资源简介

1.3 空气占据的空间会改变吗
四年级上册 · 第一单元 · 空气
① 学习目标 · 方法指导
我能解释"为什么还有少量水能进入瓶子"——空气可以被压缩，腾出空间
我能通过挤压塑料瓶和压注射器两种方法，比较空气和水的可压缩性
我能说清"空气微粒间距大容易被压缩、水微粒间距小不易被压缩"的道理
我能举出生活中空气被压缩的例子（打气、喷壶、气钉枪等）
方法指导
· 对比实验法：两支相同注射器，一支抽空气、一支抽水，压活塞比较变化
· 观察记录法：记录注射器压前、压后的刻度，比较两次读数
· 推理法：从"瓶入水仍有少量水进入"推出"空气被水压挤压缩了一点"
② 探究乐园 · 概念与发现
【关卡1】上节课为什么还有少量水能进入瓶里？
上节课我们发现：把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有气泡产生，但还是有少量的水进入瓶子里。既然空气占满了瓶子的空间，为什么还有水能进去呢？想一想：空气把空间占得满满的，水本来进不去；可是水还是进了一点——是不是空气让出了一点空间？
把空塑料瓶瓶口朝下压入水中，有少量水进入瓶子
【关卡2】用手挤压塑料瓶，空气会被压扁吗？
用手分别挤压装满空气和装满水的塑料瓶，说一说感觉有什么不同？现象：①装空气的塑料瓶瘪了——空气被压缩了；②装水的塑料瓶被挤压后变化很小——水不容易被压缩。
动手探究：捏一捏空瓶和水瓶
1. 拿两个一样的塑料瓶，一个装满空气、一个装满水（盖紧盖子）。我的发现：装空气的瓶子一捏就____；装水的瓶子很难捏动，说明水____被压缩。2. 这两个现象说明什么？我的结论：空气容易被____，水不容易被____。
★ 参考答案：瘪；不易；压缩、压缩。
【关卡3】用注射器研究空气和水占据的空间
用两支相同的注射器分别抽进同样多的空气和水，记录注射器的初始刻度。用手堵住注射器管口，慢慢用力压活塞，直到压不动为止，观察并记录此时的刻度。重复上面的实验。预测一下：哪支注射器的活塞更容易被压下去？为什么？
注射器里的空气被压缩时，空气微粒距离变小
【关卡3·续】实验结论
实验结论：空气容易被压缩，水不容易被压缩。空气微粒间的间距大，容易被压缩；水微粒间的间距小，不容易被压缩。
真实实验：学生手持注射器，压活塞观察变化
动手探究：注射器压一压
1. 用两支相同的注射器，分别抽进同样多的空气和水，记录初始刻度。空气注射器初始刻度：____；水注射器初始刻度：____。2. 堵住管口，用力压活塞，直到压不动，记录最终刻度。空气注射器最终刻度：____；水注射器最终刻度：____。3. 我的发现：空气注射器活塞下压了____（多/少），水注射器活塞几乎没动。
★ 参考答案：例如空气 10→4、水 10→9.5；多。
【关卡4】研讨1：挤压装空气的塑料瓶，空气被压缩了吗？
1. 根据注射器实验我们可以推测，在探索2中当我们挤压装空气的塑料瓶时，瓶中的空气被压缩了，这样说对吗？说一说理由。答：对。因为注射器实验证明空气可以被压缩，塑料瓶中的空气同样会被压缩，占据空间变小。
【关卡5】研讨2：为什么仍有少量水能进入瓶中？
2. 将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入瓶中？答：因为水压将瓶子里的空气稍微压缩了一点，腾出一点点空间，所以有少量水进入。
【关卡6】研讨3：鼓起来的皮球为什么还能继续充气？
3. 鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？答：因为皮球内的空气可以被压缩，充气时新进入的空气将原有的空气压缩，皮球内空气占据的空间可以略微增大，所以能继续充入。
【关卡7】小游戏：制作空气压缩枪
用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在注射器管口。用力压活塞，管口处的橙子皮会像子弹一样发射出去。安全提醒：游戏时，注射器管口不能对着人。
注射器吸入空气，用橙子皮堵住管口
生活中的科学
生活中用到"空气被压缩"原理的地方还有很多：打气筒给篮球/自行车充气、喷雾瓶喷香水/杀虫剂、气钉枪射钉子、空气减震器、压缩空气刹车……它们都是先把空气压缩进有限的空间，再利用压缩的空气去做功。
③ 易混小贴士
【易混小贴士】
1. “空气被压缩”≠“空气消失”——压缩空气只是把空气微粒挤得更近、占据空间变小；空气的数量并没有减少，质量也没有变。放开手或打开出口，空气还会弹回原来那么大。
2. “水不容易被压缩”不是“绝对不能”——水不容易被压缩是说用力压注射器活塞几乎不动；并不是水绝对不能被压缩，只是需要的力气特别特别大，在生活中几乎看不出来。
3. 皮球能继续充气 ≠ 空气无限多——皮球能继续充气，是因为皮球里的空气被不断压进去的新空气进一步压缩。空气的数量在增加，占据的空间略增大，但皮球有最大承受范围，充过头会爆炸。
④ 闯关练习 · 分层挑战
实战演练
一、填空：
用两个相同的注射器分别抽进同样多的空气和水，用手堵住注射器管口，慢慢用力压活塞，直到压不动为止，观察并记录此时的刻度。
空气　________　被压缩，水　________　被压缩。
（均填“容易”或“不易”）
二、选择题：
2. 一个瘪的篮球，充气变圆后，还可以往里面再充入一些空气，这是因为（ ）。
A. 空气可以被压缩
B. 空气很轻
C. 空气不占据空间
3. 注射器抽进空气，堵住口，用力压活塞，活塞会（ ）。
A. 推到底
B. 很难推动
C. 推到一定程度推不动
4. 如果注射器抽进水，堵住口，用力压活塞，活塞会（ ）。
A. 推到底
B. 很难推动
C. 推到一定程度推不动
5. 空气被压缩后，（ ）发生了变化。
A. 空气的质量
B. 空气微粒大小
C. 空气微粒间的距离
巩固拓展
6. 小挑战：家里有打气筒吗？找一个打气筒，把活塞往下压时感觉一下阻力；把活塞拉起来时再感觉一下阻力。把你两次的手感写下来，并想一想这是为什么？
7. 想一想：空气被压缩后能做什么事？请写出 2 个例子，并说明它是怎么利用压缩空气的。
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. 比一比：挤压塑料瓶、压注射器，两种方法都能比出空气易压、水不易压。
2. 看微粒：空气微粒间距大 → 易压；水微粒间距小 → 难压。
3. 找应用：打气筒、喷壶、皮球、气钉枪，都是压缩空气在帮忙。
我学到的 关键结论
核心结论 空气容易被压缩，水不容易被压缩；空气占据的空间会改变
原因 空气微粒间距大，水微粒间距小
注射器实验 空气注射器活塞可明显压下；水注射器活塞几乎不动
少量水进瓶 水压把瓶里空气稍微压缩了一点，腾出一点空间
皮球能继续充气 新空气把皮球里的旧空气进一步压缩，皮球内空气占据空间略增大
生活应用 打气筒、喷雾瓶、皮球充气、气钉枪、压缩空气刹车等
参考答案
1. 答案：容易；不易 【空气微粒间距大，用力压活塞空气被压缩很多；水微粒间距小，水几乎不能被压缩。】
2. 答案：A 【瘪篮球充气变圆，还能继续充入空气，是因为新空气把球内旧空气压缩了，说明空气可以被压缩。】
3. 答案：C 【注射器抽空气，堵住管口用力压活塞，空气能被压缩，活塞压到一定程度推不动。】
4. 答案：B 【注射器抽水，堵住管口用力压活塞，水几乎不能被压缩，活塞很难推动。】
5. 答案：C 【空气被压缩，空气的数量和质量没变，但空气微粒间的距离变小了。】
6. 答案：示例：活塞往下压时感觉有阻力、比较费力；活塞往上拉时感觉较轻。这是因为打气筒里有空气，往下压就是把空气压进轮胎/球里，往上拉只是把外面的空气吸进来。 【言之有理即可。】
7. 答案：示例：①打气筒给自行车打气——活塞向下推，把空气压进轮胎里；②喷雾瓶喷水——按压瓶盖时把瓶内空气压缩，压缩空气把水从管口压出变成雾状。 【言之有理即可。】

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