【教材展示】
3D 目標:
知識與技能:
1、知道大氣浮力的存在,知道托里切利實驗的原理、過程和推論;
2.了解大氣浮力產生的原因;
3.知道大氣浮力與海拔和天氣有關;
4. 描述液體的沸點與壓力之間的關系。
5、了解柱塞泵的工作過程和原理。
過程與方法:
1、中學生進行實驗研究,估計大氣壓力的大小,感受科學研究的過程。 通過演示實驗培養中學生的觀察和分析能力;
2、通過托里拆利實驗的學習,中學生可以理解用液體浮力研究大氣浮力的等效替代法。
情緒心態與價值觀:
通過示范實驗,激發了中學生的學習興趣和求知欲。
本節知識學習與活動
一、題目介紹
(1)實驗引入實驗疑惑,激發中學生的求知欲。
1. 將紅墨水倒入兩端開口的玻璃管中,你能不能不讓水往下流?
中學生動手操作發現:
(1)用手堵住里面的噴嘴,使水不倒流。
(2)用手堵住任意一個噴嘴,將玻璃管水平放置,使水不倒流。
2、這種現象說明什么問題? (大氣浮力是存在的,它會在浸入其中的物體上產生各個方向的浮力)
(2)探索性實驗
1、中學生實驗以小組為單位進行,讓中學生自主選擇實驗設備,設計、操作、進行實驗。
每組收到不同的實驗器具:玻璃管、吸管、塑料杯、注射器、玻璃板、牛奶、吸盤掛鉤等。
2、中學生上臺實驗表演:
(1)塑料杯中放水,蓋上硬紙板,倒置,硬紙板不會掉出來。
(2)用吸管吸汁,吸完汁盒變扁。
(3)吸盤掛鉤可吸附在玻璃板上。
(4)針頭可插入水中,插入水中后水不會流出。
(5) 將嘴貼在塑料杯上吸氣,塑料杯能被吸收而不掉出。
(6)兩個吸盤掛鉤相互擠壓后很難拉開。
3、讓中學生自問關于大氣浮力還有哪些想了解的? 引導中學生自主探究大氣浮力的大小。
2.新課教學
(1)大氣浮力的存在:
1、閱讀教材中馬格德堡半球實驗的故事,請中學生用兩個皮碗模擬馬格德堡半球實驗:
根據課本上的馬格德堡半球實驗,中學生口對口地擠兩個皮杯。 然后我用力的把手抽了出來,發現要用很大的力氣才能把它們拉開。 商量如何操作,開杯的力道要大一些。
2. 師生討論:
馬格德堡半球實驗與模擬實驗的共同點是金屬球和皮碗中的空氣被抽出或擠出; 實驗的療效(以拉力的大小表示)取決于抽出和擠出的空氣量。
思考:在大氣層中,為什么要用力拉動被吸出空氣或被擠出空氣的馬格德堡半球或皮碗,體驗力較大的情況,使中間在校學生逐漸了解大氣浮力的存在。
3、實驗驗證:
再看蓋杯實驗:玻璃杯中裝滿水,空氣被排出。 紙板上杯子里的水的浮力大于大氣的浮力。 在大氣浮力的作用下,硬紙板被托起。 但是,當杯口向四面八方轉圈時,硬紙并沒有掉出來,說明處處都有大氣浮力,大氣在各個方向都有浮力。
示范:在罐子里吃豬肉的實驗。 將點燃的棉簽扔進罐口有細沙的罐子里,迅速用去皮的熟鴨蛋堵住罐口,觀察火熄后豬肉逐漸被吸入。 瓶子里面。
討論:由于棉花的燃燒增加了瓶內的氣壓,當瓶內的浮力大于瓶外大氣的浮力時,豬肉在大氣浮力的作用下被壓入瓶中。
4.總結:
大氣對浸入其中的物體有浮力。 大氣在各個方向都有浮力。
引導過渡:馬格德爾堡半球實驗表明,大氣浮力是巨大的。 這樣的氣氛的浮力有多大?
(2)大氣浮力的大小:
1. 受蓋杯實驗的啟發,我們把裝滿的可口可樂瓶子的蓋子取下來,倒插在水槽里,發現瓶子里的水并沒有掉下來,于是我們把水換成了水銀,用試管代替杯子。 這就是托里切利實驗。 用這個實驗來研究大氣浮力的大小。
2.演示
(1) 介紹托里拆利實驗裝置。
(2)邊說邊示范。 完成后,請一位中學生上臺,用米尺測量玻璃管中水銀柱的高度。 (提示水銀柱上方有真空)
班主任在黑板上陳述并寫道:大氣的浮力相當于760mm的水銀柱形成的浮力。
3.中學生找出760毫米水銀柱的浮力大小。 由P=ρgh計算:P=105 Pa。(班主任把這個值寫在黑板上),簡單說明一下大氣的浮力在不同的地方是不一樣的,下節課會講到。
4、小結:大氣浮力相當于760毫米的水銀柱形成的浮力,約為105帕。
(3)大氣壓的應用
1、氣壓計:檢測大氣壓力的儀器稱為氣壓計。 第 41 頁的圖 9.3-4
2.大氣壓與高度的關系
如果大氣浮力因天氣變化而減少或降低,那么托里切利實驗中的水銀柱高度如何變化? 隨著大氣浮力的降低,管內水銀柱的高度降低; 當大氣浮力減小時,管中的水銀柱上升。 大氣壓力隨著高度的增加而降低。
3.電機原理
讀懂科學世界(解釋圖9.3-8的原理)
3.鞏固備考
1、演示:將注射器的柱塞推到底,用橡皮帽蓋住注射針插入孔,帶動柱塞后松手,柱塞回原位(想想為什么?)。 將注射器倒置后,在活塞上掛一個300克的鉤子,使活塞不會被拉出注射器。 請朋友們討論一下這是為什么?
2、示范:將細玻璃管插入燒杯軟塞小孔內,用兩用氣缸抽出燒杯內的空氣,然后迅速將玻璃管插入盛滿水的燒瓶中,你會聽到燒杯中出現一個小噴泉。 討論原因,引導中學生總結解釋這一現象的要點。
3、學會暢所欲言:說說你觀察到的大氣浮力現象; 班主任指導幫助中學生用大氣浮力知識講解常見的大氣浮力現象。
4.作業
用體重秤測量手臂的長度和寬度,粗略估算出手臂的面積; 找出作用在您手臂上的大氣壓力有多大? 想一想,作用在你手臂上的大氣壓有多大?
【小實驗】液體沸點與大氣壓的關系
本節知識點
第三節大氣浮力
1.存在
1、馬格德堡半球實驗(證明大氣浮力的存在)
2.定義:大氣對浸入其中的物體的浮力稱為大氣浮力,簡稱大氣壓或氣壓
2.測量
1、托里切利實驗(檢測大氣壓力值)
2.標準大氣壓
P0=ρgh=
13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105Pa
簡單估算,標準大氣壓可以取為1×105Pa
3.申請
1、氣壓計:測量大氣壓力的儀器稱為氣壓計。
2.大氣壓與高度的關系
大氣壓力隨著高度的增加而降低。
3、沸點與大氣壓的關系。
4、柱塞泵的工作原理和工作過程。
課堂練習
1、證明大氣壓存在的著名實驗是最早測量大氣壓的科學家是日本人,1個標準大氣壓mmHg=Pa。
2、在托里切利實驗中,如果管子是傾斜的,管子內外的水銀表面會有高度差,如果管子里混入少量空氣,水銀管的高度差管內外表面都會發生。 (填寫“不變”、“增加”或“增加”)
3、如圖所示,下列哪項事實不能說明大氣壓力的存在是()
4. 圖為測量大氣壓力的實驗裝置。 此時管內外水銀表面的高度差為760mm。 以下哪項描述是正確的?
A. 將玻璃管稍微傾斜證明大氣壓強的著名實驗,管內水銀柱的寬度將保持不變
B、若有空氣進入管內,則管內外水銀面高度差大于760mm
C、將它從山底移到山頂,管內外水銀表面的高度差會變大
D、如果管子不小心破了個洞,管子里的水銀會從里面噴出來
5.大米不能曬的原因是( )
A.山上空氣上升,沸點比地面低
B、山區氣溫低
C.燃料在高山上燃燒時溫度低
D.山上空氣升高,沸點比地面高
6、如圖所示,當柱塞泵的桿C向上壓時,球閥A、B的狀態應為()
A。 A、B球閥均打開
B. A、B球閥均關閉
C。 A球閥打開,B球閥關閉
D. A球閥關閉,B球閥打開
7、學習了大氣壓力知識后,小柯對大氣浮力產生了懷疑,想要自己否定; 接觸面積為5cm2,在掛在吸盤下方的大缸中加入石頭。 吸盤剛裂開時,測得吸盤、小桶和石頭的總質量為4kg。
(1) 根據實驗得到的數據,估算大氣對吸盤的壓力為N。
(2) 根據已知數據估算大氣壓力值(寫出估算過程)
(3) 有一種改進的纏繞較重貨物的方法。
延伸閱讀
課堂練習
1.馬格德堡半球實驗; 托里切利; 760; 1.01×105
2.不變; 更小
3.乙
4. B(解析:傾斜的玻璃管會使水銀柱變長,但垂直高度仍會保持不變,故A錯誤;如果部分空氣進入管內,少量空氣形成的浮力,浮力由水銀柱形成,加上外部大氣壓,所以結果會變小,所以B正確;從下坡移動到上坡,大氣壓會降低,管內外水銀表面的高度差會變小,所以C錯了;玻璃管頂端突然破了一個小孔,空氣進入試管,試管內有大氣壓,水銀柱上升,根據連接裝置,直到試管中的水銀掌與容器相等,故D錯誤)
5. A (溫馨提示:山上海拔高,空氣升高,水的沸點也低。水沸騰后證明大氣壓強的著名實驗,溫度不變,不能達到100°C。食物只能煮熟在100°C及以上,因此食物不易煮透)
6. D.
7、解法:(1)大氣對吸盤的壓力為:
F=G=毫克
=4kg×10N/kg
=40N;
(2) 大氣浮力值為:
p=F/S
=40N/5×10?4m2
=8×104Pa
(3)根據公式G=F=pS可知,減小吸盤的受力面積可以降低大氣壓力,從而纏住較重的貨物。
答案:(1)40; (2) 8×104Pa;
(3)減小吸盤受力面積。
如果感覺良好