大气压强1

【教学目标】

1．知识与技能：

了解由于大气压强的客观存在而产生的现象；

了解测量大气压强的方法；

了解大气压强的大小，能用大气压强解释相关问题。

2．过程与方法：

观察实验现象，体验大气压强的存在；

探究测量大气压强的方法；

联系实际，培养学生观察、思考和分析问题的能力，应用知识解决简单问题的能力。

3．情感态度价值观：

培养学生动手和积极探究的精神和实事求是的科学态度。

【教学重点】

大气压的存在、大气压的大小

【教学难点】

测量大气压大小的方法。

【教学用具】

玻璃杯1个，粗玻璃管1根，小试管1个，烧杯1个，水槽1个，烧瓶1只，乒乓球1只，硬纸片1块，水适量，注射器1只，马德堡半球一个，抽气机一个。

【课时安排】

1课时。

【教学过程】

一、复习提问

提问：

（1）液体内部压强特点是什么？为什么液体向各个方向都有压强？

（2）液体内部压强怎样计算？

二、情境引入：从生活走向物理。

实验演示：

（1）将矿泉水瓶装满水后把一个乒乓球放在瓶口，请同学们猜测瓶子倒过来后会发生什么现象？你看到的现象是什么？想一想为什么？

（2）“覆杯实验”：将玻璃杯装满水，用硬纸片盖紧倒过来或朝向各个方向，你又看到了什么？这是什么原因？

（3）试管放在长玻璃管中倒过来会怎样？这是什么原因？

（4）抽气机抽取马德堡半球内气体时，橡胶管会怎样？为什么会发生形变？受到了谁施加的力？这说明了什么？

三、新课

（一）大气压的存在

师生分析上述实验，得出结论：大气有压强即大气压。

引入新课，板书课题。

那么，你还能列举哪些现象或事例说明大气压的存在呢？学生举例说明。

学生阅读教材86内容。

问：大气压有什么特点呢？

学生思考回答，也可做演示说明。如在“覆杯实验”中将纸片朝向各个不同的方向，发现纸片不掉下来，从而得出：大气向各个方向都有压强。

那么，大气压有多大呢？你能否设计实验测量出来？

（二）怎样测量大气压？

[活动]讨论：如何估测大气压。

学生讨论可用哪些方法？

讨论后，给予鼓励

学生可能说出的方法：

（1） 器材：吸盘、弹簧测力计； 原理：P＝F/S

思路：（由学生交流讨论，再整理）

（2） 器材：注射器、弹簧测力计、刻度尺； 原理：P＝F/S

思路：（由学生交流讨论，再整理）

以上两步，在学生讨论的基础上，再将实验的思路总结出来。

问：还有其他方法吗？

[活动] 教师演示作铺垫，学生观察思考。

（1）先用试管装满水倒插入水槽中，再慢慢往上提（杯口不离开水面，下同），观察试管中水是否充满？接着换用量筒和细长玻璃管，重复上述过程。

（2）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：水充满的原因是由于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。

[活动] 学生阅读：托里拆利实验。

思考：（1）开始时，汞为什么会下降？什么时候停止下降？

（2）玻璃管内汞柱上方为什么是真空？

（3）如何计算大气压的值？

学生回答后，教师小结并强调：1个标准大气压的值──

P0＝ρ汞gh＝13．6×103kg/m3×9．8N/kg×0．76m ＝1．013×105Pa

[想想议议]教材88页“想想议议”

学生计算，并讨论、交流。

思考：我们生活在大气层的底层，为什么没有感到难受或被压瘪呢？再得出结论。

学生阅读：气压计并了解其作用。

思考抽水机工作原理，并讨论、交流。

四、知识拓展

介绍大气压强发现的历史（见附页）

本节小结。

（1）大气有压强吗？它有什么特点？

（2）托里拆利实验中，应注意的哪些问题？一个标准大气压的值。

（3）大气压有什么应用？

五、课后作业。

（1）完成课后动手动脑学物理。

（2）练习册76页第7、8题

     计算1标准大气压能支持多高的水柱.

板书设计：         14.3  大气压强

一、大气压的存在

二、大气压的测量：托里拆利实验

三、大气压的大小：760mm高汞柱

    标准大气压P0＝1.013×105Pa

四、气压计

附页

大气压发现的历史

17世纪以前的人们认为自然界不存在真空，即所谓“自然界厌恶真空”。对于抽水机能把水抽上来，认为是活塞上升后，水要立即填满活塞原来占据的空间，以阻止真空的形成。

2000多年以前，古希腊学者亚里士多德提出了“自然害怕真空”的说法。人们曾用这种说法来解释抽水机为什么能抽水：活塞向上一提，水面和活塞之间形成了一段真空，自然害怕真空，于是水就升上来填补这段真空。人们还常常用“真空吸力”来解释这种现象，把钢笔吸墨水、用吸管喝汽水等都说成是“真空吸力”的作用。

　　1640年，在古老的意大利城市佛罗伦萨，制造了一台抽水机，准备用它把探矿坑里的水抽走。但是抽水机造成以后，用来一试，水被提到不足10米高的地方就不再上升了。技师们千方百计地改进抽水机，保证活塞和水面间是真空，结果还是不能使水再升高。这是什么原因呢？

　　人们便去请教那位发现单摆规律的伽里略，那时他已经成为著名的物理学家了。76岁的伽里略曾经对“自然害怕真空”的说法产生过怀疑，他猜想：也许空气有压力吧？抽水机是不是靠压力把水压上来的呢？遗憾的是，不久伽里略便逝世了。

　　在伽里略去世的1642年，他的学生托里拆利设计了一个实验。证实了伽里略的猜想。

托里拆利预料，因为水银的密度大约是水的14倍，如果用水银代替水，水银升起的高度应该是水升起高度的1/14。托里拆利设计了用水银柱检验这个预想的方案。1643年他的学生做了这个试验，结果证明了他的预想是正确的。在托里拆利试验中，玻璃管内水银面的上方就是真空，可见自然界是可以存在真空的。托里拆利用一根大约1米长一端封闭的玻璃管，往里面灌满水银，用食指封住开口的一端，然后将玻璃管倒插在水银槽中，放开手指，管里的水银就往下降，降到管里的水银面比管外的水银面大约高76厘米，水银就不再下降了。管里水银面的上边没有空气，叫托里拆利真空。管内的水银柱是被大气压支持着的。托里拆利试验不但揭示了大气压的存在，而且测出了大气压的值。

托里拆利试验的消息传到法国，引起了科学家们的广泛兴趣。帕斯卡推论说，如果水银柱是被大气压支持着的，那么在海拔较高的地方，水银柱应该较短。1648年他的朋友沿多姆山山坡从山脚到山顶设立了若干观察站，每个站上装一个托里拆利气压计，结果发现水银柱的高度随高度的增加而减小，证明了帕斯卡推论的正确。

同一时期，德国的科学家格里克也进行了大气压强的试验研究，他做了一个水气压计，水能升高到他住房的第三层，格里克认为水的上升是大气压的作用。通过长期的观察，他还发现水柱高度的变化与天气有关，1660年他根据一次气压的突然下降，预报了一场大的风暴。

按照这个实验结果来推算，一个人的手掌面积大约是50厘米2，上边应受到大约500牛顿的压力，这相当于一个50千克的人踩在上面。1米2的桌面上，所受的大气压力相当于10吨重的物体压在桌面上。作用在人体表面上的大气压力相当于12～15吨的物体的重力。这似乎是难以相信的。但是著名的马德堡半球实验，用事实使人们信服了。