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[!--downpath--]2019-2020學年八年級數學上冊第九章第3節大氣浮力（第1課時初步認識大氣浮力）教學案（新版）新人教版第1課時初步認識大氣浮力環節1課前自學打算步驟1明晰課標要求課題初步認識大氣浮力課型新講課教學目標知識與技能1.曉得大氣浮力的存在；了解大氣浮力形成的誘因;2.曉得托里拆利實驗的原理、過程和推論；3.曉得標準大氣壓的值.過程與技巧1.中學生進行實驗探究感受大氣浮力的存在，估測大氣浮力的大小，感受科學探究的過程.2.通過對托里拆利實驗的學習，使中學生認識和理解用液體浮力來研究大氣浮力的等效取代的科學方式.情感、態度與價值觀運用大氣浮力的知識解釋生活、生產中的有關現象，使中學生感受到化學知識與生活的密切聯系，具有用數學知識解釋日常生活現象的意識.教學重點借助實驗驗證大氣浮力的存在.教具打算多媒體講義、鐵桶、抽氣機、橡皮碗、玻璃杯、紙板、水、優酸乳鐵盒（啤酒紙袋、易拉罐均可）、吸管、塑料掛衣鉤、細針、廣口瓶、熟鴨蛋、沙子、酒精棉花、注射器（帶橡皮帽）、刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、金屬盒氣壓計等.教學難點大氣浮力的估測和測定.教學課時1課時步驟2課前自主學習課前預習1.和液體一樣，空氣內部朝各個方向都存在浮力，叫大氣浮力，簡稱大氣壓.2.歷史上知名的證明大氣壓存在的實驗是馬德堡半球實驗；最先精確測出大氣浮力值的實驗是托里拆利實驗，測出的大氣壓相當于0.76m高的水銀柱形成的浮力，一般把這樣大小的大氣壓稱作標準大氣壓.在簡略估算中，該氣壓可以取為105pA.環節2課堂教學展示步驟3課堂互動探究鞏固備考班主任引導中學生備考上一節內容,并講解中學生所做的課后作業(班主任可針對性地選購部份困局講解),強化中學生對知識的鞏固.新課導出師：通過上面的學習，我們曉得液體內部朝各個方向都有浮力，這是因為液體能否流動.空氣也能流動，我們周圍是否存在朝各個方向的大氣浮力？你能列舉幾個實例或則做幾個簡單的實驗，來否認或否定大氣浮力的存在嗎？班主任邊展示實驗器材(鐵桶、抽氣機)，邊說：我可以不使勁擠壓就可以將鐵桶弄癟，大家信嗎？（中學生懷疑.）班主任進行實驗:(1)用抽氣機聯接鐵桶口，并啟動抽氣機，幾秒鐘后奇跡出現了——鐵桶變癟了.備課筆記新課導出(2)將兩個橡皮碗正對，擠出皮碗里的空氣，之后請兩名力氣大的朋友上臺來使勁拉橡皮碗，并向全班的朋友介紹拉橡皮碗的體會.（中學生費了很大的勁才將橡皮碗拉開）師：橡皮碗為何拉不開？中學生思索、討論:可能是由于大氣浮力的作用.師：下邊我們就一上去探求大氣浮力.進行新課知識點1大氣浮力的存在班主任引導中學生分成三組，動手實驗探究，感受大氣浮力:第一組：玻璃杯覆水實驗；第二組：用吸管汲取優酸乳紙袋中的空氣，發覺紙袋變癟了.第三組：塑膠掛衣鉤吸盤擠壓在光滑的地磚上，使勁下拉，掛衣鉤吸盤靜止貼在地磚上且拉不開.之后用針將吸盤扎一小孔，發覺掛衣鉤下落，根本不須要使勁.中學生交流感受,得出推論：大氣浮力的確存在.板書：月球周圍被厚厚的大氣包圍著，空氣也像液體一樣遭到重力的作用并且才能流動，因而空氣內部向各個方向都有浮力.師：最先否認大氣浮力存在的典型實驗是馬德堡半球實驗.下邊請你們欣賞.（播放講義：馬德堡半球實驗)中學生觀察、思考，感受大氣浮力不僅剩在，并且很大.班主任演示“瓶吞豬肉”實驗（在廣口瓶中倒入一些石子，將燃燒著的酒精棉花裝入廣口瓶中，用剝了皮的熟鴨蛋擋住瓶口，塞在瓶口的豬肉被吞入瓶中），并提問：豬肉為何會被杯子“吞吃”了呢？這個實驗說明了哪些？那怎么讓杯子把豬肉吐下來呢？中學生觀察、思考，回答：是由于瓶內的空氣被燃盡，濕度增加后，瓶內二氧化碳浮力減少，外界大氣壓作用在鴨蛋上把豬肉壓入瓶中.班主任在引導中學生剖析怎么讓杯子把豬肉吐下來時，提醒中學生運用逆向思維，設法增大廣口瓶內部的大氣浮力.知識點2大氣壓的檢測1.大氣壓的簡略檢測師：剛剛兩位朋友拉橡皮碗時用了很大的力，而馬德堡半球用了16匹馬才被拉開，由此可見，大氣浮力不但存在并且很大，那究竟有多大呢？朋友們能夠設計一個實驗檢測下來呢？請你們借助自己手中的器材設計實驗進行簡略檢測.中學生分組設計實驗進行探究，估測大氣浮力的值.第一組：將兩個塑膠掛衣鉤吸盤正對，之后擠出上面的空氣，用測力計檢測出正好拉開吸盤所用的力，按照二力平衡，拉力與大氣對吸盤的壓力相等，之后測出吸盤的面積，估算出大氣浮力.第二組：將塑膠掛衣鉤的吸盤緊壓在平玻璃板上，測出塑膠掛衣鉤的半徑D，估算出塑膠掛衣鉤的表面積S，用測力計檢測出塑膠掛衣鉤正好被拉下的拉力F，借助公式p=4F/（πD2）估算出大氣浮力.備課筆記知識拓展：大氣浮力的微觀解釋：由于二氧化碳是由大量的做無規則運動的分子組成，而這種分子必然要與浸在空氣中的物體不斷地發生碰撞.每次碰撞，二氧化碳分子都要給與物體表面一個沖擊力，大量空氣分子持續碰撞的結果就彰顯為大氣對物體表面的壓力，因而產生大氣壓.單位容積中富含的分子數越多，則相同時間內二氧化碳分子對物體表面單位面積上碰撞的次數越多，從而形成的浮力也就越大.進行新課第三組：將注射器針頭內的空氣排空，之后用橡皮帽擋住，豎直固定在鐵架臺上，在針頭下邊掛鉤碼，記錄當活塞恰好開始下降時鉤碼的總重力F，估測針頭的橫截面積S，借助p=F/S公式估算大氣浮力.各小組交流自己的設計思想、實驗的步驟和檢測結果,討論可能形成偏差的環節，得出推論：上述方式的檢測是簡略檢測，不夠確切.2.大氣壓的精確檢測——托里拆利實驗師：在科學實驗室里這么的檢測是否可信？如何能夠確切地檢測出大氣浮力的大小？中學生思索、討論.師：從前面的覆杯實驗可知，覆在玻璃杯里面的紙片之所以不會掉出來，是因為遭到了大氣浮力的作用，倘若換用一個足夠長的瓶子，飽含足夠高的水，紙片也不會掉出來嗎？班主任引導中學生借助二力平衡的知識剖析，得出托起的火柱最高形成的浮力恰好等于大氣浮力時，紙片都會下落（不計紙片的重力），因而，可以通過火柱的浮力估算出大氣浮力.這就是托里拆利實驗的原理(提醒中學生這是等效取代法,曾經我們也學習過，如在滑動磨擦力的探究實驗中).在分組實驗中，你們檢測的大氣浮力值接近在105pA，這么，要形成如此大的浮力，須要多高的火柱呢？請你們估算.生：借助p=ρgh估算出水柱的高度h約為10m.師：如此高的火柱，我們操作上去容易進行嗎？生：不便捷.班主任引導中學生借助p=ρ液gh進行剖析，在浮力一定時，密度大的液體，高度小，因而可換用密度大的水銀取代水進行實驗.托里拆利正是選用液體中密度最大的水銀取代水進行檢測大氣壓值的實驗，成為了世界上第一個最先較精確檢測出大氣壓值的科學家.班主任播放講義“托里拆利實驗”,之后提出問題：（用多媒體展示，引導中學生在觀看過程中思索、討論）思索題：（1）為何要灌滿水銀？（2）管內水銀面為何會增長？（3）水銀升高后，管內水銀柱的上方是否有空氣？（4）水銀面升高了一段距離后為何不再增長了？（5）如何通過估算得出大氣浮力的大小？班主任可以適當引導中學生剖析，加深理解.中學生回答:(1)開始時將玻璃管內灌滿水銀是為了排出玻璃管內的空氣.(2)玻璃管倒置在水銀槽中放開右手后管內水銀柱升高是由于水銀柱對水銀槽表面的浮力小于外界對水銀槽上表面的浮力.(3)水銀升高一段距離后,管內水銀柱的上方沒有空氣,是真空.（4）當浮力相等時,水銀面就不會再增長了,此時水銀槽外的大氣壓支撐著玻璃管內一定高度的水銀.(5)管內外水銀面高度差不再變化時,管內760mm的水銀柱形成的浮力就是大氣浮力的值.備課筆記小組問題闡述：既然大氣浮力的確存在，這么我們日常卻覺得不到，為何？知識總結：大氣壓在我們周圍時時存在，而我們卻沒有覺得，這是由于人體內外空氣相通，身體各部位內外所受的壓力相同；內外平衡，所以在浮力不平衡時會表現出一些特殊的現象.方式總結：用水銀柱的高度差表示大氣浮力的大小，運用了轉換法.進行新課班主任引導中學生按照液體浮力公式及密度值算出大氣浮力的值:p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m=1.013×105pA.師：托里拆利進行實驗時,是在海平面附近完成的,一般把這樣的大氣壓稱作標準大氣壓p0.板書：標準大氣浮力的值等于760mm汞柱(10.3m火柱),即1.013×105pA.班主任總結：托里拆利實驗的幾點疑惑：（1）假如管子傾斜，管內水銀柱的寬度會降低，豎直高度不會變，所以不會影響實驗結果.（2）由于水銀柱形成的浮力跟水銀柱的粗細無關，所以把管子換成粗的或細的，管內水銀的豎直高度不會改變，因而不會影響結果.（3）把管子換成比1米長得多的管子，只要水銀柱上方保持真空，管內水銀柱豎直高度就不會改變，因此不會影響實驗結果；若把管子換成比1米短得多的管子，如比76cm還短，則水銀將會飽含管子，高度隨管子寬度改變而改變，因而管內水銀柱形成的浮力就不是大氣壓的值，這樣就難以檢測了.（4）把管子在水銀中提起一點或插入一點，管內水銀柱的豎直高度不會改變，所以不影響實驗結果.（5）當有少量空氣混進管中時，管內水銀面上方不再是真空的，這種空氣有一定的浮力作用在管內水銀柱里面，會使水銀柱高度降低，混進的空氣越多，形成的浮力越大，管內水銀柱越短，所以會影響實驗結果，使檢測結果變小.師：1.013×105pA究竟有多大呢？請朋友們計算大氣對趾甲蓋的壓力有多少牛頓？相當于多少千克的物體壓在了趾甲上？朋友們演算，一名朋友板演.解：趾甲蓋的面積約1cm2，即S=10-4m2，由p=F/S可知大氣形成的壓力F=p·S=1.013×105pA×10-4m2=10.13N，相當于1kg的物體壓在了趾甲上.師：如此大的壓力，我們為何覺得不到呢？生：由于大氣浮力是朝各個方向的，大氣壓的作用相互抵消了.例題1（用多媒體展示）小明借助如圖所示的裝置，檢測當地大氣壓強的大小，他將檢測結果匯報給數學老師，老師告訴他檢測結果偏小.你曉得小明檢測結果偏小的誘因可能是下邊的()A.玻璃管沒有豎直放置B.玻璃管底部混進少量空氣C.水銀槽內水銀液面太高D.玻璃管太粗，管內的水銀太重解析：借助上述裝置檢測大氣壓是借助大氣壓跟支持它的水銀柱形成的浮力相等的原理來檢測的.水銀柱形成的浮力，只與水銀的密度和水銀柱高度兩個誘因有關，而與玻璃管的粗細、玻璃管是否豎直放置、水銀槽內水銀面高低等誘因無關.而且玻璃管底部如混有空氣，管內空氣會對水銀柱形成向上的浮力，使水銀柱的高度變小，因而造成檢測結果偏小.答案：B備課筆記進行新課3.氣壓計師：標準大氣壓的值是p0=1.013×105pA.通常情況下,不同地點,不同高度的大氣壓值是不同的.但在日常生活和生產中我們經常須要了解各地的氣壓和氣壓的變化,于是人們設計了拿來測定大氣壓的儀器——氣壓計().下邊我們就主要介紹兩種氣壓計:(1)水銀氣壓計構造原理:實際上就是一個托里拆利實驗裝置.只是在刻度尺上不是標水銀柱與水銀槽中水銀面的高度差,而是標與高度差對應的大氣壓值,這樣就可以直接讀出大氣壓值.特征:檢測結果確切,但攜帶不便捷.(2)金屬盒氣壓計(無液氣壓計)班主任結合實物或模型引導中學生了解金屬盒氣壓計各部份的構造和功能.師：它的主要部份是一個抽成真空的金屬盒及與蓋子中央相連的彈簧片.盒的表面是波紋狀的,大氣壓變化時,盒的長度及彈簧片的彎曲程度隨著變化,通過傳動機構推動表針旋轉,指示大氣浮力的值.(注：假如無液氣壓計的刻度盤上標的不是大氣壓的值,而是高度,就成了民航,徒步用的高度計.)教學板書課堂小結通過本節課的學習，我們曉得了大氣浮力的存在，還曉得大氣浮力的檢測方式，非常是托里拆利實驗.還了解了檢測大氣壓的一些工具.步驟4課堂析疑解難教材習題解答1.人的血糖的正常值（收縮壓和舒張壓）大概是多少帕？自己查找資料進行計算.2.1654年，在日本馬德堡市的廣場上以前做過一個知名的馬德堡半球實驗.人們把兩個銅制空心半球合在一起，抽去上面的空氣，用兩支馬隊向相反的方向拉兩個半球.當一側的牲畜達到16匹時，才將半球拉開，并發出巨大的聲響.圖9.3-9為朋友們借助半徑26cm的壓力鍋取代空心銅半球模擬馬德堡半球實驗的情形.她們將壓力鍋拉開須要多大力？實際使勁大小與估算的結果是否相同？請說出你的理由.備課筆記非常提醒：大氣浮力不能用公式p=ρgh來估算獲得，只能通過檢測獲得.教材習題解答3.小明為屋內的盆栽設計了一個手動供熱裝置.如圖9.3-10，用一個塑膠瓶裝滿水倒置于盆栽盤中，瓶口剛才被水浸入.當盤中的水位上漲到使瓶口漏出海面時，空氣步入瓶中，瓶中都會有水流出，使盤中的水位下降，瓶口又被浸入，瓶中的水不再流出.這樣盆栽盤中的水位可以保持一定的高度.請問：是哪些緣由促使水不會全部流掉而能保留在塑膠瓶中？4.樓頂的面積是45m2，大氣對樓頂的壓力有多大？如此大的壓力為何沒有把房頂壓塌呢？1.解答：收縮壓是指心室收縮時，動脈內血糖下降所達到的最高值(也稱高壓).舒張壓是指心室舒張時，動脈內血糖增加所達到的最低值(也稱低壓).正常成人的血糖范圍：收縮壓：90~舒張壓：60~收縮壓超過舒張壓超過，即被確診為高血糖.若某人低壓，高壓為，則低壓大概為0.92×104pa，高壓大概為1.58×104pa.2.解答：由p=F/S可得F=pS=105×3.14×(0.13)2N≈5.31×103N.實際使勁大于估算結果，由于壓力鍋內可能還有少許空氣，實際使勁可能為大氣壓力除以壓力鍋內二氧化碳壓力的差.3.解答：每次瓶內放出水后，對瓶口而言，瓶內的二氧化碳浮力與瓶內水的浮力之和總是與瓶口遭到的大氣壓相等，這樣就促使瓶口可以放出部分水后，又停止.4.解答：F=pS=45m2×105pa=4.5×106N樓頂上下方都分別遭到向上和向下的大氣壓力，彼此平衡，所以不會把房頂壓塌.困局解答例題2如圖所示，借助托里拆利實驗裝置檢測大氣浮力時，當被玻璃管內的水銀柱穩定后，在玻璃管的底部穿一小孔，這么管內的水銀液面將（）A.保持不變B.漸漸增長，最終與管外液手相平C.逐步上升，最終從小孔中流出D.稍為回升一些解析:底部開孔后，管與水銀槽組成了連通器，管內水銀面將降到與水銀槽中的水銀手相平.答案：B備課筆記易錯提示：不要誤覺得穿一小孔后，水銀從小孔中流出.環節3課后反饋總結步驟5課后達標檢查布置作業：班主任引導中學生課后完成本課時對應練習，并提醒中學生預習下一課時的內容。
步驟6課后教學反省教學反省1.在本節課教學的過程中，一直把中學生是教學的主體置于第一位.因而，在設計和組織教學的過程中，以中學生活動和實驗探究為主線，引導中學生通過多媒體教案、實驗等來主動發覺問題,收集證據,剖析有關信息和資料，構建良好的認知結構，進而培養中學生的觀察能力、動手能力，使中學生學會自主學習，培養中學生的創新意識.2.在課堂教學學生的思維活動必須是有目的性的思維水銀測大氣壓強的原理，要達目的必須依靠于外界的剌激作用，在“做學校”，將中學生的思維和實踐結合上去，因而導致中學生積極地投入情感.例如：讓中學生拉吸盤體會大氣浮力的確存在并且很大；在做塑膠掛衣鉤的實驗中，有意安排中學生用細針扎個小孔來進一步體驗大氣浮力的作用，迸發她們的學習熱情，由于這樣的實驗來始于她們自己的勞動成果水銀測大氣壓強的原理，達到了探究知識的目的.既調動了中學生的積極性、主動性，又使中學生進行合理的科學猜測，快速步入探究的課題*.中學生實驗探究后發表各自的想法，并進行交流、評估,這樣除了營造了修身的學習環境，并且培養了中學生敢想敢說的精神及剖析概括問題的能力.教學過程中老師的疑惑：班主任點評和總結?
