精品源自地理科
(一)教学目的
1.认识大气压强的存在。
2.了解托里拆利实验的原理。
(二)教学重点大气压强的确定。
(三)教学过程
一、引入
我们学习了压强。固体能产生压强,液体能产生压强,那么气体能不能产生压强呢?请大家看书第121页(两分钟)
1.实验。我们居住的地球周周被空气层包围,空气层的厚度有几千千米。包围地球的空气层叫大气层,我们生活在大气层的底层。我们通过实验来观察大气层里的空气所产生的压强。这是一个茶杯,装满水,杯子里还有空气吗?用一个硬纸片盖住杯口,轻轻的把茶杯倒过来,大家看,硬纸片为什么不落下去?(配合板图)小纸片一定受到了来自大气层中的空气对它的压强。
2.实验。这是一个中医针灸科用的小瓷罐。这是一个煮熟的去皮鸡蛋。把鸡蛋放在罐口,将将落不下去。现在把一块棉花用水粘在罐的内壁用火柴将棉花点燃后立即把鸡蛋放在罐口,注意观警有什么现象?(配合板图)鸡蛋进入罐内。鸡蛋一定受到很大的压强才被压进去。这个压强是大气中的空气的压强。
3.实验。一个大试管,管内装水。把这个小试管放在大试管的水中,小试管内没有水。用食指托住小试管,将大试管倒过来,注意观察小试管如何?小试管上升。(配合板图)。此实验说明大气层中存在着压强。
二、大气压强
以上的几个实验说明了大气层中存在着压强。再做一个着名的实验--马德堡半球的实验证明大气压强的存在。
1.马德堡半球实验。这是两个金属半球,合拢后很容易拉开。现在把阀门打开,把两半球内的空气抽出去一部分(抽气),再将阀门关闭,现在请两位大力士来拉拉看(学生操作)这个实验就是着名的马德堡半球实验,它有力地证明了大气对浸在它里面的物体有压强。在公元1654年的最初实验时,用十六匹马才把半球拉开。我们这个实验由于半球小,真空度不高,拉开它不必用十六匹马,但是已经足以证明了大气中存在着压强。
2.大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强,简称大气压或气压。地球周周的万物无不在大气层之中,它们都受到大气压强。诸如马德堡半球拉不开,鸡蛋进入罐内,小试管的上升,小纸片的不落都是大气压强的作用。
三、大气压强的大小
1.实验。试管内装满水,用食指堵住开口,倒立在水银槽内(配合板图),水不流出。请大家考虑水为什么不流出?(提问,学生回答)水不流出是因为大气压强的缘故。但是试管内的水也产生压强,水不流出不仅是由于存在大气压强,而且大气压强大于管内水柱产生的压强。那么大气压强到底有多大?这个问题早在着名的马德堡半球实验之前就由伽利略的学生托里拆利解决了。
2.托里拆利实验。取一根大约一米长、一端封闭一端开口的玻璃管,灌满水银。(边讲边做)管内没有空气。用食指堵在开口,倒立在水银槽内,P130图11-5注意观察现象。我们先看到管内水银下降,继而又静止不动了(配合板图)请问,水银为什么下降?(学生回答)大气有压强,但是水银也有压强,水银的压强大于大气压强,所以下降。那么现在为什么静止而不再继续下降?(学生回答)大气压强等于水银柱的压强。所以欲知现在的大气压强,就需要计算这个水银柱产生的压强。根据上一章液体压强的计算方法,设水银柱下有一个水平的小平面,通过测量水银柱的高,计算水银柱的质量和重力,利用压强的公式
(操作)。(实际测量结果不一定是760毫米,但是仍可以认为水银柱的压强是105帕斯卡)。
可见,大气压强的值等于105帕斯卡,即等于×××毫米水银柱产生的压强。
这个实验就是托里拆利实验,它是用来测定大气压的值。
3.实验。现在将玻璃管稍稍上提,观察水银柱的高度,结果是不变的。现在将玻璃倾斜,注意,水银面上的真空体积如何变化?(学生回答)管内水银柱的长度如何变化?(学生回答)。当倾斜时,管内水银面上方的真空体积减小,水银柱变长,但是水银柱的高度如何?(测量,并在板图上画出)很显然,管内水银柱的高度不变。
4.提问,学生讨论。请大家讨论,如果由于天气的变化引起了大气压强的增大或减小,托里拆利实验的水银柱高度怎样变化?(学生讨论后回答)大气压强增大,管内水银柱的高度增大;大气压强减小,管内水银柱下降。所以这个实验中水银柱的高度随大气压而变,这就为我们测量大气压提供了方便。今后学习气压计就是这个道理。
四、总结
今天我们学习了两个内容。第一个是通过大量的实验,尤其是着名的马德堡半球的实验充分认识到大气压强的存在。第二个是解决了大气压强的测量。托里拆利实验说明,大气压强的值等于实验中管内水银柱产生的压强。
五、作业
课后请大家注意观察生活中哪些地方或设备是利用大气压强的原理,每人举三个例子。