講課地點:多功能課室
授課時間:1課時
儀器材料:塑膠瓶、水杯、硬紙片、杯子、雞蛋、塑料掛鉤的吸盤、長度不同的幾個試管、空可樂瓶、注射器、鉤碼
【教學目標】
1.知識與技能
(1)曉得大氣浮力的存在,曉得托里拆利實驗的原理、過程和推論;
(2)了解大氣浮力形成的誘因;
(3)曉得大氣浮力與高度和天氣有關;
(4)通過演示實驗,培養中學生的觀察能力和剖析能力;
(5)通過對托里拆利實驗的學習,培養中學生的思維能力。
2.過程與技巧
(1)中學生進行實驗探究,估測大氣壓的大小,感受科學探究的過程;
(2)通過對托里拆利實驗的學習,使中學生理解用液體浮力來研究大氣浮力的等效取代法。
3.情感、態度和價值觀
(1)通過演示實驗,迸發中學生學習的興趣和求知欲;
(2)運用大氣浮力知識解釋生活和生產中的有關現象,使中學生感受到數學知識與生活的密切關系,具有將數學知識用于解釋日常生活現象的意識;
(3)通過對托里拆利實驗的學習,培養中學生熱愛科學的精神,培養中學生的創新意識。
【教學重點】
大氣浮力的存在和大氣浮力的測定。
【教學難點】
理解托里拆利實驗的原理。【教學過程】
班主任活動設計中學生活動設計一、大氣浮力班主任演示實驗,由實驗設置疑惑,導致中學生的興趣和求知欲望。實驗①:將硬紙片平置于平口玻璃杯口,用手按住,并倒置過來。提出問題:放手后,會見到哪些現象?中學生:紙片會掉出來。實驗②:將玻璃杯裝滿水,仍用硬紙片遮住玻璃杯口,用手按住,并倒置過來。問:放手后,會見到哪些現象?班主任放開手,硬紙片沒有掉出來。有的中學生覺得紙片會掉出來,有的覺得不會大氣壓強實驗視頻,有的思索、猶豫,不知會有哪些情況。中學生觀察,身上漏出震驚的表情。實驗③:在剛盛過冷水的密閉空塑膠瓶上,澆上熱水,杯子被壓扁。實驗④:瓶吞蛋。提出問題:硬紙片為何不會掉出來呢?塑膠瓶如何會被壓扁?瓶子為何會牢牢地吸在汽球上呢?中學生討論、回答:①硬紙片遭到一個向下的力;②空氣對塑膠瓶有壓力;③雞蛋被空氣壓了進去。班主任用投影儀投影大氣層的結構,對比液體浮力形成的緣由,剖析大氣壓形成的緣由:月球周圍被厚厚的空氣層包圍著,這層空氣又叫大氣層。空氣因為受重力作用,并且能流動,因此空氣內部向各個方向都有浮力。大氣對浸在它上面的物體的浮力,稱作大氣浮力,簡稱大氣壓。中學生觀看圖片,聽班主任剖析大氣壓形成的誘因。班主任:誰能解釋一下我們剛做的三個實驗的現象呢?中學生回答:①這些現象都是由大氣壓造成的;②硬紙片遭到向下的大氣壓;③瓶子被壓扁,說明大氣壓向各個方向都有浮力。
班主任:生活中還有什么現象能說明大氣壓的存在呢?中學生思索,可能的回答:①塑料掛鉤被大氣壓壓在墻壁:②用吸管吸飲料;③墨水被吸到鉛筆里。二、大氣浮力的測定班主任投影馬德堡半球實驗的圖片,講解馬德堡半球實驗。提出問題:這個實驗說明了哪些?大氣浮力到底有多大?中學生回答:①說明了大氣浮力的存在;②大氣浮力很大,把兩個半球緊緊壓在一起。中學生紛紛猜想大氣浮力的大小,并且都不曉得大氣壓到底有多大。班主任指導中學生用塑膠掛鉤的吸盤或注射器下掛鉤碼來模仿馬德堡半球實驗,體會大氣的壓力,估測大氣壓的值。兩個中學生為一組進行實驗,把兩個吸盤對著擠壓,盡量把里面的空氣擠出來。之后雙手使勁往外拉,不容易拉開(用較大的力能夠拉開)。用測力計測出拉開吸盤時大氣對吸盤的壓力大氣壓強實驗視頻,測出吸盤的面積,可以計算出大氣壓的值。班主任:用這個方式,我們可以計算大氣壓的值。并且我們如何才可以準確地測定大氣壓的值呢?班主任投影托里拆利實驗并進行講解。按照托里拆利實驗的原理,估算大氣浮力的大小。中學生認真觀察并思索了解實驗的過程步驟,理解托里拆利實驗測定大氣壓的原理和推論。中學生借助p0=ρ水銀gh進行估算,推出標準大氣壓的大小。引導中學生討論:①托里拆利實驗中水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓是否有關?②如果玻璃管下端敲破一個洞,管內的水銀將會向下噴吐還是向下落回水銀槽?班主任投影氣壓計中學生討論得出:①因為p=ρgh,液體浮力與水銀柱的高度有關,而水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓無關。
②破洞后的玻璃管與水銀槽成了連通器,管內的水銀將向下落回水銀槽。班主任:到底大氣壓能支持多高的火柱呢?你們一上去瞧瞧下邊的實驗。班主任演示實驗:換用比瓶子長的各類不同厚度的試管(或容器)進行“覆杯”實驗(比如可以用礦泉射手、大啤酒瓶等)。中學生觀察班主任演示實驗,發覺大氣壓能支持很高的火柱。班主任向中學生講解,大氣壓可以支持的火柱高達10m以上。中學生按照大氣浮力等于火柱形成的浮力,即p0=ρ水gh進行估算。三、大氣壓與高度、天氣的關系班主任用多媒體展示大氣壓隨高度的變化情況圖,向中學生講解:離地面越高的地方,大氣壓越小。中學生觀看圖片,認真聽講。班主任向中學生簡單介紹大氣壓與天氣的關系。提出問題:當大氣壓增加時,常伴有陣雨天氣,這是為何?中學生分組討論,進行交流。四、課堂小結(1)大氣壓形成的誘因;(2)托里拆利實驗和大氣壓的大小。五、課后作業三維目標六、課外活動讓中學生上網或去圖書館查閱資料,了解大氣壓與天氣的關系,寫出調查報告。