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探究：空气的“力量”
课题 8.3 探究：空气的“力量” 单元 第八章 学科 物理 年级 八年级
教材内容分析 这部分内容是在学生学习了固体压强和液体压强之后，对压强知识的进一步拓展。教材先通过生活中常见的大气压强现象，如吸管吸饮料、吸盘挂钩的使用等，引发学生对大气压强的思考，然后引入大气压强的概念 。接着，详细介绍了测量大气压强的方法，如托里拆利实验，让学生了解大气压强的数值大小和测量原理。教材内容编排由浅入深，注重理论与实际相结合，为学生后续学习流体压强与流速的关系等知识奠定基础。
2022新课标要求 初中物理课程标准要求学生通过观察、实验，认识大气压强的存在，并了解测量大气压强的方法，培养学生的观察能力和实验探究能力 。在学习过程中，强调学生对大气压强概念的理解，以及运用大气压强知识解释生活中相关现象的能力。同时，通过探究大气压强的测量，提升学生的科学思维和实践操作能力，引导学生关注物理知识在生活和科技中的应用，培养学生的科学态度和社会责任感。
学习目标与核心素养 学习目标:能通过实验，了解大气压强2.能通过实例，说明大气压强与人类生活的关系3.具有亲近自然、探索自然的好奇心核心素养：物理观念：理解大气压强的产生原因，掌握大气压强的概念，知道大气压强的存在及其特点，了解标准大气压的数值和单位。科学思维：通过实验探究和分析，培养学生的逻辑思维和科学推理能力，学会运用物理知识解释生活中的大气压强现象，如用大气压强解释钢笔吸墨水的原理。科学探究：经历探究大气压强存在和测量大气压强的全过程，包括提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集数据、分析论证和评估交流等环节，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。科学态度与责任：培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，在实验探究中培养学生的团队合作精神和勇于创新的精神，激发学生对物理学科的兴趣，增强学生将物理知识应用于生活的意识。
学情分析 八年级学生已具备一定的物理基础知识和实验操作能力，对生活中的物理现象有一定的观察和思考。在学习本课时之前，学生已经掌握了压强的基本概念和液体压强的相关知识，这为理解大气压强提供了一定的知识储备。但大气压强较为抽象，学生难以直观感受，且在实验设计和数据分析方面还存在不足，需要教师在教学过程中加以引导和训练。此外，学生对新鲜事物充满好奇心，对与生活实际紧密相关的物理知识有较高的学习兴趣，这为开展项目式教学提供了有利条件。
重点 1.能通过实验，了解大气压强2.能通过实例，说明大气压强与人类生活的关系
难点 能运用大气压强知识解释生产生活中的相关应用
材料准备 多媒体、课件、黑板、粉笔、课本、水杯、硬纸板、清水
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 教师播放覆杯实验视频，请同学们观看视频，观察杯子装满水，盖上薄片，杯口向下，会出现什么现象？为什么会出现这种现象呢？这托住纸片的神奇力量到底是何方神圣呢？ 跟随教师的引导思路，积极思考教师提出的问题，快速进入新课学习 通过视频＋问题导入，将学生快速带入课堂状态，引发学习兴趣并导入新课
讲授新课 【知识总结】大气层我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气体包围着坚实的大地，保护、养育着地球上的生命。这层厚厚的气体，人们通常称之为大气层。大气压强空气和液体一样，内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强，简称大气压或气压。证明大气压的存在——马德堡半球实验1654 年 5 月 8 日，德国马德堡市市长、抽气泵的发明者奥托·格里克做了一个令人惊奇的实验。他将两个直径约为 36 cm 的铜质空心半球紧扣在一起，用抽气泵抽出球内空气，然后用 16 匹马分别向相反方向拉两个半球，结果 16 匹马费了很大的劲才拉开。两个半球被拉开时，爆发剧烈响声。假如不抽去半球内空气，用手就能拉开它们。这就是历史上著名的马德堡半球实验。感受空气的“力量”【做一做】 方法：取两个挂物品的小吸盘，按图对接，挤出吸盘内部的空气，然后双手向两侧拉吸盘，你有什么感觉？若让外部空气进入吸盘内部，你又有什么感受？你能解释这种现象吗？我们发现，若要拉开对接排出空气后的吸盘，则需较大的力；若让外部空气进入吸盘内部，则能轻松分开吸盘，这是为什么呢？【教师引导分析】这是因为吸盘内部空气排出后，吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起，所以需要较大外力才能将其拉开。如果空气能进入吸盘内部，吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小，那么就能分开吸盘。【教师提问】现在你能解释覆杯实验的现象吗？你再试试，轻轻转动杯子，使薄片朝不同方向，看看薄片是否仍能停留在杯口，并解释原因。【教师提问】气体和液体一样，具有流动性，请同学们类比液体压强产生的原因，尝试总结大气压强产生的原因【知识总结】大气压强产生的原因：空气受重力空气具有流动性【教师提问】大气中存在大气压强，那么，大气压强有多大？如何测量呢？ 埃万杰利斯塔·托里拆利（Evangelista Torricelli，又译托里切利，1608年10月15日－1647年10月25日），意大利物理学兼数学家，以发明气压计而闻名。 托里拆利及其同伴在 1643 年通过实验首次测出大气压强的大小与 760 mm 高的汞柱产生的压强相等，约为1.013×105 Pa 【教师提问】托里拆利是如何测出大气压的呢？托里拆利实验如图所示，取一根长约 1 m、一端封闭的细玻璃管，将玻璃管灌满汞；用戴有手套的手指堵住管口，将玻璃管倒插在汞液槽中；放开堵住管口的手指，让管内的汞流出。实验现象 玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了。经测量，管内外汞液面的高度差约760 mm。为什么玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了？是哪种神奇的力量托住了液柱呢？实验分析灌满汞的玻璃管内部没有空气。随着汞柱的下降，管内汞液的上方形成真空。管外汞面上受到的大气压强支持着玻璃管内760 mm高的汞柱也就是说，此时的大气压强跟760 mm高的汞柱产生的压强正好大小相等即：p大气= p 汞 = ρgh = 13.6 × 103㎏/m3 × 9.8 N/㎏× 0.76m ≈1.013×105 Pa【深入理解】请同学们尝试算一算，如果用水和足够长的玻璃管做这个实验，留在玻璃管中的水柱大约有多高？所以，理论上，在覆杯实验中，只要水的高度不高于10m,实验均可完成【观看视频】观看托里拆利实验视频，思考玻璃管的粗细、将玻璃管向上提、将玻璃管倾斜等操作是否会影响液面高度呢？【知识总结】托里拆里实验中，管内上方一定是真空。水银的高度只由外界大气压的大小决定。液面高度和管的粗细、倾斜角度、长度以及上提还是下压无关。常见测量工具——各种气压计管式弹簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通，而另一端封闭，并连接杠杆、齿轮和指针等。当空心弹簧管内的压强增大时，管就趋向于伸直，也就是弯度变小。这种形状的变化，由杠杆和齿轮带动指针，指示所测气体的压强迷你实验室估测大气压强 如图所示，将注射器的活塞推至外筒的顶端，排尽空气，然后密封注射器的小孔，避免空气进入。将活塞与弹簧测力计挂钩相连，随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。记录此时弹簧测力计示数，测算活塞的横截面积，则可估算出大气压强的大小。影响大气压的因素在海平面附近，大气压强约等于 1.013×105 Pa。离海平面越高的地方，空气越稀薄，那里的大气压强越小，沸点越低。大气压的应用观看视频，理解挂钩原理观看视频，理解挂钩原理每个人身上都承受着大气的压力，但未被压瘪，这是因为人体内部的压强能与大气压强平衡。航天员穿航天服的作用之一，就是利用航天服产生适当的压强，保障生命安全【随堂练习】教师给出关于压强的相关练习，加以巩固（题目见本篇末尾练习合集） 积极听课，尝试理解教师给的相关概念听老师讲关于马德堡实验的相关事迹，感受伟人背后的艰辛和不易按照教师给出的实验方法自己动手实验，并认真观察试验结果在教师引导下思考此现象出现的结果尝试将所学知识和覆杯实验相联系，并尝试自己解释覆杯实验原理听老师讲关于托里拆利实验的相关事迹，感受伟人背后的艰辛和不易认真思考实验设计的初衷及特点，并认真理解，在教师引导下逐步深入学习认真跟随教师思路理解过程并努力思考尝试利用学习的知识解释教师给出的解析过程根据刚才教师讲的利用汞求大气压的过程，尝试解决将汞改成水后水柱有多高观看视频，思考教师提出的问题并总结规律了解生活中常见的气压计，增加生活常识，丰富阅历利用生活中较为常见的器材测量大气压强，在教师引导下尝试完成掌握影响大气压的因素，并尝试利用此原理解释生活现象理解生活中应用大气压强的现象并类比这些原理尝试解释其他大气压现象认真完成教师布置的习题 给出基础概念，为后续学习打下基础调动学生积极性，激发学生的学习兴趣让同学们亲自动手感受大气压强的存在，并锻炼他们的动手能力帮助学生理解大气压工作的原理，为后续应用做准备首尾呼应，让学生通过学习的知识解决先前的问题，加深理解调动学生积极性，培养学生吃苦耐劳勇于探索的精神。通过实验步骤演示，让学生们感受实验设计的严谨性通过逐步问答的方法层层深入，帮助学生理解和液体压强相结合，知识呼应，增加学生的知识理解和组合能力学以致用，检验学生是否真的理解并帮助学生加深印象和理解激发学生学习兴趣并加深学生对知识的深入理解丰富学生的课外知识，课内外知识相结合，增加学生学习物理的兴趣加深学生对知识的理解，锻炼学生的科学思维和动手能力丰富学生的知识，帮助学生学以致用学以致用，将知识和生活现象相结合，让学生们感受物理的力量、科学的魅力及学及练、及时巩固。
课堂练习 认真思考，努力解决问题并认真听老师讲解 及时练习，巩固知识
课堂小结 和教师一起回顾本节课知识并尝试自己做小结 加深对本节课内容的记忆及理解，并锻炼学生的表达及总结能力
板书 探究：空气的“力量”一、大气压强1、大气层我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气体包围着坚实的大地，保护、养育着地球上的生命。这层厚厚的气体，人们通常称之为大气层。2、大气压强空气和液体一样，内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强，简称大气压或气压。马德堡半球实验证明了大气压存在。托里拆利测出大气压数值大气压强P=1.013×105 Pa二、应用挂钩、注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机
教学反思 学生是课堂的主题，要让学生真正融入到课堂中去，可以尝试小组讨论、小先生、课外知识分享等模块。注意课程的与时俱进和趣味性，紧跟课标及时事。3、讲课过程中要注意所有学生，分层讲课分层练习 及时反思，有利于提高自己的业务水平，进一步优化课堂
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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