§9.3大氣浮力
★整體設(shè)計(jì)說明★
本節(jié)內(nèi)容是在中學(xué)生對(duì)固體以及液體的浮力的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，針對(duì)二氧化碳是否存在浮力、氣體浮力有這些特征以及怎樣檢測(cè)大氣壓值這三個(gè)問題，進(jìn)行的一堂以班主任為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的一節(jié)課。本節(jié)課在一定的熱學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)的探究過程，使中學(xué)生的觀察能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析能力、交流合作的能力、歸納總結(jié)的能力得到一定的鍛練。在教學(xué)中，根據(jù)“體驗(yàn)→思考→分析→探究→應(yīng)用”的思路逐一展開，讓中學(xué)生體驗(yàn)大氣壓的存在，討論大氣壓的特性，探究檢測(cè)大氣壓的方式，以及應(yīng)用大氣壓知識(shí)解決實(shí)際問題。在教學(xué)中，除了要關(guān)注中學(xué)生“知道哪些”，更要關(guān)注中學(xué)生“怎樣能夠曉得”，所以，能動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)就讓中學(xué)生自己動(dòng)手做，給中學(xué)生親近感和真實(shí)感，多媒體起到穿針引線的作用，形象補(bǔ)充說明的作用。
★教學(xué)剖析★
（1）教材剖析
對(duì)大氣浮力的研究是在上面所學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合力的檢測(cè)、二力平衡、壓力、壓強(qiáng)、液體浮力等內(nèi)容來認(rèn)識(shí)的，先通過感知大氣浮力的存在，再進(jìn)一步學(xué)習(xí)大氣浮力的檢測(cè)和應(yīng)用。既是對(duì)往年固體液體浮力知識(shí)的備考鞏固，又是對(duì)浮力知識(shí)的推進(jìn)和提升，也為旁邊學(xué)習(xí)“流體流速與浮力的關(guān)系”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。所以，本節(jié)課在數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中起到了承前啟后的作用,是本章的重點(diǎn)，大氣浮力的學(xué)習(xí)對(duì)人們的日常生活，生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究等有廣泛的意義。
（2）教法建議
按照新課程基本理念“注重科學(xué)探究，倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方法多元化”，在本課教學(xué)中采用探究性教學(xué)模式。通過實(shí)驗(yàn)探究、討論交流，鼓勵(lì)中學(xué)生的行為參與和思維參與，充分彰顯中學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。使中學(xué)生從具體的探究活動(dòng)中獲得體驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)心態(tài)。
（3）學(xué)情剖析
中學(xué)生在上面早已學(xué)習(xí)過固體浮力和液體浮力，對(duì)浮力知識(shí)有所了解，通過一系列實(shí)驗(yàn)和生活中的現(xiàn)象讓中學(xué)生感遭到大氣浮力的存在和運(yùn)用，突破難點(diǎn)。中學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的過程有了一定的了解，這兒要逐漸引導(dǎo)中學(xué)生完成估測(cè)大氣壓值的探究實(shí)驗(yàn)，放手讓中學(xué)生完成，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估交流。在教學(xué)中通過實(shí)驗(yàn)和多媒體，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、感性認(rèn)識(shí)為依托，逐漸引導(dǎo)中學(xué)生借助已有知識(shí)解決新的問題，中學(xué)生完全才能完成本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
（4）學(xué)法建議
中學(xué)生課前要做好充分的打算，明晰探究任務(wù)，在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下充分發(fā)揮學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，選擇身邊的物品與器材，進(jìn)行開放性的體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)，力爭(zhēng)把這些“完成方式”知識(shí)改成“待建方式”的知識(shí)，模擬當(dāng)初科學(xué)家的探求過程，通過探求去獲得知識(shí)。
★教學(xué)目標(biāo)★
1．知識(shí)與技能：
（1）了解大氣壓的存在。
（2）了解檢測(cè)大氣浮力的方式，了解大氣浮力的大小和單位，理解托里拆利實(shí)驗(yàn)原理、過程和推論，曉得標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值。
（3）曉得大氣壓形成的緣由，曉得大氣壓與高度和沸點(diǎn)的關(guān)系。
（4）認(rèn)識(shí)生活中借助大氣壓的現(xiàn)象，了解抽水機(jī)的工作原理。
2．過程與技巧
（1）觀察跟大氣浮力有關(guān)的現(xiàn)象，感知大氣浮力是一種客觀存在。
（2）觀察演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感知大氣浮力的大小和單位。
（3）通過觀察講義感知人類是怎樣借助大氣浮力的。
3．情感心態(tài)與價(jià)值觀
（1）培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)心態(tài)。
（2）通過大氣浮力應(yīng)用的了解，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。
★教學(xué)重點(diǎn)★
（1）確認(rèn)大氣壓的存在，會(huì)用相關(guān)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象。
（2）通過借助身邊的物品設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，體會(huì)大氣浮力的存在。
★教學(xué)難點(diǎn)★
檢測(cè)大氣壓的方式。
★教學(xué)方式★
演示法：通過演示生活中大氣壓的現(xiàn)象，讓中學(xué)生感知大氣壓的存在。
討論法：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的剖析討論，說明大氣壓的存在，并能借助大氣壓的知識(shí)解釋生活中的簡(jiǎn)單現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)探究法：通過實(shí)驗(yàn)感知大氣壓的存在，并檢測(cè)大氣壓的值。
★教學(xué)過程★
一、新課引入
演示實(shí)驗(yàn)：組織兩位中學(xué)生吸啤酒大賽。（對(duì)比實(shí)驗(yàn)：木塞密封和不密封）
賽后提出問題：為何其中一瓶啤酒吸不上來？啤酒究竟如何步入嘴中？
師：要進(jìn)一步了解其中的奧秘，我們還須要曉得有關(guān)二氧化碳浮力的知識(shí)。
【設(shè)計(jì)意圖】從中學(xué)生的一個(gè)極其熟悉的生活情境引入，鼓勵(lì)中學(xué)生發(fā)覺與數(shù)學(xué)相關(guān)的問題，嘗試敘述這種問題，描述所發(fā)覺問題不能用已學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解釋的沖突，迸發(fā)興趣，自然地引出新的課題，而不是強(qiáng)加于中學(xué)生。）
二．新課講解
體驗(yàn)大氣壓的存在
提出問題：月球被厚厚的大氣層包圍著，生活在大氣海洋中的我們是否也遭到浮力呢？請(qǐng)朋友們仔細(xì)觀察幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。
（不急于給出答案，讓中學(xué)生在前面的實(shí)踐中逐漸的改正、完善自己的看法）
1．演示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1：瓶吞蛋（該實(shí)驗(yàn)直接明朗地讓中學(xué)生感遭到大氣向上的浮力把豬肉壓下去）
介紹并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：剝了殼的熟鴨蛋置于廣口瓶上9.3大氣壓強(qiáng)教學(xué)反思，廣口瓶的口徑太小，豬肉掉不下去。
將燃起的棉簽扔入瓶中，迅速用豬肉堵住瓶口（豬肉“嘣”的一聲掉進(jìn)瓶內(nèi)）。
實(shí)驗(yàn)2：覆杯實(shí)驗(yàn)（該實(shí)驗(yàn)直接明朗地讓中學(xué)生感遭到大氣向下的浮力把水支撐著）
介紹并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將玻璃杯裝滿水，用紙片蓋往杯口，用手按住，并倒置過來，移開手后見到哪些現(xiàn)象？（水被空氣托?。?span style="display:none">PUL物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)
漸漸將杯口向各個(gè)方向轉(zhuǎn)一圈，又看哪些現(xiàn)象？（水仍沒有掉出來）。
師：你看見了哪些，發(fā)覺了哪些？
引導(dǎo)中學(xué)生剖析現(xiàn)象（是誰將豬肉壓進(jìn)杯子的？空氣怎么做就能把豬肉壓進(jìn)去？是哪些力量托住了水和紙片？等。剖析上述實(shí)驗(yàn)9.3大氣壓強(qiáng)教學(xué)反思，不難理解大氣浮力存在問題。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大氣豎直向上有浮力，“覆杯實(shí)驗(yàn)”表明大氣向下有浮力。再漸漸向各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，硬紙片仍不掉出來，表明大氣向各個(gè)方向都有浮力。）
【設(shè)計(jì)意圖】用演示實(shí)驗(yàn)引入，讓中學(xué)生見到意想不到的結(jié)果，再引導(dǎo)她們進(jìn)一步思索，在已有的熱學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，初步體會(huì)大氣壓的存在，得到大氣壓存在的推論。
2．歸納：
①大氣浮力定義：大氣對(duì)浸在它上面的物體形成的浮力稱作大氣浮力。簡(jiǎn)稱大氣壓。
②大氣浮力的存在
③大氣壓向各個(gè)方向
3．中學(xué)生活動(dòng)
師：生活中什么現(xiàn)象能夠說明大氣壓的存在呢？你能設(shè)計(jì)證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)嗎？
（注意事項(xiàng)：依據(jù)生活中的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)生可以列舉好多生活中的事例，聯(lián)系生活，把生活與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)聯(lián)系上去。對(duì)中學(xué)生的回答要適時(shí)鼓勵(lì)，并注意引導(dǎo)中學(xué)生清楚的抒發(fā)自己的看法。）
生：（可能設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)）
借助吸盤；
借助注射器；
借助空礦泉射手和冷水；
……
師：（對(duì)中學(xué)生進(jìn)行肯定和鼓勵(lì)）
【設(shè)計(jì)意圖】大氣看不見，大氣浮力愈發(fā)具象，怎樣使中學(xué)生確信大氣壓的存在是極其重要的。在這兒讓中學(xué)生親身去體驗(yàn)大氣壓的存在。在對(duì)演示實(shí)驗(yàn)觀察討論的基礎(chǔ)上，中學(xué)生依照各小組的課前討論打算進(jìn)行組組間交流，親自設(shè)計(jì)證明大氣壓的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步親驗(yàn)確信大氣壓的存在。
（二）估測(cè)大氣壓的值
1．創(chuàng)設(shè)情境
中學(xué)生實(shí)驗(yàn)：模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)（借助兩個(gè)尺寸相同的塑膠掛鉤吸盤對(duì)拉）
推論：說明了大氣浮力不僅剩在并且大的驚人。
播放馬德堡半球?qū)嶒?yàn)視頻并伴隨講解。通過語言和表情突出指出大氣浮力的“巨大”；說明該實(shí)驗(yàn)是歷史上證明大氣壓存在的最知名的實(shí)驗(yàn)。（視頻）
2．提出問題
師：大氣壓究竟有多大呢？能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出大氣壓的值呢？
師：大氣看不見也摸不著，如何檢測(cè)大氣壓的數(shù)值呢？
生：
。
師：我們可以試著把檢測(cè)大氣壓值轉(zhuǎn)化為測(cè)大氣壓作用的壓力和大氣壓作用的面積呀。
3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
師：請(qǐng)小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方式，選擇實(shí)驗(yàn)器材，用文字和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖抒發(fā)下來。
中學(xué)生借助投影儀展示各自的實(shí)驗(yàn)方案（交流與評(píng)價(jià)）
中學(xué)生可能設(shè)計(jì)的檢測(cè)大氣壓值的方案有：
（1）器材：吸盤、彈簧測(cè)力計(jì)；原理：
。
把吸盤“壓”在玻璃上，用彈簧秤拉皮碗，直至正好把皮碗帶動(dòng)，記下這時(shí)的拉力，再測(cè)出吸盤的受力面積即可算出大氣壓。
（2）器材：注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺；原理：
。
首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽擋住注射器的小孔，水平往右漸漸帶動(dòng)注射器筒，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長L，得出活塞的橫截面積S，即可算出大氣壓。
從演示的覆杯實(shí)驗(yàn)獲得啟發(fā)：借助水測(cè)大氣壓值。
……
（三）托里拆利實(shí)驗(yàn)
班主任：早在1643年，荷蘭科學(xué)家托里拆利首先用實(shí)驗(yàn)的方式確切測(cè)出大氣壓的值，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就叫托里拆利實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中使用了水銀，而水銀有毒，會(huì)影響健康，不能在課堂上演示。你們一起觀看托里拆利實(shí)驗(yàn)視頻，了解怎樣確切測(cè)出大氣壓的值。
1．播放視頻，引導(dǎo)中學(xué)生討論以下問題：
（1）為何要在玻璃管內(nèi)灌滿水銀？（為了排除管內(nèi)的空氣）
（2）玻璃管中水銀柱上方的空間是否有空氣？（是真空）
（3）管內(nèi)水銀為何會(huì)增長？為何沒全部升高，而是停在760mm處？（管內(nèi)水銀升高是由于水銀柱太高，形成的浮力小于外界大氣壓；當(dāng)升高到760mm處時(shí)，形成的浮力等于外界大氣壓，水銀柱不再增長；）
（4）估算760mm高的水銀柱形成的浮力有多大？（P氣=P水銀=ρ水銀gh≈1.013×105Pa）
（5）管子傾斜放置，水銀柱豎直高度是否發(fā)生變化，即所測(cè)的大氣壓值是否變化？
（6）管子半徑加粗，水銀柱豎直高度是否發(fā)生變化，即所測(cè)的大氣壓值是否變化？
（通過液體浮力公式P水銀=ρ水銀gh可知：水銀柱形成的浮力只與水銀柱豎直高度和密度有關(guān)，所以，管子傾斜一點(diǎn)、粗一點(diǎn)、彎曲一點(diǎn)、提高三點(diǎn)、，水銀柱豎直高度不變。）
2．歸納：大氣壓p≈1.01×105Pa，叫一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
閱讀教材氣壓計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，了解水銀氣壓計(jì)和無液氣壓計(jì)的原理。
3．氣壓計(jì)：檢測(cè)大氣壓的儀器：有水銀氣壓計(jì)和金屬氣壓計(jì)等。
（四）大氣壓的應(yīng)用及特征
進(jìn)一步提問：為何不用水來做托里拆利實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?span style="display:none">PUL物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
中學(xué)生猜測(cè)后，觀看網(wǎng)上下載的視頻資源，借助水來做托里拆利實(shí)驗(yàn)的情境。
思索1：假如用水做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，h=？引導(dǎo)中學(xué)生聯(lián)想到生活中的抽水機(jī)雖然就借助了大氣壓將水抽到高處。
1．演示壓水機(jī)工作過程
【設(shè)計(jì)意圖】通過兩個(gè)視頻文件，突破難點(diǎn)，理解水銀柱形成的浮力等于大氣壓的大小；曉得怎樣確切檢測(cè)大氣壓的值，并通過液體浮力的估算得出大氣壓的值；初步感受抽水機(jī)就借助了大氣壓的作用。
思索2：大氣浮力在社會(huì)生活中還有什么應(yīng)用？
中學(xué)生思索后回答出：
（1）用吸管吸啤酒
（2）吸盤式掛衣鉤
（3）鉛筆吸墨水
（4）拔拔罐
（5）用注射器吸藥液
閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解大氣壓變化的規(guī)律及沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系。
2．大氣壓隨高度降低而降低。
大氣壓變化的規(guī)律：在海拔3000m以內(nèi)，每上升10m，大氣壓大概增加100Pa。
3．沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系：水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃，隨著氣壓的降低，水的沸點(diǎn)也會(huì)增加，所以高原上的水沸點(diǎn)低，會(huì)出現(xiàn)煮豬肉不熟的現(xiàn)象，在高山上須要用高壓鍋來做菜。
三、課堂小結(jié)
讓中學(xué)生談這節(jié)課的收獲：
學(xué)到什么知識(shí)？
學(xué)到了哪些方式？
【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)歸納總結(jié)能力，進(jìn)一步推進(jìn)本節(jié)所學(xué)知識(shí)。
四、課堂例題
1．將瓶子里裝滿水，用硬紙片把杯口蓋嚴(yán)，手按住紙片把瓶子倒過來，放手后，紙片不會(huì)掉出來，瓶子里的水不會(huì)流出，這表明。若果將瓶子轉(zhuǎn)入乙、丙所示的位置，紙片不掉，水仍流不下來，這表明大氣向都有浮力。
2．托里拆利實(shí)驗(yàn)，下述敘述正確的是（）
A．將玻璃管稍稍傾斜，管內(nèi)外水銀柱寬度將不變
B．將玻璃管稍為向下提起但沒有離開液面，管內(nèi)外水銀面高度差變大
C．向槽中繼續(xù)注入少量水銀，管內(nèi)外水銀面高度差將變小
D．使用更粗一些的等長玻璃管，管內(nèi)外水銀面高度差將不變
3．以下生活現(xiàn)象中，不屬于借助大氣壓的是（）
Ａ．用吸管吸蜂蜜
Ｂ．用注射針頭抽取藥液
Ｃ．貼在墻壁的吸盤式掛衣鉤
Ｄ．用高壓鍋炒菜
【設(shè)計(jì)意圖】鞏固本節(jié)新課所學(xué)內(nèi)容，讓中學(xué)生快速回答，班主任作適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)。
★教學(xué)反省★
本節(jié)課通過大量的生活現(xiàn)象和小實(shí)驗(yàn)，充分證明大氣壓的客觀存在，實(shí)驗(yàn)和講義豐富了中學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，勸說力強(qiáng)。教學(xué)中針對(duì)重點(diǎn)設(shè)置了實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大氣壓的存在；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大氣壓的數(shù)值，本節(jié)課的設(shè)計(jì)著重在中學(xué)生原有知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)中學(xué)生剖析實(shí)驗(yàn)的原理，拓展中學(xué)生的思維，真正感受到生活中處處有化學(xué)。
END