講課地點(diǎn):多功能課室
授課時(shí)間:1課時(shí)
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(gè)試管、空可樂瓶、注射器、鉤碼
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識與技能
(1)曉得大氣浮力的存在,曉得托里拆利實(shí)驗(yàn)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(guān);
(4)通過演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)中學(xué)生的觀察能力和剖析能力;
(5)通過對托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)中學(xué)生的思維能力。
2.過程與技巧
(1)中學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,估測大氣壓的大小,感受科學(xué)探究的過程;
(2)通過對托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),使中學(xué)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(tài)度和價(jià)值觀
(1)通過演示實(shí)驗(yàn),迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲;
(2)運(yùn)用大氣浮力知識解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象,使中學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識與生活的密切關(guān)系,具有將數(shù)學(xué)知識用于解釋日常生活現(xiàn)象的意識;
(3)通過對托里拆利實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)中學(xué)生熱愛科學(xué)的精神,培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新意識。
【教學(xué)重點(diǎn)】
大氣浮力的存在和大氣浮力的測定。
【教學(xué)難點(diǎn)】
理解托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理。【教學(xué)過程】
班主任活動(dòng)設(shè)計(jì)中學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)一、大氣浮力班主任演示實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)設(shè)置疑惑,導(dǎo)致中學(xué)生的興趣和求知欲望。實(shí)驗(yàn)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(huì)見到哪些現(xiàn)象?中學(xué)生:紙片會(huì)掉出來。實(shí)驗(yàn)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(huì)見到哪些現(xiàn)象?班主任放開手,硬紙片沒有掉出來。有的中學(xué)生覺得紙片會(huì)掉出來,有的覺得不會(huì)大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)視頻,有的思索、猶豫,不知會(huì)有哪些情況。中學(xué)生觀察,身上漏出震驚的表情。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)④:瓶吞蛋。提出問題:硬紙片為何不會(huì)掉出來呢?塑膠瓶如何會(huì)被壓扁?瓶子為何會(huì)牢牢地吸在汽球上呢?中學(xué)生討論、回答:①硬紙片遭到一個(gè)向下的力;②空氣對塑膠瓶有壓力;③雞蛋被空氣壓了進(jìn)去。班主任用投影儀投影大氣層的結(jié)構(gòu),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?yàn)槭苤亓ψ饔茫⑶夷芰鲃?dòng),因此空氣內(nèi)部向各個(gè)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(xué)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(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象呢?中學(xué)生回答:①這些現(xiàn)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(gè)方向都有浮力。
班主任:生活中還有什么現(xiàn)象能說明大氣壓的存在呢?中學(xué)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?qū)嶒?yàn)的圖片,講解馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。提出問題:這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了哪些?大氣浮力到底有多大?中學(xué)生回答:①說明了大氣浮力的存在;②大氣浮力很大,把兩個(gè)半球緊緊壓在一起。中學(xué)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(dǎo)中學(xué)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?qū)嶒?yàn),體會(huì)大氣的壓力,估測大氣壓的值。兩個(gè)中學(xué)生為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把兩個(gè)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(jì)測出拉開吸盤時(shí)大氣對吸盤的壓力大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)視頻,測出吸盤的面積,可以計(jì)算出大氣壓的值。班主任:用這個(gè)方式,我們可以計(jì)算大氣壓的值。并且我們?nèi)绾尾趴梢詼?zhǔn)確地測定大氣壓的值呢?班主任投影托里拆利實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行講解。按照托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理,估算大氣浮力的大小。中學(xué)生認(rèn)真觀察并思索了解實(shí)驗(yàn)的過程步驟,理解托里拆利實(shí)驗(yàn)測定大氣壓的原理和推論。中學(xué)生借助p0=ρ水銀gh進(jìn)行估算,推出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小。引導(dǎo)中學(xué)生討論:①托里拆利實(shí)驗(yàn)中水銀柱的高度與玻璃管的粗細(xì)、傾斜與否、上提、下壓是否有關(guān)?②如果玻璃管下端敲破一個(gè)洞,管內(nèi)的水銀將會(huì)向下噴吐還是向下落回水銀槽?班主任投影氣壓計(jì)中學(xué)生討論得出:①因?yàn)閜=ρgh,液體浮力與水銀柱的高度有關(guān),而水銀柱的高度與玻璃管的粗細(xì)、傾斜與否、上提、下壓無關(guān)。
②破洞后的玻璃管與水銀槽成了連通器,管內(nèi)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(shí)驗(yàn)。班主任演示實(shí)驗(yàn):換用比瓶子長的各類不同厚度的試管(或容器)進(jìn)行“覆杯”實(shí)驗(yàn)(比如可以用礦泉射手、大啤酒瓶等)。中學(xué)生觀察班主任演示實(shí)驗(yàn),發(fā)覺大氣壓能支持很高的火柱。班主任向中學(xué)生講解,大氣壓可以支持的火柱高達(dá)10m以上。中學(xué)生按照大氣浮力等于火柱形成的浮力,即p0=ρ水gh進(jìn)行估算。三、大氣壓與高度、天氣的關(guān)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(xué)生講解:離地面越高的地方,大氣壓越小。中學(xué)生觀看圖片,認(rèn)真聽講。班主任向中學(xué)生簡單介紹大氣壓與天氣的關(guān)系。提出問題:當(dāng)大氣壓增加時(shí),常伴有陣雨天氣,這是為何?中學(xué)生分組討論,進(jìn)行交流。四、課堂小結(jié)(1)大氣壓形成的誘因;(2)托里拆利實(shí)驗(yàn)和大氣壓的大小。五、課后作業(yè)三維目標(biāo)六、課外活動(dòng)讓中學(xué)生上網(wǎng)或去圖書館查閱資料,了解大氣壓與天氣的關(guān)系,寫出調(diào)查報(bào)告。