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[!--downpath--]“大氣的浮力”教學設計與解讀
設計思想
“大氣的浮力”是高中《物理》第一冊第十一章第一節的內容,這節課是在中學生把握了浮力的概念、壓強的公式和單位、液體浮力的特性和規律以及液體內部浮力的公式以后,學習的又一浮力方面的知識。這節課主要講的是關于二氧化碳浮力中大氣壓強的初步知識,與上面所學的固體浮力物理中大氣壓強的定義,液體浮力一起構成了一個相對完整的體系。通過這節課的學習,要求學生理解大氣浮力的存在和大氣浮力形成的緣由,會用大氣浮力解釋簡單的現象,但是曉得托里拆利實驗說明了哪些,曉得大氣浮力的大小。因為中學生在學習這節課之前已曉得浮力以及大氣浮力形成的緣由,相對來說比較容易。并且,對于為何能用托里拆利實驗測出大氣浮力,托里拆利實驗的原理是哪些總是不能挺好地理解,這樣造成與托里拆利實驗相關的一些問題成為中學生學習上的一個難點。因此,在這節課的教學中,筆者對這一部份的教學模式做了大膽的創新改進,即在使中學生認識到大氣存在浮力之后,自己解決問題。中學生在設計實驗時,不斷發覺問題,不斷改進實驗,最后逐漸引入到托里拆利實驗。
教學案例
一、教學前的打算
1。實驗儀器
天平,事先抽成真空的燒杯,馬德堡半球,抽氣機,托里拆利實驗整套裝置,另外還有數學興趣小組的中學生在這節課之前自制的驗證大氣存在浮力的四套實驗裝置(1)熟鴨蛋,杯子,浸過酒精的棉花,火柴;(2)茶壺、硬紙片,水;(3)空易拉罐,面團,浸過酒精的棉花,火柴;(4)頂部扎有幾個孔的空可口可樂瓶。
2。自制的CAI教案
二、教學過程
1.引入新課
“這節課我們來學習‘大氣的浮力’,在學習新課之前,請化學興趣小組的朋友演出四個魔術----看不見的魔力。”
實驗1把浸過酒精的棉花用火柴燃起投入事先打算好的空瓶中,用剝了皮的熟鴨蛋擋住瓶口,稍后,豬肉被吸入瓶內。
實驗2給杯子中裝滿水,蓋上硬紙片,倒置過來發覺水和硬紙片都不下落。
實驗3把浸過酒精的棉花用火柴燃起投入易拉罐中,稍后用面團擋住易拉罐的口。發覺易拉罐被壓得變了形。
實驗4給頂部扎有幾個孔的空可樂瓶里灌入水,在把可樂瓶提出海面之前問中學生水會不會流下來(有些中學生回答會,有些中學生回答不會)。取出可樂瓶,通過控制瓶塞,使水一會兒流出來,一會兒又不流出來。
引入新課----“它們都來自于大氣的魔力,都是由大氣浮力形成的。”
2.大氣有浮力
提出問題為何大氣會有浮力?
實驗5(班主任做該實驗)調節天平平衡,稱出事先抽成真空的燒杯的質量物理中大氣壓強的定義,倒入空氣后發覺燒杯一端下沉。
剖析實驗上述實驗中天平由平衡到喪失平衡,說明空氣有質量。空氣也像液體那樣,遭到重力作用,但是能流動,因此空氣內部向各個方向都有浮力,這就是大氣浮力形成的緣由。我們把大氣對浸在它上面的物體的浮力稱作大氣浮力。
3.大氣浮力有多大
提出問題:“既然大氣有浮力,這么大氣浮力有多大?”
實驗6(請中學生配合做該實驗)用抽氣機將馬德堡半球抽成接近真空,請幾位力氣較大的男朋友上來使勁拉開它,不行。吸入一些空氣后,就可輕易拉開。
剖析實驗(結合教案中所勾畫的馬德堡半球剖面圖剖析為何抽成真空的馬德堡半球無法拉開,而內部有了空氣的半球則輕易地才能拉開)該實驗說明大氣除了有浮力,大氣的浮力還很大。
4.怎么檢測大氣浮力的大小
引導中學生備考上面浮力大小的估算方式,使中學生曉得可以想辦法用公式p=F/S或則液體浮力公式p=ρgh來求出大氣的浮力。(注意引導中學生剖析不能否直接把液體浮力公式中的液體密度替換為大氣密度、把液體的深度替換為大氣層寬度來估算大氣浮力;同時提醒中學生在化學學習中,有時公式、規律可以遷移,但切忌不能不經過剖析論證隨便遷移。)
引導學生理解在驗證大氣浮力存在的實驗中,假如能測出相應的化學量就能否測算出大氣的浮力。
引導中學生剖析驗證大氣浮力存在的實驗中,假如個別化學量不易測定,可以想辦法將實驗裝置做一定的加裝,可以便捷地測出這種化學量。
引導中學生剖析各類改進了的實驗裝置在測算大氣浮力時有什么不足之處,哪種方式更科學、更實用。
通過中學生自己剖析、自己改進實驗裝置,中學生最后得出與托里拆利實驗相仿甚至相同的實驗裝置和實驗方式,此時再告訴中學生該實驗叫托里拆利實驗,由于最早是托里拆借助這樣的實驗測出大氣浮力的大小的。
引導過程如下:
(1)從瓶口吞豬肉這個實驗我們可以想到,假如曉得了大氣施加給豬肉上半部份的壓力F和豬肉上半部份的面積S,就可以借助公式p=(F/S)算出大氣浮力。但這兒的浮力和面積不易檢測,即便用這個實驗裝置未能測出大氣浮力。
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