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第九章 压强
9.3 大气压强
教学目标：
1.物理观念：
（1）知道大气压强的存在。
　 （2）了解大气压强产生的原因；
　 （3）知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
2.科学思维：
通过对托里拆利实验的学习，使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
3.科学探究：
学生进行实验探究，估测大气压的大小，体会科学探究的过程。
4.科学态度与责任：
运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象，使学生体会到物理知识与生活的密切关系，具有将物理知识用于解释日常生活现象的意识。
教学重点：大气压强的存在。
教学难点：大气压强的测量。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、试管、水、纸、塑料吸盘、吸管、玻璃管、广口瓶、带孔的橡皮塞、红墨水、金属盒气压计。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2021年4月29日上午，在我国文昌航天发射场，成功将天和核心舱送入太空。天和核心舱主要用于空间站统一控制和管理，具备长期自主飞行能力，可支持航天员长期驻留。
2021年5月29日，天和核心舱迎来了首位造访者。载6.9吨物资的天舟二号货运飞船，采用自主快速交会对接的方式，精准对接于天和核心舱后向端口，形成组合体。
2021年6月17日，神舟十二号自主快速交会对接于天和核心舱前向端口。聂海胜、刘伯明、汤洪波入驻中国空间站。
2021年9月20日，天舟三号货运飞船发射入轨，与天舟二号和天和核心舱形成“一”字构型。为神州十三号航天员准备生活和实验的物质。
2021年10月16日，神舟十三号自主快速交会对接于天和核心舱径向端口。翟志刚、王亚平、叶光富在轨飞行6个月的太空生活。2022年4月16日，完成了2次出舱、2次“天宫课堂”授课及多项科学技术实验后，飞船“快速返回”，成功着陆。
2022年5月10日，搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射。这是我国空间站建设从关键技术验证阶段转入在轨建造阶段的首次发射任务。
2022年6月5日，空间站迎来了神舟十四号陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻。
2022年7月17日，天舟三号货运飞船撤离。2022年7月24日，问天实验舱成功发射。问天由工作舱、气闸舱和资源舱组成，约23吨，支持航天员驻留和出舱活动、开展空间科学与应用实验，对空间站组合体的管理与控制能力。
2022年10月31日，梦天实验舱成功发射。中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船（“神舟”）和货运飞船（天舟）五个模块组成。中国空间站绕地球飞行速度7.8公里每秒，轨道高度400公里。
2022年12月4日，神舟十四号飞船从太空到地球，用时9小时，返回舱从太空回到地球，需要经历离开轨道，进入大气层，降落到地面三个步骤。当飞船的返回舱进入到稠密大气层时，返回舱外壁与大气摩擦使隔热层熔化，在熔化过程中会产生上千摄氏度的高温，使得地面控制中心与返回舱之间的通讯联络中断，还导致了地面跟踪雷达几乎探测不到下降的返回舱，这个高度距离在100～50公里之间。
二、新课讲授，师生互动
液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体能够流动。 空气也能流动， 空气中是否存在朝各个方向的压强？
（一）大气压强的存在
你能举出几个实例或者做几个简单的实验，来证实或否定大气压强的存在吗？
下面我们一起来做几个实验。
如图所示， 如果把塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外压强相等，吸盘便不能粘在光滑的墙面上。
如图所示，如果把悬空倒置的塑料管的上端跟大气相通，上、下大气压强相等，水就不会留在管中。
如图所示，如果把杯口密封起来，使空气不能进入杯内，我们无法不断地吸到饮料。
这些实验证明，大气压强确实是存在的。大气压强简称大气压或气压。
1654年，在德国的马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。
人们把两个铜制空心球合在一起，抽去里面的空气，用两支马队向相反的方向拉两个半球。当两侧的马匹达到16匹时，才将半球拉开，并发出巨大的响声。图是同学模拟实验的情形。
（二）大气压的测量
如图，在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水。在大气压作用下，铁桶被压扁了。
如图，大气压究竟有多大？大气压可以把纸片上的液柱托住。根据大气压所能托起液柱的最大高度，我们就能精确地测出大气压的数值。
如图，当试管足够长，液柱足够高，纸片不动，受平衡力作用，液体对纸片有向下的压力，大气压有向上的压力，这两个力相等，即F1=F2，设纸片的面积为S，两个力产生的压强相等。
演示（录像） 大气压的测量
如图所示，在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面高度差约为760mm。把玻璃管倾斜，竖直高度差不发生变化。
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，他测得管内外水银面高度差为760mm。通常把这样大小的大气压叫做标准大气压p0 。
p0=ρgh
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105Pa
在粗略计算中，标准大气压可以取为1×105Pa。
测量大气压的仪器叫做气压计。
在托里拆利实验中，如果在玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银的高度就知道当时的大气压了。这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便，用得比较多的气压计是金属盒气压计，又叫做无液气压计。
水银气压计比较准确，但携带不便，用得比较多的气压计是金属盒气压计，又叫做无液气压计。它的主要部分是一个波纹状真空金属盒。
气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针偏转，指示出气压的变化的大小。
氧气瓶和灭火器上的气压计，也是一种无液气压计。
观察大气压随高度的变化
取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。
请你拿着它从楼下到楼上（或从山下到山上），观察玻璃管内的水柱高度变化情况，并给出解释。
实验结果表明，随着高度的增加，玻璃管中的水柱逐渐升高，这表明瓶外的大气压在逐渐减小。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。
珠穆朗玛峰上的大气压是海平面的30%左右，空气稀薄、少氧，燃烧困难。2008年为实现奥运火炬在高海拔地区的点火传递，我国科研人员开展了一系列攻关活动。
其中，火种灯、引火器和火炬的设计经受住低温、低压和强风等恶劣条件的考验，确保了火炬登顶珠穆朗玛峰的成功。
水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。在我国青藏高原大部分地区水的沸点仅为84℃～87℃。有的哨所海拔在五千多米，水的沸点不足70℃，这样的温度，面条也煮不熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭。
三、总结反思，超越自我
1.大气对浸在它里面的物体的产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。塑料吸盘、纸杯托水、马德堡半球实验证明大气压存在。
2.大气压的测量，托里拆利实验能测量大气压的值。
1标准大气压=760mm水银柱=1.013×105Pa，
在粗略计算中，标准大气压取为1×105Pa。
测量大气压的仪器叫做气压计。
3.大气压随高度的增加而减小。在海拔3000m以内，每升高10m，大气压减小100Pa。
水的沸点随水面气压增大而增大，随气压减小而减小。
四、板书设计，整合提升
1.大气对浸在它里面的物体的产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。塑料吸盘、纸杯托水、马德堡半球实验证明大气压存在。
2.大气压的测量，托里拆利实验能测量大气压的值。
1标准大气压=760mm水银柱=1.013×105Pa，
在粗略计算中，标准大气压取为1×105Pa。
测量大气压的仪器叫做气压计。
3.大气压随高度的增加而减小。在海拔3000m以内，每升高10m，大气压减小100Pa。
水的沸点随水面气压增大而增大，随气压减小而减小。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列不能说明大气压存在的是（ ）
A. 用吸管吸饮料
B. 塑料吸盘挂衣钩
C. 洗脸盆的U型排水管
D. 马德堡半球实验
2. 下列说法不正确的是（ ）
A.标准大气压等于760mm水银柱产生的压强
B.标准大气压为1.013×105Pa
C.测量大气压的仪器叫做气压计
D.大气压随高度的增大而增大
3. 如图所示高度计。取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压。下列说法正确的是（ ）
A.玻璃管中的水柱上升说明大气压增大了
B.玻璃管中的水柱下降说明高度减小了
C.玻璃管中的水柱下降说明高度增大了
D.玻璃管中的水柱下降说明大气压减小了
4. 在冬天,装有一定量水的热水瓶过了一段时间后,软木塞不易拔出,这主要是由 ( )
A.瓶内气压小于大气压
B.瓶内气压大于大气压
C.瓶塞遇冷收缩
D.塞子与瓶口间的摩擦力增大
5. 用水做托里拆利实验，支持水柱的高度约为（ ）
A. 760mm
B. 76cm
C. 10.3m
D. 103m
参考答案1.C；2.D；3.B；4.A；5.C。
六、作业：P43.T4
课外作业P43.T1、T2、T3、T5 。
教学反思：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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