入新课

复习导入

思考问题：

1．液体的压强是由于什么原因产生的？

2．液体的压强都有哪些特点？

学生活动：由于液体受重力，并且由于液体具有流动性，所以液体朝各个方向都有压强，且同一深度向各个方向的压强都相等。同种液体中，深度越大，压强越

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大；同一深度处，液体密度越大，压强越大。

问题：同液体一样，地球周围覆盖着大气层，就好像海洋一样，大气层中的空气和液体一样受重力，并且具有流动性，会不会也像液体一样产生压强呢？

（教学说明：复习上节课所学，同时利用类比的方法引入新课，符合知识的递进关系和学生的认知规律，有利于激发学生的思维和探究欲望）

实验导入

实验1：

“笔管提水”：取一两端开口的塑料笔管（玻璃管）浸没于水中，用手指堵住其中的一端后将整个装置提起，会发现管内的水不会下落。当将手指松开后，管内的水会下落。为什么会出现这样的现象，能用所学的物理知识解释吗？

实验2：

大试管装满水后将空的小试管轻轻放人大试管（约小试管长度的三分之一处），

如图所示。两手拿住大小试管，迅速倒置后立即放掉小试管。可观察到什么现象？为什么会出现这样的现象？

情景导入

魔术表演（覆杯实验）：

事先取两个相同的干净的透明玻璃杯，其中一杯倒满清水（学生不一定能够发现两杯的不同）

(1)将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来（提醒学生注意观察），放手后看到什么现象？（硬纸片掉下）

(2)使用另一只装满水的玻璃杯，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？（硬纸片没有掉下来）再慢慢把杯口向各个方向转

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一圈，又看什么现象？

（硬纸片仍没有掉下来）

学生观察奇妙的现象，集中学生的注意力并激发学生思考和探究的欲望。

思考问题：实验中硬纸片不会掉下来的原因是什么？

引导学生分析：当杯口朝下时，杯中的水和纸片都没有掉下来，说明有作用与水对纸片的压力相抵消，这个作用是空气产生的压强。在大气压强的作用下，托住了硬纸片。而当把杯口向各个方向转圈时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，且大气向各个方向都有压强。

（设计说明：教师演示时可以增加神秘感，演示后要结合理论分析，关键让学生认识到容器外存在压力或压强，从而认识到大气也有压强）

推进新课

一、大气压强的存在

提出问题：空气看不见、摸不着，如何才能证明大气中存在着压强呢？

演示实验：

1．真空玻璃罩中放置一个气球，气球外面套一个带孔的塑料球，将罩中的气体抽出来，

2．用一个中医针灸的小瓷罐和一个煮熟的去皮鸡蛋。把鸡蛋放在罐口，将落不下去。

现在把一块棉花用水粘在罐的内壁用火柴将棉花点燃后立即把鸡蛋放在罐口，注意观察有什么现象？

实验现象：待火熄灭后，观察到鸡蛋慢慢被吸入瓶内。

交流讨论：由于棉花燃烧使瓶内气压降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。

小组讨论，判断大气是否有压强，并请学生利用实验桌上的器材证明。学生到展

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台证明大气压强的存在。

学生活动：

1．先向矿泉水瓶中加入热水，晃动几下，然后将水倒出，马上拧紧瓶盖，瓶子会变扁（大气压扁）。

2．将塑料洗盘捏扁后吸到窗玻璃上，甚至还能挂上重物。

3．将两个橡皮碗正对挤出空气，会发现两个皮碗吸在了一起。

4．将两块玻璃板叠放在一起，很容易分开，然后在玻璃板之间放一些水，就不容易将它们分开了。

5．将吸管小心地插入饮料瓶中（管与膜之间无孔隙），同学吸不上来饮料。然后将孔扩大，很容易地将饮料吸出。

交流讨论并总结：由于大气层中的空气像液体一样受重力且具有流动性，所以大气像液

体一样对浸入其中的物体有压强作用，并且空气中朝各个方向都有压强。

（板书）

1．大气压强：大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强，简称为大气压。

（注意：大气压是大气压强的简称，不是大气压力的简称）

2．大气压产生的原因：

由于大气受到重力作用，而且大气有流动性。

3．大气压的方向：

大气压强的方向与液体压强的方向一样，也是朝向各个方向的。

其实早在1654年德国马德堡市的市长奥托·格利克就做了著名的马德堡半球实验，证明了大气压的存在，你能解释球为什么很难被拉开吗？

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二、大气压的测量

提出问题：16匹马都没能将马德堡半球分开，那么大气压到底有多大？能不能借助马德堡半球来测量？

思考讨论：用测力计测出拉开马德堡半球的拉力大小，再测出受力面积，利用公式计算。

请同学们回忆以前学过的有关压强的知识，思考还有什么方法能够测出大气压强的大小？要求学生说出想法并叙述理由。

学牛活动：

方法1：用吸盘和测力计。将一个吸盘压在玻璃板上，然后用弹簧

测力计拉，直到将吸盘拉起，读出弹簧测力计的示数，再用刻度尺测出吸

盘的直径，算出吸盘的面积，根据公式大小。

方法2：用注射器和钩码测量。将活塞推到底，排出针筒中的空气，

用橡皮套封住针头，倒立固定在铁架台上。在活塞上挂适量钩码后再用测力计匀速拉动活

塞。记下示数再加上钩码的重力就等于大气压力。用刻度尺量出针筒的长度，用针筒的容

积（针筒上的刻度）除以长度，就是受力面积，再用压强公式计算。

方法3：借助覆杯实验。使用一个“很长”的杯子，当大气压托起最多的水时，水产生的压强就等于大气压。

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计算，即可求出大气压强的

（教学说明：这里可以演示一下，帮助学生设计测量方案，为托里拆利实验的引入做一下铺垫。当然，多数学生可能想不出测量大气压的方法，教师可以在演示覆杯实验的基础上直接介绍托里拆利实验）

思考一下：用这些方法为什么只能粗略测量大气压值？

活塞与筒壁有摩擦，简内不能完全真空，测力计也有误差。橡皮帽有重力，测力计计数不准等。

想知道世界上第一个精确测出大气压值的实验吗？

大气压强值的测定：很久以前意大利的物理学家托里拆利就做了下面的实验，这就是著

名的托里拆利实验。

1．演示（观察录像）托里拆利实验装置。

引导学生讨论以下问题：

(1)为什么要在玻璃管内装满水银？

(2)玻璃管中水银柱上方的空间中是否有空气？

(3)管内水银柱为什么要下降？为什么水银柱要停在760 mm处？

(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60 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。

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通过液体压强公式p=pgh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，所以管子粗一点、弯曲一点、提高一点、倾斜一点，管内的水银柱的高度不变。

归纳．总结！

托里拆利实验测量出：大气压强支持着管内760 mm高的水银柱，也就是大气压强跟760 mm高的水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，约为

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