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探究生活中的大气压
发布时间:2021-01-29   被阅读122次

好课实录
探究生活中的大气压
——浙教版科学八年级上册《大气压》第二章第三节课堂实录节选
阮丽萍

    教学背景

    本节课要求学生能感知到大气压的存在,知道大气压的数值,并理解测量大气压的方法、原理。但在实际教学中,我们发现学生对大气压的存在感知不足,对测量大气压的方法也不够理解,学得不够透彻。那么,如何让学生利用生活实例来感受大气压的存在,如何设计课堂内能进行的实验来测量大气压,我在教学中做了如下尝试。

    ————————————————

    导入新课:

    师:鱼类在水中会受到水的压强,那么在大气中的物体是否会受到大气的压强呢?今天这堂课,就让我们一起来认识“大气压”。

    讲授新课:

    感受大气压的存在

    师:老师先给大家表演一个魔术。

    实验1:在一个玻璃杯里盛满水,杯口覆盖一张硬纸片。用手托住纸片,把杯子倒过来,把托纸片的手移开后,观察现象。

    师:你观察到了什么现象?

    生:纸片没有掉下来。

    师:为什么?

    生1:是水把它吸住了。

    生2:是大气把它托住了。

    师:怎样证明是水吸住的,还是大气托住的?

    生3:如果是水吸住的,那么在抽走大气仍然有水的情况下,纸片是不会掉下来的。反之,如果是大气托住的,纸片就会掉下来。

    实验2:把刚才的水杯倒放在玻璃钟罩内,并用抽气机不断往外抽气。

    现象:气抽到一定程度时,纸片掉落。

    师:现在你知道是水吸住的,还是大气托住的吗?

    生(齐声):是大气托住的。

    师:大气是向什么方向托住纸片的?

    生4:向上。

    师:同学们,下面两个实验分别有什么现象?为什么会有这样的现象呢?老师为大家演示。

    实验3:用吸管吸牛奶盒中的牛奶,当牛奶吸完后继续吸,观察现象。

    实验4:将一只薄膜塑料袋放入广口瓶内,使塑料袋尽可能贴近瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来,用橡皮筋紧紧扎在瓶口上。试试看,你能否将塑料袋从瓶内拉出来。

    生5:牛奶盒会变瘪。因为牛奶吸完后继续吸,使牛奶盒内的压强变小了,外界的大气压大于盒内的压强,把牛奶盒压扁了。

    生6:塑料袋拉不出来。因为塑料袋贴近瓶壁,同时袋口扎紧,使塑料袋与瓶内壁间的气压变小,外界的大气压将塑料袋紧紧压在瓶内壁上。

    师:大气是向什么方向压牛奶盒、压塑料袋的呢?

    生7:向内压牛奶盒。

    生8:向瓶内壁压塑料袋。

    师:大量现象表明,大气向各个方向对处于其中的物体会产生力的作用。大气产生的压强叫大气压强,简称大气压。

    (教师出示三张图片:吸饮料、吸盘式挂钩、自来水笔吸墨水)

    师:思考与讨论1:杯中的饮料为什么能够通过吸管进入口中?

    思考与讨论2:带有挂钩的吸盘为什么能牢牢贴在瓷砖表面?

    思考与讨论3:自来水笔吸墨水,当把笔上的弹簧片按几下时,墨水就吸到橡皮管里去了,为什么?

    生9:吸饮料时,将吸管内的空气吸走,使吸管内的气压变小,外界的大气压大于吸管内的压强,向下压饮料,把饮料压入口中。

    生10:吸盘压在墙壁上时,挤走了吸盘与墙壁间的空气,使吸盘内的压强变小,外界的大气压大于吸盘内的压强,将吸盘紧紧压在墙壁上。

    生11:自来水笔吸墨水时按压弹簧片,使橡皮管内的空气被挤走,橡皮管内的压强变小,外界的大气压大于管内压强,将墨水压入橡皮管。

    师:相信同学们现在对大气压是存在的已经深信不疑。其实古人很早就注意到大气压强这个现象了。早在1654年,德国马德堡市市长格里克就在马德堡市公开表演了一个著名的实验——马德堡半球实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜半球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时,才把半球拉开。

    (教师播放视频,介绍“马德堡半球实验”)

    师:在实验中,用了16匹马才把这两个半球拉开,你体会到了什么?

    生12:大气压很大。

    测量大气压的大小

    师:那么,大气压到底有多大呢?我们能想办法粗略测量吗?

    (教师出示一个去掉针头的注射器,演示在注射器活塞推到底部,前端堵住和不堵住两种情况下,拉动活塞有什么不同)

    师:为什么两种情况下拉动活塞有所不同?

    生1:前端不堵住时,活塞内外两侧都是大气压,压强差为零,所以能轻松拉开。

    生2:前端堵住时,因为活塞已推到底部并堵住,则活塞内侧压强几乎为零,外侧受到大气向内的压强,所以拉动活塞时需要克服大气压力。

    师:借助注射器,我们可以怎样测量大气压强?

    生3:利用P=F/S,只要测出大气对活塞的压力和活塞的作用面积,就可以计算出大气压强。

    师:如何测出大气对活塞的压力?

    生4:测量活塞刚好被拉动时所需的拉力大小,利用二力平衡得出大气压力等于拉力。

    师:如何测出活塞的作用面积?

    生5:用刻度尺测出活塞上有刻度部分的长度L,查出注射器的容积V,利用S=V/L,计算出活塞的作用面积。

    师:根据以上方案,实验中需要用到哪些器材?

    生6:注射器,弹簧测力计,刻度尺等。

    师:实验前,活塞是否需要推到底部?是否需要堵住前端?如果没有推到底部,会对实验结果产生什么影响?

    生7:实验前,活塞需要推到底部,排尽空气,并用橡皮帽堵住前端。如果没有推到底部,则注射器内会残留空气,使所需的拉力偏小,计算的大气压也偏小。

    师:实验中,水平方向上活塞只受到大气压力一个力吗?

    生8:还有活塞与器壁之间的摩擦力。

    师:如果考虑摩擦力,会对实验结果产生什么影响?

    生9:会使所需的拉力偏大,计算的大气压也偏大。

    师:摩擦不可避免,所以我们这个实验也仅仅是粗略测出大气压的大小。

    (学生分组实验:粗略测出大气压的大小,并汇报实验结果)

    师:1643年意大利科学家托里拆利通过实验得出1标准大气压=760毫米水银柱=76厘米水银柱=1.01×105帕=10.3米水柱。而且在我们身边,也有非常简单的能测量大气压的仪器。

    (教师介绍空盒气压计和水银气压计)

    课后反思

    本节课以实验为主要载体,突出体现了“科学源于生活”的特点,用生活化的例子使教学重难点逐一突破,设计思路如下:

    一是生活化导入,调动学生的学习热情。本节课之前,学生已经学习过有关液体压强的知识,同时对液体压强也有切身感受。但是,处在大气中的我们却感受不到大气压,甚至忽略它的存在。本节课以设问引入“在水中的鱼受到了水的压强,那么在大气中的物体是否也受到了大气的压强”,生活化的导入可以在瞬间集中起学生注意力,调动起学生学习热情,进而为后续教学的顺利开展奠定基础。

    二是生活化情境教学,提高学生课堂参与度。本节课在进行“覆杯实验”时,充分尊重了学生的认知,利用实验排除了“纸片是被水吸住的”这一猜想,这样的教学模式对教与学都有着积极作用,可以让学生对教学知识产生兴趣。当然,生活化情境教学的构建,需要教师全面把握科学教材和学生学情,用学生熟知的生活内容构建情境并设定问题,以促进学生思维的发散,推动学生的有效探究。

    三是巧用生活化实验材料,让学生全面把握科学知识。实验教学要敢于突破课本限制,基于现实情况加强创新。本节课教师在前面感受大气压的铺垫下,运用注射器这种学生熟悉的器材,粗略测量大气压的大小,不仅让学生进一步认识大气压,同时对实验方案的设计、实验误差的分析等能力都有了综合提高。

    (作者单位系浙江省杭州市临安区锦城第四初级中学)

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