资源简介

1.2 空气能占据空间吗
四年级上册 · 第一单元 · 空气
① 学习目标 · 方法指导
我能做“塑料瓶压入水中”的实验，说出水能不能进入瓶子，并解释原因
我知道空气能占据空间，能解释拧紧瓶盖、拧开瓶盖、注入空气时小球和水位的变化
我能用其他方法（压不扁的瓶子、瓶内吹不大的气球、兜空气的塑料袋）证明空气占据空间
我能说出生活中哪些地方用到了“空气占据空间”的原理
方法指导
· 实验观察法：剪掉瓶底、压入水中、在瓶内放小球，观察水位和小球位置的变化
· 三步对比法：拧紧瓶盖 → 拧开瓶盖 → 注入空气，把三次现象连起来比较
· 推理法：从“水进不去 / 水位升高 / 水被挤出”的现象，推出空气占据了瓶内的空间
② 探究乐园 · 概念与发现
【关卡1】瓶口向下压入水中，水能进去吗？
上节课我们感受了空气，空气有什么特点？这节课来研究一个新问题：把空塑料瓶的瓶口竖直向下压入水中，水能够进入瓶内吗？先猜一猜：如果瓶子倾斜着压入水中，瓶口会有气泡冒出，说明瓶里有空气。那瓶口朝下竖直压入，水会进到瓶子里吗？
把空塑料瓶倾斜压入水中，水会从瓶口进入、排出里面的空气
【关卡2】剪掉瓶底，压入水中，水会进来吗？
做一个实验：剪掉空塑料瓶的下半部分，将上半部分竖直压入水中，水会进入瓶子里吗？为了方便观察瓶内水面的变化，可以在瓶内放一个小球漂浮在水面上。实验分三步观察：第一步：拧紧瓶盖，慢慢将塑料瓶的上半部分压入水中——水不会进入瓶子，小球停在瓶底。第二步：拧开瓶盖，把空气放出来——瓶子里的水位慢慢升高，小球上浮至水面。第三步：向瓶中注入空气——瓶子里的水被挤出去了，水位下降。
拧紧瓶盖，把塑料瓶上半部分压入水中，水进不去
拧开瓶盖，放出空气，水位升高、小球上浮
【关卡2·续】为什么会有这些现象？
瓶子倒扣压入水中时，瓶内本来就充满了空气。空气占据了瓶内的空间，挡住了水，所以水进不去。拧开瓶盖，空气从瓶口跑出来，水就迅速进入瓶内，把小球托着浮起来；再向瓶里打气，空气又把水挤出去，水位下降。
用注射器向瓶内注入空气
瓶内装水时，水面总是水平的
注入空气后，水被挤出、水位下降
动手探究：瓶中水位的变化
1. 剪掉空塑料瓶下半部分，瓶内放一个小球，竖直倒扣压入水盆，拧紧瓶盖。我的发现：水____（填“能”或“不能”）进入瓶子，小球停在____（填“瓶底”或“水面”）。2. 拧开瓶盖，让空气跑出来，观察小球。我的记录：水位慢慢____，小球____到水面。3. 用注射器向瓶内注入空气。我的记录：水被____，水位____。
★ 参考答案：不能、瓶底；升高、上浮；挤出、下降。
【关卡3】什么是“水平线”？
这里说的“水位”，指的是容器中水面距离容器底部的高度。无论装水的容器怎样倾斜，我们看到的水面在水静止不动时总是平直的。我们把这条平直线叫作“水平线”。
生活中的科学
用水平尺量窗台平不平、工人砌墙看准绳，都是利用“静止的水面总是水平的”这个现象。
【关卡4】瓶中水位的变化是怎样产生的？
空气占据瓶内空间，阻止水的进入。瓶盖拧开后，空气从瓶口离开，水迅速进入瓶内，小球随之上浮至水面。向瓶内加入空气，水被空气挤出，水位下降。
空气占据空间实验记录单：拧紧瓶盖 / 拧开瓶盖 / 注入空气
【关卡5】空气能占据空间吗？还有别的方法证明吗？
空气能占据空间。其他方法也能证明空气占有一定空间：1. 堵住瓶口压瓶子，很难压扁；2. 瓶内套气球吹不大；3. 塑料袋兜空气会鼓起。
想一想：还能怎么证明
下面三种现象，都说明空气占了地方，选一种说说理由：A. 堵住瓶口，用手压瓶子，瓶子很难压扁；B. 把气球套在瓶口往里吹，气球吹不大；C. 撑开塑料袋兜一下，袋口一收，袋子鼓鼓的。我的选择：____ 说明空气占据空间，因为____。
★ 参考答案：示例：C；塑料袋鼓起来是因为里面装满了空气，空气占了袋子的空间。
【关卡6】小挑战：用空气把水挤出来
有半瓶水、一块橡皮泥和两根吸管。在不倾斜瓶子的情况下，我们能利用空气将水从瓶中挤出来吗？办法：用橡皮泥把瓶口封住，插进两根吸管。一根吸管伸到水面以下，另一根吸管只伸到瓶口附近（不碰到水）。从短吸管往里吹气，瓶子里的空气变多、占据空间变大，就把水从长吸管里挤出来了。
实验材料：半瓶水、橡皮泥、两根吸管
用橡皮泥封口、两根吸管把水挤出来的装置
【关卡6·续】生活中哪里用到了这个原理？
生活中很多地方都用到了“空气占据空间”的原理：用打气筒给篮球打气、给自行车轮胎充气，都是把空气压进有限的空间；用吸管喝饮料、用注射器抽水，都和空气占据、挤走液体有关。
③ 易混小贴士
【易混小贴士】
1. “空气占据空间”≠“空气能被压缩”——占据空间是说空气占着地方、挡住水进去；能被压缩是说空气的体积可以变小。两个是不同的性质，不要混为一谈。
2. 水进不去，是因为空气挡着，不是盖子拧得紧——瓶子倒扣压入水中，水进不去的真正原因是瓶里的空气占据了空间。拧开瓶盖让空气跑掉，水立刻就进去了——所以关键在“空气”，不在“盖子紧不紧”。
3. 拧紧 / 拧开 / 注入空气，现象正好相反——拧紧瓶盖：水不进、小球在底；拧开瓶盖：水进、小球上浮；注入空气：水被挤出、水位下降。三步对比记清楚，别记反。
④ 闯关练习 · 分层挑战
实战演练
一、判断题（对的打“√”，错的打“×”）：
（1）只要把杯子放在水中，杯子就会充满水。（ ）
（2）水能挤走杯内的空气，空气也能挤走杯内的水。（ ）
二、选择题：
2. 乌鸦喝水的故事里，乌鸦将小石子放入瓶子里，水面就会升高一点，当水面没有上升到瓶口时，占据瓶内空间的物质是（ ）。
A. 空气和水
B. 水和小石子
C. 小石子、水和空气
3. 如图所示，用打气筒持续向杯中充气后，能看到（ ）。
A. 杯中水位不会变化
B. 乒乓球会逐渐下降
C. 杯外水位会下降
4. 玩气球的时候，小明用手轻轻按压吹大的气球，会有鼓鼓的感觉，这说明（ ）。气球可以被拧成不同的形状，主要是因为（ ）。
A. 空气没有固定的形状
B. 空气能占据空间
C. 空气没有质量
5. 如图，在瓶子里放一个气球，气球口用橡皮筋扎在瓶口上。用力吹气球，不管用多大的力气都无法将气球吹得很大，这是因为（ ）。
A. 气球里有空气
B. 气球皮太厚
C. 瓶子和气球之间被空气占据
6. 水开了，妈妈能将水倒入暖壶中是因为（ ）。
A. 空气不占据空间
B. 水不占据空间
C. 水挤走了暖壶内的空气
巩固拓展
7. 小挑战：有半瓶水、一块橡皮泥和两根吸管。在不倾斜瓶子的情况下，利用空气把水从瓶中挤出来。请把你的做法写下来（画一画装置也可以），并说明为什么水会被挤出来。
8. 想一想：生活中还有哪些地方用到了“空气占据空间”的原理？写出 2 个例子，并简单说明它是怎么用的。
⑤ 我的学习地图
今天我学会了什么？（在横线上写一写，或画一画你印象最深的实验）
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观察小窍门
1. 看三步：拧紧瓶盖（水不进）→ 拧开瓶盖（水进、球上浮）→ 注入空气（水被挤出）。
2. 找证据：压不扁的瓶子、瓶内吹不大的气球、鼓起的塑料袋，都能证明空气占空间。
3. 联生活：打气筒充气、用吸管喝饮料，都用到了空气占据空间的原理。
我学到的 关键结论
核心结论 空气能占据空间
瓶中三步 拧紧瓶盖：水不进、小球在底；拧开瓶盖：水进、小球上浮；注入空气：水被挤出、水位下降
水平线 静止的水面总是平直的，这条平直线叫“水平线”；水位=水面到容器底的高度
其他证明 堵瓶口压不扁、瓶内套气球吹不大、塑料袋兜空气鼓起
生活应用 打气筒/轮胎充气、吸管喝饮料、注射器抽水
参考答案
1. 答案：（1）× （2）√ 【（1）把杯子放在水中，如果杯口朝下，里面的空气占据空间，水进不去，杯子不会充满水；（2）水能挤走空气，空气也能挤走水，二者互相占据空间。】
2. 答案：C 【水面没升到瓶口时，瓶里还有空气，所以是“小石子、水和空气”共同占据瓶内空间。】
3. 答案：B 【持续向杯中充气，杯内空气越来越多、占据空间变大，把乒乓球连同水往下压，乒乓球逐渐下降。】
4. 答案：第一空 B，第二空 A 【按压气球有鼓鼓的感觉，说明空气占据空间；气球能被拧成各种形状，是因为空气没有固定的形状。】
5. 答案：C 【气球口扎在瓶口，瓶子和气球之间本来被空气占据，空气跑不掉，所以气球吹不大。】
6. 答案：C 【水能倒进暖壶，是因为水把暖壶里的空气挤走了——说明水也占据空间。】
7. 答案：做法：用橡皮泥封住瓶口，插两根吸管，一根伸到水面下、一根只在瓶口。从短吸管吹气，空气占据瓶内空间变大，就把水从长吸管挤出来。原因：空气占据空间，进来的空气把水挤出去。 【见关卡6小挑战。】
8. 答案：示例：①给自行车轮胎打气——把空气压进轮胎占空间，轮胎鼓起来；②用吸管喝饮料——嘴里吸气减少吸管内空气，外界空气占据变化使饮料被压上来。 【言之成理即可，关键要说到“空气占据空间”。】

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