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一、教学目标
(一)知识与技能目标
1.了解大气压的存在.知道大气压强的数值是很大的.
2.理解托里拆利实验原理.
3.培养学生观察、分析、归纳能力.
4.培养学生动手实验能力.
5.培养应用所学知识解决实际问题的能力.
(二)过程与方法
1.对托里拆利实验原理进行分析,使学生掌握推理的方法.
2.渗透等效思想.
(三)情感、态度与价值观目标
通过马德堡半球实验的学习,使学生爱科学;在对托里拆利实验原理的学习,使学生体会理性思维的成就.
二、课时安排
1课时
三、教具学具准备
(1)桌面上实验器材清单:吸管、集气瓶、去芯的酒精灯、镊子、铁架台、鹌鹑蛋、水槽、大小试管、保温杯(内装热水)、纸杯、缝衣针、硬纸片、塑料吸盘、气球各一个。
(2)配套多媒体课件一套、罐头一瓶、集气瓶、去芯的酒精灯、镊子、铁架台、鹌鹑蛋、水槽、大小试管、热水瓶各一个、有色水少量、马德堡实验装置一套。
四、教学过程
(一)、新课引入:同学们,今天罗老师先要来当一回魔术师,给大家表演两个魔术。这里有两根内径差不多大的试管,它们重叠起来倒置后,如果不用手托住,你们猜猜会不会掉?在大试管里注入大半试管的水,将小试管慢慢插入大试管中,这时把两管同时倒立过来,注意了,奇怪的事情发生了,(请学生回答:小试管不但不往下掉,还往上升呢。)再来一个:我桌上有一个鹌鹑蛋,大家看好了,现在我要让小烧瓶把蛋整个吞下去。看我变变变,瞧,进去了!刚刚的两个小魔术是不是老师施了魔法呢?不是的,学完"大气压强"这一节内容后,同学就知道为什么了。
二、讲授新课:同学回忆一下上一章液体压强产生的原因:液体受重力作用且有流动性,因而对浸入其中的物体有压强,同理,空气受重力作用且有流动性,因而对浸入其中的物体也有压强,这个压强就叫大气压强,简称大气压或气压。有同学可能会讲,空气本来就看不见、摸不着,我倒是可以通过空气的流动形成的风来知道它的存在,这大气压我怎么知道有没有呢?大屏幕演示马德堡半球实验过程,介绍半球构造,再请同学抽气后拉半球。大气压时时刻刻都在我们身边,不管抽没抽气,半球外部始终受大气压作用。只不过,抽气前,内外气压值一样,所以显现不出来;抽气后,外界大气压远大于瓶内气压,因而表现出把两个半球紧紧压在一起了。马德堡半球实验能有力证明大气压的存在。实际上能证明大气压存在的实验有很多,同学利用桌面上给你的器材,动手做几个实验吧。要记得哦,只有内外有气压差,大气压才能显露出来。找找看,你能设计出几个跟大气压有关的实验?小组成员可以互相讨论、互相协作,看哪一组想得最多。完成一个记录一个。表格也在桌上。开始。(几分钟后,有代表性地请学生宣读实验记录,并请同学分析实验成功或不成功的原因。)
通过刚刚的实验同学发现有的小组用小试管装满水后从水槽中倒提出来水一滴不洒,有的小组用大试管做这个实验结果也一样,那是不是说大气压能无限制地支持任意高度的水柱呢?早在1640年,在意大利北部佛罗伦萨城,塔斯坎宁大公爵在家里的花园中修建了一座十分精美的喷水池,为了保证有足够的水源供给,就在园中挖了一口井,井口离地面足有十多米,并且装上了强有力的抽水机。大公爵和设计师想,在晨曦中喷泉与园内景色相映一定美极了。工程完成后,大公爵选择了吉日邀请了亲朋好友,正式揭幕喷泉。可是十分扫兴,尽管抽水机不停地工作,喷水池却喷不出一滴水来。在实际上,在当时的生产实践中,这类问题不止出现一次。矿工们早就发现无论费多大的努力都不可能把矿井里的水吸到离地面10米以上的地方。喷水池xxx虽然结束了,但问题却留给了科学家。到底大气压能支持多高的水柱?大气压到底有多大呢?三年之后,一位青年学者找到了答案,他就是伽利略的学生托里拆利。
因为水银有毒,所以现在在课堂上不做托里拆利实验了。托里拆利也在实验后4年39岁就辞世了,又是一位为科学献身的伟大科学家。这个实验我们可通过视频录像来了解全过程。
通过实验我们知道,大气压能支持76厘米的水银柱,而水银的密度是水密度的13.6倍,也就是说能支持水柱的高度应为13.6×0.76m,约为10m,如果超过了这个值,则无论用多强劲的抽水机都白搭,而且如果违背了科学,再选良辰吉日都是无稽之谈。
再问同学一个问题:我们人体周围会不会有大气压?有,那为什么没把我们压瘪?同学们都看过电影、电视里的宇航员在太空遨游时,都要穿着厚厚的宇航服,你知道这是为什么吗?如果不穿,会怎么样?同学们再开动脑筋,找找我们周围还有哪些跟大气压有关的现象?联想:注射器吸取药液过程、钢笔吸水过程、塑料挂衣钩挂书包。
我们一起回顾一下,我们今天主要认识了大气压的存在,并知道了大气压的大小。回到开始我给同学演示的两个小实验,同学能解释原因吗?同学再想想有没有办法把蛋再完整的给吐出来?启发学生上台操作演示完实验后,告诉学生:大气压虽然可以简称气压,但大气压和气压还是有区别的。严格说起来,大气压只是气压的一种,是外部空气产生的压强;而气压还包括封闭空气产生的压强、水蒸气或其他各种气体产生的压强等。当瓶内气压大于外界大气压时,鹌鹑蛋就被压出来了。