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大气压强实验优选九篇

时间:2022-12-24 00:04:46

大气压强实验

大气压强实验第1篇

1.1实验演示

首先将一枚硬币放入一个平底盘中,再往盘中加入一定量的自来水,要求淹没纽扣,然后再往盘中滴入红墨水少许(为使实验现象更明显,可以稍微多加一些),接下来用小刀截取一小段蜡烛,将其放入准备好的玻璃杯中,并用蜡油固定在玻璃杯底,再点燃它。待蜡烛燃烧至杯壁稍微发烫时(位使实验效果明显,可以稍微烫一点儿),迅速将其倒扣入盘中,要求玻璃杯口边缘压着纽扣。可以发现,在倒扣入盘中的瞬间,蜡烛熄灭,慢慢地杯外盘中的液面下降,盘中的水越来越少,而玻璃杯中的液面却慢慢地上升,最后会发现盘中的水几乎全部被吸入到玻璃杯中。

1.2实验分析

通过实验我们可以了解到,当蜡烛在玻璃杯中不断燃烧时,杯中空气受热膨胀,当玻璃杯被倒扣入盘中后,空气的缺少导致蜡烛熄灭,此时空气温度也会慢慢降低,在杯中空气体积不变、重力加速度也不变的情况下,空气密度降低,由初中物理计算液体压强的公式P=ρgv可知,杯内大气压强会逐渐减小,由于大气压平衡,要维持杯内杯外压强相等,所以杯内液面上升以达到杯内空气体积减小,空气密度上升,增加杯内压强的目的,所以盘中水被吸收到玻璃杯中,会产生这样的现象都是大气压强存在的表现。

2总结

物理实验既是一种教与学的方式,又是学生必须掌握的学习内容和科学方法;物理实验促进学生正确地理解物理概念、规律和方法,激发学生对自然科学的热爱有着独特的魅力和力量。通过大气压强的实验设计及实现,可以得出中学有些物理实验并不是都需要昂贵精密的设备和器材才能去完成,在我们身边的一些废弃回收物也可以组装完成许多重要且有趣的物理实验,这样不仅将生活中的废弃物变废为宝,达到环保的目的,而且可以帮助学生理解知识,更方便容易地接触实验,亲手做实验。不再为昂贵的实验器材而担忧(针对小型物理实验)。

大气压强实验第2篇

关键词:实验教学;课堂效率;探究

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)1(X)-0027-3

设计合适的实验教学,能使课堂教学达到事半功倍的效果。那么,课堂教学中如何选取,设计合适的演示实验和学生实验呢?下面结合《大气压强》教学实例谈谈如何组织实验教学来提高课堂教学效率:

1 设计好演示实验创设情境引入新课题

教育学和心理学为我们指明了学习活动的第一导向――兴趣,教师应尽可能设计演示实验创设情境引入新课题,引导和诱发学生学习科学的浓厚兴趣,使学生产生强烈的求知欲望,从而产生学习动力,积极主动参与学习活动。

由于各种各样的原因,中学生普遍存在生活经验不足,实践经验缺乏等特点,因此对抽象的概念,规律的形成与理解,往往存在着不同程度的困难,这就需要教师在课堂上做好演示实验进行补偿。

当然,有时学生获得的直接经验是片面的,甚至是错误的。利用这一特点,我们设计演示实验时,可以有意识的制造一些陷阱,让学生产生认知冲突,引发思考,然后引导学生对此做具体的分析和处理,以加深学生的印象,更有效的完成教学目标。

案例1 在《大气压强》一节的课堂教学中,为了引出大气压强的存在,通常采用“倒杯实验,玻璃注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来”等实验来展开教学。可是,在实际实验中还是存在着一些问题需要反思,如:在做倒杯实验时,要求玻璃杯不能太大,纸片软硬要适度,玻璃杯中不能进入空气,翻转过来时动作要迅速等,否则成功率较低;而玻璃注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来实验,则较容易使学生产生错觉――注射器活塞对钩码向上的拉力来自活塞与注射器外壳之间的摩擦力。我设计了这样的演示实验:

1、器材:一杯水(染成红色),一个空杯,一个胶头(或橡皮套),一根玻璃管(两端开口,粗细均匀,长20cm,内径约5~10mm均可)

2、演示过程

演示1:出示玻璃管,将空杯置于管的正下方,然后向管内倒水,可看到水从管底流出。

演示2:左手拿管,并且用食指紧紧堵住玻璃管的下端,仍然向管内注入水,至满(见图1)。

教师提问:为什么水不会从下面流出?

学生微笑,齐答:因为管底被手指堵住了。笔者肯定学生的回答,并指出:由于管底被手指堵住,所以手指对管内的水产生向上的压强,支承住了水柱。接着置疑:若此时将管倒拿,使其开口端朝下,水会不会流出?学生纷纷猜测,形成悬念。

演示3:左手拿管不变,同时用右手中指抵住玻璃管的上口,然后将管倒置,(倒置过程中,手指不要松开)。接着故意缓慢移开右手指,使下面的管口露出。这时可见红色水柱并没有流出来!(见图2)

学生大吃一惊!教师自言自语:咦,为什么水没有流出来呢?(可用左手倒拿着管,夸张地放到眼底瞧一瞧)难道管里的水突然没有了重力吗?难道是老师会气功,‘发功’将管内的水吸住了吗?

学生轻笑,同时产生了想获知正确答案的强烈欲望。

启发:虽然我们看不见管口有物堵住它,但管口附近是不是任何物体都没有呢?

学生茅塞顿开――有空气存在。

因势利导:在管口四周存在着我们看不见的大量空气,这些气体起到了手指的作用,堵住了管口,使管内的水竟然无可奈何地呆在里面。这说明了这些大气对管底的水面有向上的压强,支承着水柱。

这时,仍有学生半信半疑,可进一步说明:因为现在管内的水只有下面受到了大气压强的支承作用,所以很难流出;但如果同时有大气作用在管的上水面,那么上、下作用的气压相互抵消,水就会在重力作用下流出来。

松开左手食指,水应声落下。(学生开始相信大气有压强)

演示4:改用胶头,套住玻璃管的一端,再做一遍,同样获得满意效果。

至此,学生对空气有压强已深信不疑。可以十分顺畅地进行后面的教学。

在这个课题的引如过程中,有意识的通过演示1和演示2设置了一个感知陷阱,再通过演示3引起学生的认知冲突,使学生的认知过程一波三折,加深可印象,取得了一个了非常好的教学效果,同时体现了规律形成过程的曲折性和挑战性。试想,如果这里设计演示实验时,直接演示实验3和实验4,也可以切入课题,但相比之下,效果就要欠缺一些了。

因此,在课堂教学中,采用怎样的演示实验来引入课题,是需要仔细切磋和推敲的。

2 设计演示实验使学生加深对科学概念的理解

科学概念大多比较抽象,学生不易理解。在教学过程中教师可以设计演示实验使学生由形象思维过渡到抽象思维,从而加深对科学概念的理解,运用所学知识解释实验现象,培养学生理论联系实际和分析问题、解决问题的能力。

案例2 仍以《大气压强》一节的课堂教学为例,为加深对大气对各个方向都有压强的理解,我设计了这样的演示实验:

演示5:玻璃杯装满水用纸片挡住,倒立玻璃杯,纸片不脱落,如图1,说明向上有大气压。

演示6:向下.将剥了壳的熟鸡蛋塞住刚烧过酒精棉球的广口瓶口,很快鸡蛋就被压进广口瓶中,如图2,说明向下有大气压。

演示7:取一只透明的玻璃瓶,塞子上插一根两端开口的直玻璃管和一根直角弯管,在直管的下端扎一只未充气的彩色小气球.如图3所示.当用抽气机从直角弯管上抽去瓶内空气时,瓶内彩色小气球被逐渐“吹”大.当取下抽气机时,彩色小气球恢复原状.试对以上现象做出科学的解释。

学生分析后教师小结:当瓶内空气被抽出时,瓶内气体压强逐渐减小,气球通过直玻璃管和大气相通,使小气球内大气压强大于小气球外(瓶内)的气体的压强。在大气压的作用下将小气球“吹”大。当取下抽气机时,空气进入瓶内,使瓶内、外压强都相等,都等于大气压强.小气球在弹力作用下又恢复原状。“吹”胀气球的实验可说明大气向各个方向都有压强,而且向各个方向的压强都相等。

建构主义认为,学习并不是简单的信息积累,更重要的是新旧知识经验的相互作用以及由此而引发的认知结构的重组。也就是说,学习是学生的经验体系在一定环境中自内而外的“生长”,它首先要以学习者原有的知识经验为基础实现知识的建构。按照奥苏贝尔的观点,新知识只有在认识系统中找到与之相关联的旧知识作为“固定点”,并在固定点的基础上,促使新旧知识之间相互作用,才能使新知识纳入旧知识系统而获得意义,固定点是否清晰,是否具有较强的固定力是实现高效建构的关键。在本案例中,大气向各个方向都有压强是建立在液体向各个方向都有压强的基础上学习的,是一种基于旧知识的知识建构,教师在这里首先要把液体压强的特点点明,使“固定点”更清晰,有利于同化新知识。通过以上演示实验,不仅加深了对所学知识的理解,还可以提高学生探索自然现象和日常生活中的科学规律的兴趣,并使得课堂效果更有活力。

3 改验证式实验为探究式实验,注重过程,注重体验。

课本中的演示实验很多是验证式实验,缺少启发性。我们将其中某些和学生已有知识关系密切的演示实验改探究式演示实验,引导学生通过设想、观察、分析、归纳而得出新概念、反应或原理。

案例3 对《大气压强》中的大气压强的大小与气体的流速的关系的教学,我就采用了如下方法:

问:看到的这幅图片(一幅有关火车看台的图片),你能提出一些问题来吗?老师有一个问题:在火车的站台上,标有一道平行于铁轨的直线。当列车驶过时,不允许旅客站在这条线内,以保证人体与铁轨离开足够的距离。你知道这是为什么吗?

要解释这个问题,就让我们一起来做几个探究实验吧!

【实验】研究气流的流速与压强的关系

(1)找一条薄纸带,捏住纸的一端,让纸自然下垂,当你用嘴朝水平方向吹气时,你会发现什么现象?若改变吹气的力量和速度,纸带会发生什么变化?

现象:纸向上飘起

(2)找两张相同的薄纸,用手捏住两张纸的一端,让两张纸自然下垂,相距3-5厘米,并使两张纸保持平行。沿两张纸的中间向下吹气时,猜测会出现的现象。试一试,结果与你的猜测相同吗?

学生猜测:纸条会被气流向两边吹开

现象:当吹气时,两纸条反而向中间合拢

分析:吹气时纸条为什么会向中间合拢呢?

肯定是纸条受到了力的作用,而且力的方向是指向内侧。那么是什么物体施与纸条力的作用呢?我们分析一下:与纸条接触的只有空气。吹气前,两条纸互相平行,保持一定的间距,没有吸引和推斥,表明它们受到外侧和内侧的力互相平衡;吹气时,两条纸相互靠近。纸条外侧的气体压强没有发生变化,说明是纸条内侧的气体压强变小了。吹气时与不吹气时有什么不同吗?两纸条内侧的气体的流速较大。

可见,气体流速的改变,改变了气体的压强;而且是气体的流速越大,压强越小。

问:现在你能解释在火车站的站台上,人为什么要与行驶的列车保持适当距离了吗?

行驶的火车和人之间的气流速度大,压强变小。人外侧的大气压大于火车和人之间的气压。这种情况下,会使人大气压挤到火车前,这样非常危险。

【实验】把一支玻璃管插入水中,当用另一支玻璃管对着它的上端吹气时,有什么现象?试一试,怎样对此现象作出解释。

现象:有水从管口吹出。

解释:玻璃管的上端气流速度大,压强小(小于大气压)。所以玻璃管中的水在大气压的作用下从管口出来。

【实验】纸飞机机翼上升实验

我们发现:空气流到机翼前缘后,分成上下两股气流,分别沿机翼的上下表面流过,在机翼后缘又重新汇合向后流去。机翼的上表面凸起,使流速加快,压强减小;而机翼的下表面流速小,压强增大。于是在机翼的上下表面出现了压强差,就有了压力差,这成为飞机上升的动力。当升力大机重力的时候,飞机就可以升空了。

几次对比,让学生分析、讨论,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来,得出大气压强与气体流速的关系,全体学生都留下了深刻的印象。

从生动的直观到抽象的思维是认识的基本规律。由于科学教学中部分内容比较抽象,而学生又缺乏相应的感性认识,不少疑难问题很难给学生一个满意的解答。心理学研究表明:青少年儿童思维形式是以具体形象思维为主。而这种形象思维是借助对客观事物的表象而产生的,如果离开了客观实际,表象岂不成了无源之水、无木之本?所以“体验”之法就是让学生亲自体验问题的情境,获得丰富的直接经验。体验的方式很多,如摸一摸、掂一掂、闻一闻、压一压、推一推等,主要是让学生经历一个过程,得到深切的感受和体验,这种感受和体验是听和看所无法替代的,可以弥补听、看的不足。以上案例中先用一张纸、两张纸这样简单的教具吹一吹,就可以让学生体验并得出大气压强与气体流速的关系,然后通过做纸飞机机翼上升、吹蜡烛、吹不下来的乒乓球、打乒乓球时香蕉球的发法等日常生活中玩过的实验,既可以加深理解,又可以解答学生的疑难问题,还可以培养学生探究性学习的良好习惯。

总之,作为一名科学教师,应该为如何提高学生的学习兴趣,领会科学研究的基本方法做出努力。而科学课堂上,最能吸引学生的正是生动有趣的科学实验。成功完美的演示实验和学生实验有助于引导学生在观察、实验的基础上,用分析、比较、抽象、概括等科学方法揭示出事物的本质属性,建立概念,形成规律,再回到实践中去检验、运用和发展。同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练,多角度、全方面地让科学实验教学提高到一个新的水平。

参考文献:

[1]耿瑞艳主编,《中学理科教学与实验》,东北师范大学出版社,1999.12

[2]关文信主编,《新课程理念与初中物理课堂教学实施》,首都师范大学出版社,2003.5

[3]蒋金山, 试论物理演示实验的教学改革,《实验教学与装备》,2005.4

大气压强实验第3篇

如何使实验教学充满生机和活力,使之成为学生学习的推进器?笔者通过《大气压强》这节课的实验设计,收到了良好效果。

一、精心设计,大胆改进演示实验

由于气体是看不见的,大气压强的知识相对于前面所学过的固体压强、液体压强来说更加抽象。所以,本节课我把重点放在了“大气压强的存在”及“大气压强的大小”这两个内容上。这两个问题我通过设计新奇的演示实验给学生直观的感受,使学生学习富有新鲜和实在的气息。

在证明“大气压强的存在”这一教学环节时,我精心选择了2个演示实验:“巧断筷子”和“瓶吞鸡蛋”。课前在办公室做“巧断筷子”这一实验时,旁边同事们认为筷子能断是理所当然的,如果学生也有同样的感觉,那我的实验就没有了让学生新奇的效果。于是为提高实验的难度,我将一根筷子换成了一双筷子,为了提高实验成功率,我将报纸的面积增大,砸筷子的速度加快。果然这个“不可能”的实验极大地吸引了学生的注意,学生们都对成功产生质疑,但实验成功了,给学生很大的震撼,对大气压强的存在有了深刻的认识。

适合“瓶吞鸡蛋”实验的鸡蛋很难找,而且一个鸡蛋只能做一次实验,每个班都做此实验的话,需要4个鸡蛋,成功率也不高。实验成功后如何把鸡蛋取出也是比较麻烦的问题。我将鸡蛋换成水气球,水气球的尺寸可以根据瓶口的大小随意调节,而且可以重复使用,克服了鸡蛋难以选择和不易取出的难题,实验成功率达到了100%。

大气压强是很大的,但我们平时生活在大气的环境中,感受不到大气的压力,如何能让学生意识到大气压的力量呢?在准备“覆杯实验”时我突然想到:既然大气压能托住水,那么究竟能托住多少水呢?我在办公室找来个大杯子装满水做“覆杯实验”,并给同事演示,但同事的反应比较平淡。我突然间想到托住水的纸片下端如果能负重,那么效果会不会更好?根据F=PS杯口面积越大,能承受的拉力也越大。于是我将本实验的纸片改装成能挂钩码的塑料板。并选择了口径较大的玻璃杯,通过计算发现塑料板能挂5kg的重物,也就是说能挂100个50g的钩码!我反复试验并改进实验器材和细节,增加试验的成功率,课堂上做此实验时覆杯下挂了26个500g的钩码,钩码一直从杯口垂到地面,惊险的场面给学生很大的视觉冲击力。接下来的“大气压的大小”进行得极为顺利,这个实验使学生对大气压的大小有了非常直观的感受。在整个初中阶段,学生对这个实验印象最深刻。

二、创设环境,启发思维

大气压强实验第4篇

关键词:大气压强;家禽自动饮水器;教学相长

作者简介:董玉新(1972-),女,河北沧县,本科,中教一级,从事初中理化教科研工作.

基金项目:课题“以生活物品为实验素材的初中物理教学资源的研究”进入 研究阶段.大气压强是初中物理的学习难点,概念较为抽象,学生较难理解.学生没有切身感受就很难利用其原理来解释生活中的有关现象[1].关于大气压强的实验有很多,“覆杯实验”、“瓶吞鸡蛋”等不胜枚举,但是这些实验或多或少存在着一些操作缺憾.前者经常被学生质疑是水润湿粘住了纸片.所以教师操作要改进为塑料薄片等.后者瓶吞进鸡蛋只有在鸡蛋的大小与瓶口的尺寸配合得当时才能达到明显的实验效果,因而在选择鸡蛋时还需花一番功夫[2].实验后往往也很难取出鸡蛋.造成浪费,只能再想改进办法.以下实验被称为 “倒不满的杯子”,我们只就这个简单实验斫行研究.

实验目的:验证大气压强的存在

实验材料:矿泉水瓶一个,玻璃杯一个(要比瓶子的口大)

实验步骤:

1、把矿泉水瓶装满水,再把玻璃杯倒扣在矿泉水瓶上,然后迅速把两者一起倒立.平稳放下后,观察到水没有流出来.

2、把矿泉水瓶往上提一点,瓶中的水流到玻璃杯中,玻璃杯中的水面上升,直至玻璃杯中水面高于瓶口.矿泉水瓶中的水停止流动.

3、再向上提一下矿泉水瓶,当瓶口离开玻璃杯中的水面时,瓶子中的水又会流到杯子里一些,直到玻璃杯内的水没过瓶口,瓶子里的水就会停止流出.

备注:以上实验为了便于观察,我在水中加了一点颜色,因为在厨房完成,我就顺手加了一点老抽.大家可以根据自己的身边物品选择添加合适颜色.

为了体现从生活走向物理,从物理走向社会的新教学理念.遵循初中生由感性认识上升到理性认识的认知规律[3].我联想到生活中的家禽自动饮水器.

下图是一个给鸡喂水的装置-家禽自动饮水器.把白色的壶装满水,然后把红色的底座装好,然后再倒过来放在地上,小鸡就可以喝水了.

鸡喝掉一些水,壶里的水就流出来一些.直至白色壶中水用完.

原理解释:

开始的时候,饲养员只需要灌满瓶内水,把大口容器倒扣其上即可.然后迅速倒置过来.瓶内水是满的,瓶内可看做没有空气.由于大气压强很大,足以支持十米以上的水柱,所以,饲养员在不用手提小瓶的情况下,水不会流出,也就是大容器里没水,小鸡喝不到水.饲养员提一下小瓶,瓶口就进去一部分空气.根据理想气体状态方程PV=nRT,T不变V不变R为常数,n变大,等式右方变大,要求等式左方也要变大.对于瓶内气体,初始V占据空间不变,所以P瓶内气体变大,即瓶内气压变大,但是外界的大气压却不变.P大气压=P瓶内气体+P水柱,P瓶内气体,要求P水柱.所以瓶内水会流出,直到P水柱= P小柱′,满足新的等式P大气=P瓶内气体′+P水柱′,水面不再下降.此时大容器的水位没过瓶口.鸡就可以喝到水了.

当外面的水下降后,瓶口就又进去一部分空气.重复以上原理,水就又会从瓶内流到大容器里.这时又把瓶口封住了,不再进空气,又达到平衡.直到瓶子里面的水流完为止.

当然,实际生活中的家禽自动饮水器不尽相同,有所改善.但原理相似.

可见,小实验大道理.悟物穷理,是物理学科人本特色.我们的教师应该透过现象,吃透本质,教学相长.

多思考多研究,是对教师个人专业素养提升的过程.“教师只有拥有一桶水才能给学生一杯水,这才是我们真正的学高为师.” [4]教师要不断充电、提高自己的知识层次和思维能力,才能给物理课堂注入源源不断的“活水”,物理课堂才能蓬勃有活力.

参考文献:

[1]徐德洪.大气压强实验教学初探[J].学园(教育科研) 2012.第22期.146页

[2]屈宝珊,全畅 . 瓶吞鸡蛋实验的改进中学物理(初中版)[J].1998.12,20页

大气压强实验第5篇

论文关键词:托里拆利实验,大气压强,玻意耳定律,力学平衡原理

 

1、引言

一提起大气压强,人们自然就会想到著名的托里拆利实验和马德堡半球实验。这二个实验传递给了我们这样的信息:大气压强不仅存在而且相当之大。笔者虽不敢否定这样的结论,但总不能消除对大气压强问题的疑虑。比如:当一个人不小心将手指划破,血自然会从人体上流出。我们知道人体的正常血压一般在120mmHg左右,而外界大气的压强大约在760mmHg,血怎么会流出来呢?难道760mmHg不是大气的压强?带着这样的疑问,笔者首先想从理论上探个究竟,然后通过一百多次水下压缩实验来加以阐述论文提纲怎么写。

2、理论分析

设在水下H米深的地方,用托里拆利实验方法测得管内水银柱的高为y1力学平衡原理,在水面上测得管内水银柱的高为y2,由于测定y1相当于在测定y2的基础上,给水银槽液面增加一个大小ρgH的压强,且测定y1和y2时管外的气体状态是相同的,所以,ρ0gy1=ρ0gy2+ρgH(其中ρ0为水银的密度,ρ为水的密度)。接着再来研究相同大气环境下筒内气体的情况,上端封闭下端开口的筒内,放入了托里拆利实验装置,将它们慢慢竖直放到水中,直到筒内外水柱深度达

图1 测定筒内气体水银柱高示意图

到H米为止,如图1所示,测得筒内气体水银柱的高为y3,因为筒外水柱的高度为H,按照托里拆利实验测出的水银柱高就是管外气体压强来推断,理论上应该得出这样的结果:y3=y1力学平衡原理,即ρ0gy3=ρ0gy2+ρgH。但由于测定y3和y1时管外气体的密度是完全不同的,所以从理论上讲,应该得出另外一种结果:y3≠y1。究竟孰是孰非?只有通过实验才能得到证实。

3、实验验证

将一个上端封闭的圆柱形玻璃管慢慢地竖直插到另一个充满水的圆柱形玻璃管底部。已知空玻璃管管内的长度是1997mm,外面的玻璃管管内的长度是3994mm,只要测得进入空玻璃管内水的高度h,根据筒内气体的压强等于外界大气压与水柱压强之和,以及玻意耳定律,就可计算出外界大气压强的值。计算公式为:p0 =(3994- h)×(1997- h)÷(13.6h)

(p0和h的单位分别为mmHg和mm)

下面是在不同日期和时间测得进入管内水的高度实测值与理论值的对照表(其中,h1为理论值,h2为实测值; p0为苏州市气象局政务网站整点提供的实时值)

表一:不同日期不同时间实测值与理论值对照表

 

p0

(mmHg)

h1

(mm)

h2

(mm)

h2–h1

(mm)

Date AM

1

749

509

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18

July 7 06:09

2

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15

July 6 06:43

3

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526

17

June 24 06:34

4

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521

12

June 23 06:43

5

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16

June 25 06:36

6

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17

May 11 06:43

7

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7

June 22 05:43

8

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10

April 26 06:35

9

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June 28 06:21

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April 30 07:45

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15

May 31 06:29

12

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16

July 9 06:00

13

755

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16

May 9 06:20

14

755

506

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17

May 20 06:33

15

756

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14

May 8 08:28

16

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May 19 06:35

17

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8

June 20 06:25

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June 3 09:05

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June 2 06:21

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May 26 06:08

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May 17 06:14

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May 30 06:47

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April 17 07:00

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May 13 06:05

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April 16 06:42

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May 15 07:50

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April 23 06:28

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April 2 06:52

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April 13 06:25

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April 10 07:47

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March 19 07:00

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February 23 06:50

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April 19 06:40

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April 6 06:45

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March 31 06:30

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9

April 12 06:20

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April 11 06:38

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March 26 06:54

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大气压强实验第6篇

关键词:演示实验 验证 大气压强 存在 研究

1.引言

物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验作为物理教学的基本手段,有其特殊的教学功能:不仅能够为学生提供学习的感性材料,验证物理定律,而且能够提供科学的思维方法,加深对基本知识的认识程度,激发学生的求知欲,培养学生的探究能力[1]。物理实验包括学生分组实验和演示实验。课堂演示实验是中学物理实验教学中的重要组成部分,它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节,还培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法[2]。演示实验能化抽象为具体,化干燥为生动,把要研究的物理现象清楚的展示在学生面前,让学生更好的掌握物理知识。演示实验对学生创新意识的培养和创新能力的训练,起着至关重要的作用。教材中原有的实验不能完全满足培养学生创新能力的需要,有些章节涉及的实验也很少。选择适当的时机增加演示实验,加强教学的直观性,使之有利于学生创新能力的培养[1]。

2.验证大气压强存在演示实验的设计

在九年义务教育阶段九年级物理教材《大气压强》一节的演示实验采用如图1所示演示[3]。第一和第二个演示实验是日常生活所见到的,不能引起学生的兴趣和激发学生的求知欲。如果能够成功的设计和演示好大气压强的实验,既能活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,又能让学生体会大气压强的存在。由感性认识上升到理性认识,能解释有关大气压的一些现象,突出了教学重点[4]。在进行中学物理实验教学研究的教学过程中,笔者通过研究,总结得到如下几个验证大气压强存在的演示实验。

2.1 瓶中喷泉

找一根废旧的输液管和胶塞盐水瓶,用锥子在瓶塞中心钻一个小孔,再将输液管插入瓶内。注意小孔要小,当输液管插入后会紧紧扣在笔杆周围而不漏气,为了更好的保证密合,可在瓶盖的内侧滴一些石蜡或用橡皮泥密封。如图2所示。在敞口瓶中装入半杯清水,在水中放入几滴红墨水并摇匀,使水变成红色。在盐水瓶中倒入半瓶开水,摇一摇,使整个瓶子加热,瓶内的气体因温度升高而排除瓶外,倒去瓶中开水,迅速将瓶塞盖紧,把盐水瓶竖直放在敞口杯上,输液管一端浸入红色水中。为了保证演示效果更好,可以在玻璃瓶的底部叫上冷水,使瓶内的气体迅速冷却,压强徐素降低。少许时间,一股红色的喷泉在瓶内由输液管喷射出来。

2.2 水中开花

在诊所找一个废旧的输液瓶和输液管,在瓶塞上扎商量个小孔,在小孔上插入两根废旧的输液软管,用黏胶把软管与瓶塞之间固定密封使之不漏气其中一根软管的一端系上一个气球。在输液瓶中装满水,盖上瓶塞,如图3所示将瓶子倒立起来,水就从没有系气球的另一根软管流出,由于瓶内没有气体,压强小于瓶外的压强,气体就从系上气球的软管的管口流入气球,使气球膨胀起来。在进行该实验时应注意观察,在瓶内水面比软管口略高时立即将滴水软管的管口堵住,避免气体进入瓶内,影响实验效果。

2.3 不用吹的气球

如图4所示,找一个透明密闭的空瓶子,在其盖上钻两个孔,在两个孔中分别插入一根细管子。一根管子口套上一个小气球,并用线扎紧。另一根管子与注射器相连。管子与注射器之间用一个夹子夹住,控制瓶内的气体与外界的联系。用注射器抽出瓶内的部分空气,此时套在另一个管口的小气球膨胀起来。这是由于抽走瓶内的部分气体后,瓶内压强减小并小于平外大气压强,因而大气压强将瓶外部分气体压进了气球是气球膨胀起来。

2.4 不用扎口的气球

在平时生活中,学生经常见到的情况是将气球吹胀以后要将气球口扎紧以防漏气。但是如果将图4所示的实验装置,先将气球吹胀,将瓶内的部分气体排出瓶外,瓶内的压强减小,再将原来的抽气口堵住,外面的气体就不能进入瓶内,使瓶内的压强小于瓶外的压强,从而瓶内的气球仍然处于膨胀状态。

2.5 小瓶吞鸡蛋

如图5所示,将剥了壳的熟鸡蛋塞住刚烧过酒精棉球的广口瓶口,瓶口要略小于鸡蛋,很快鸡蛋就被压进广口瓶内。这是因为棉球在广口瓶燃烧的过程中,瓶内的气体受热膨胀排除部分气体和消耗掉部分气体,使瓶内的气体减少,在温度降低时压强减少,低于瓶外的大气压。在达起亚的作用下,有一定弹性的熟鸡蛋就被压入瓶内。为了保证实验的成功及演示实验所用时间短,应做到以下两点:一是酒精棉球可以穿在细铁丝尖端或放在燃烧匙内点燃,由瓶口缓慢的放入瓶底,增加瓶内空气的温度;二是鸡蛋堵住瓶口后,用半干半湿的毛巾握住瓶子,再放入冷水中,让热空气迅速冷却。

3. 结束语

本文所设计的演示实验中,材料的选取方便,不受学校条件的限制,而且与学生日常生活中所见到的喷泉、吹气球等有所不同,具有一定的趣味性,容易引起学生的好奇心和求知欲;演示效果明显,能够帮助学生理解物理概念,掌握物理规律,起到事半功倍的效果。同时该演示实验教师可以指导学生利用课余时间进行制作,使学生不但掌握物理知识,还可以提高学生探究学习物理知识方法,培养学生的动手能力。

参考文献:

[1]帅厚梅,王华. 新课标下中学物理实验教学方法的探讨[J]. 物理实验,2008,28(4):18-22

[2]田晓波. 试论物理演示实验的教学改革[J]. 中国教育发展研究,2008,5(8)22-23

[3]课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心. 物理(九年级)[M]. 北京:人民教育出版社,2008,86

大气压强实验第7篇

1.1利用气球进行力学实验

力学是物理教学中的重要组成部分,物体受力发生形变,说明物体受到了力的作用.在进行相关的力学实验的时候,就可以利用最简单方便的气球作为实验材料.比如,将充气的气球放在桌子的表面上,然后用手掌压气球的表面,进行观察,发现气球受到力的作用后发生了变形,形状呈扁状,然后轻轻地松开按压的手掌,观察气球的状态,气球的形态会恢复到原有的状态,这样的一个实验过程说明气球刚刚发生了弹性形变.另外,还可以利用气球进行压力实验的演示,不同的受力面积,物体受到的压力也是不同的,可以将气球同样放在桌面上,先用手掌来按压气球,发现气球只是上部变扁,然后松开手,用一根手指来按压气球,观察气球会发现气球表面会有明显的凹陷,如果加大力气的话,气球出现的形变会更加明显.如果为了加强实验的效果,还可以让气球的受力面积变得更小,将气球放在钉板上会发现在球没有破之前,发生的形变会变得更大,这样的实验效果能够说明压力的大小是与受力面积的大小相关的.

1.2利用气球进行大气压强实验的演示

在学气压强的时候,教师想要让学生直观感受到大气压强的存在,但是大气压强又是肉眼看不到的,所以就需要通过实验的方式进行演示.利用气球可以验证大气压强的作用,让学生直观地看到大气压强的存在.比如,准备一个吹起来的气球,一个塑料杯子,适量的开水,准备进行实验,现将气球表面均匀地沾满水,然后在塑料杯子里面倒入一定量的开水,过一段时间之后再将开水倒掉,然后接着将塑料杯子倒扣在气球上,等一段时间之后,待杯身已经完全变凉之后,就可以将气球翻转过来,然后可以对实验现象进行观察,可以看到气球会吊在杯子上,不会掉下来.学生首先就会被这样新奇的实验现象所感染,急切地想要知道实验的原理.教师接下来就可以借助这样的实验想象更加直观形象地为学生进行原理的解释.这样的实验现象主要的原因就是塑料杯经过开水烫之后,会使整个杯子内壁上充满热的空气.将气球扣在塑料杯上,形成一个密闭的空间,等到杯子中的空气冷却之后,由于热胀冷缩的原理就会使杯子内部的压强比外界的压强小,受到大气压强的作用,气球就会被牢牢地吸在杯子上,如果按压气球和杯壁紧贴的部分,让外界的空气进入到杯子当中,杯子内外的大气压强差逐渐减小,杯子对气球的吸引力也会逐渐减小,最后气球就会脱离杯子.

1.3利用气球演示浮力产生的原因

物理教学中浮力方面的学习是教学的一个重点内容,影响浮力的因素是需要学生进行探究的,浮力影响因素的探究是物理教学中一个主要的探究话题.利用气球同样也能够完成浮力影响因素的探究实验,根据浮力的公式可以了解到,密度是影响浮力大小的因素之一,密度越大的物体受到的浮力也就会越大.利用气球可以进行这一实验的验证.例如,可以在一个充气的气球中放入清水,然后将这个气球缓缓地放在水中,观察气球在水中的状态,然后接下来在气球中放入相同质量的酒精,再将气球放入水中,观察气球在水中的状态,然后再将气球中放入盐水,同样放入水中观察状态,由于气球中放入的液体的密度不同,所以气球在水中呈现的状态也是不同的,根据在水中下沉的情况来看,可以知道物体所受的浮力是和密度有密切的联系.利用气球不仅可以验证水的浮力作用,还可以验证空气浮力,利用简单的实验器材,在天平的两端放上篮球和待充气的气球,观察在充气的过程中天平的状态,当气球端天平上升,就能够验证空气也对物体存在着一定的浮力作用.通过这样的简单气球实验可以了解到水的浮力以及空气的浮力,明显的实验现象能够让学生更好理解和学习物理知识.

2注射器在物理实验中的作用

2.1利用注射器可以验证大气压强的存在

用注射器同样能够进行大气压强实验的验证.其实在生活中,学生接触注射器的机会是比较多的,可能在不经意间就已经感受到了大气压强的存在,只是没有意识到而已.现在教师可以组织学生利用注射器来进行大气压强的验证.比如,首先将注射器的针头去掉,然后将注射器的活塞拉到末端,然后缓缓地推至底端,接下来用左手将注射器的管口堵住,然后拉动活塞,会明显发现比之前拉动活塞要费力得多,这就是由于大气压强的存在作用造成的.将去掉针头的注射器管口没入水中,缓慢地拉动活塞,使水进入针管内,当水进入到一定量的时候,取出针管,让管口朝下放置,可以观察到并没有水从管口流出来,然后向上拉动活塞,直到将活塞全部拉出,这时候可以看到水会从管口处流出来,这也是大气压强存在的一个证实实验.

2.2利用注射器,可以粗略地测量大气压强的数值

一直以来,学生做实验的过程中都能够感受到大气压强的存在,但是大气压强到底是一个多大的数值,在学生的心中始终没有一个清晰的概念,在进行计算的时候,也只是简单的记住大气压强的固定数值,机械地进行计算,很少由学生知道大气压强数值的测量方法.其实利用注射器就能够粗略地测量大气压强的数值,一般医用注射器上面都会标注一定的刻度值,利用这上面的数值就能够测量大气压强,首先要做的就是将注射器中的空气排出,将活塞压至底端,然后将管口用东西堵住,将管内的空气排净之后,用一根绳子固定住注射器的尾部,然后利用弹簧测力计与管口的挂钩相连,在水平方向上拉动弹簧测力计,注射器的活塞会随着弹簧测力计的拉动缓慢地移动,记录下弹簧测力计的示数,然后记录当时的活塞所处的位置的体积,根据体积和受力情况可以算出大气压强,根据不同的刻度值可以进行多次实验,多次实验能够让实验结果更准确,减小实验的误差.

2.3利用注射器演示液体气化的方法

利用注射器进行气体液化的实验方法也是比较简单的,实验现象相对来说比较明显,选取一支比较大的注射器,利用注射器吸入一些乙醚,然后将管口用橡胶塞堵住,接下来向外拉动活塞,达到一定程度的时候就能够观察到管内的乙醚消失不见了,此时的乙醚已经全部转变成了气体,然后将活塞向里推进,当达到一定程度之后就会观察到乙醚液体又出现了,这一简单的过程中发生了两种物理变化,首先是液体气化,接下来是气体的液化,这样的实验现象能够有力地证明大气压强的作用是能够使液体发生液态和气态的转化的,只需保证管内是密闭的,推拉活塞就能够观察到实验现象,操作起来简单方便.

3结语

大气压强实验第8篇

1.知识与技能

(1)通过实验观察,体验大气压强是客观存在;

(2)了解测量大气压强的实验―托里拆利实验;

(3)了解大气压强的大小和单位。

(4)了解大气压强与体积、高度、沸点、天气的变化关系。

(5)了解生活中利用大气压的实例.

2.过程和方法

(1)通过观察一些实验现象感知大气压强的客观存在.

(2)通过一些实验感知大气压强的值很大.

(3)感知人类对大气压强的利用.

3.情感态度和价值观

(1)培养实事求是的科学态度.

(2)通过对大气压应用的了解,使学生认识到科学技术对人类生活的影响.

(3)通过对大气压强的认识,使学生领略大自然的神奇和美妙。

重点:大气压强的存在和大气压强的测定

难点:理解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程

仪器材料:易拉罐、针筒、茶杯、硬纸片、大、小试管、砝码、活塞式抽水机模型、

离心式水泵模型、托里拆利实验录像带、抽水机和离心泵电脑动画

教学方法:讲授法、学生分组实验、讨论相结合、演示实验、自学法

情境创设、引入课题

模拟马德堡半球实验,引出课题

导学过程

一、体验大气压强的客观存在

1、阅读教材68页内容,用笔画出重点词和句子。观察8―22的四幅图,思考:

1、观察到了什么现象?

2、说明了什么?

3、大气压强产生的原因是什么?

2、合作探究,学生分组实验,实验完后,讨论上述问题。5分钟后小组演示、分析、总结出结论。

可见,和液体一样,空气内部各个方向也都存在 。这种压强称为 ,简称大气压或气压

3、讨论:大气压强产生的原因是什么?

1.产生原因:1)由于空气有质量,会受到 的作用

2)具有 性

浸在大气中的物体都受到大气产生的 ,大气内部向 方向都有压强。

二、大气压强的测定

1、提出问题:大气压有多大呢?如何能测出大气压的值?

简要介绍科学家托里拆利.

放录像:托里拆利实验,同时思考:他是如何测出大气压的值的?

看完后,请同学们讨论以下问题:

(1)水银柱下降到760为什么不再下降了?

分析:玻璃管内水银柱上方是 ,而管外水银槽面上受到大气压强的作用,正是 支持着管内760毫米高的水银柱,

也就是说此时大气压强跟760毫米高的水银柱产生的压强相等。

(2)如何计算大气压的值?

根据液体压强P=ρgh,计算76cm高水银柱产生的压强是多大?(ρ水银=13.6×103Kg/m3)

P气=P水银

=ρ水银gh

=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m

=1.013×105Pa

1标准大气压(P0)= mmHg= Pa

(3)、如果玻璃管倾斜,会影响结果吗?为什么?

(4)、改用粗一些或细一些的玻璃管,会影响结果吗?

(5)、如果漏进去一些空气,会影响结果吗?为什么?

三、大气压强的变化

1.阅读教材70页“科学窗”内容,完成下列问题:

(1)、气压计是用来测量 的仪器。

(2)、气压计分为 气压计和 气压计,又叫 气压计。

(2)、分组实验:用手指堵住注射器前端小孔,另一只手压活塞,有何感觉?再用手向外拉活塞,又有何感觉?

得出结论:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小它的压强就 ,体积增大它的压强就 。

(3)、大气压与高度、天气的关系

出示幻灯片,学生思考,得出结论:

①、高度越高,气压越 ,高度越低,气压越 。

②、天气晴朗气压 阴雨天气气压 ;夏天气压低,冬天气压高。

(4)、大气压与沸点的关系

液面上的气压越高,液体的沸点越 ;反之,气压越低,液体的沸点越 。

四、大气压的应用

⑴:大气压在我们日常生活、生产中有哪些应用?

引导学生看课本图8―28,思考后进行解释。

⑵:大气压还有一个重要的应用,活塞式抽水机和离心式水泵.

演示抽水机的连续抽水动作

用电脑动画演示活塞式抽水机的分步工作过程

学生填图8―29,了解活塞式抽水机的工作原理

演示实验,演示能够连续工作的离心式水泵.

然后再用电脑动画模拟分步工作过程.

思考:为什么工作前要将入水管和水泵内充满水?

本节小结:本节课我们学到了什么?还有什么疑惑?

五、当堂测评

1.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因( )

(A)山峰陡峭,人体能量消耗大 (B)高处气温太低

大气压强实验第9篇

【三维目标】

知识与技能:

1.通过覆杯实验和试管实验等现象了解大气压的客观存在。

2.知道托里拆利实验测量大气压的器材、原理、注意问题。

3.能用大气压的知识解释简单的生活现象。

过程与方法:

1.通过利用身边的物品设计小实验,感受大气压强的存在。

2.通过设计测量大气压值等实验,经历科学探究过程,学习科学探究方法。

情感态度与价值观:

1.通过探究性活动,体会成功的喜悦,增强学习自信心,激发学习热情。

2.通过对大气压强的应用,领悟科学技术对人类生活的影响。

学习重点:

大气压的存在及其测量。

学习难点:

应用大气压强的知识解释生活中的现象。

二、导学流程:学习过程

【知识回顾】

1.液体因为受到 作用及具有 性,不但对 和 有压强,而且在内部向 都有压强,液体压强的计算公式是 。

2.气体和液体有哪些相同点?

【预习导学】

1.像液体那样,大气对浸在它里面的物体也能产生压强,我们把它叫做 ,简称 或 ,大气压强产生的原因是 。由于空气能流动,因而空气内部向各个方向都有 。

2.历史上著名的 实验第一次证明了大气压的存在。

3.最早比较精确地测出大气压的值的实验是 实验。

【明确学习目标(知识目标)】

了解大气压的存在及其测量方法,能用大气压的知识解释简单的生活现象

【创设情境引入新课(覆杯实验)】

一个玻璃杯,把它灌满水,然后盖上硬纸片,倒过来,纸片为什么掉不下来?

【小组合作学习探究】

(一)大气压强的存在

1.覆杯实验:分析猜想:纸片周围没有其他东西,只有 ,是 压住了纸片没有掉下来。

2.拿一个矿泉水瓶,瓶盖和底部各扎一个小孔,把瓶灌满水,不要把小孔堵上,会看到水从小孔 。

现在请用手指将瓶盖上的小孔堵住,会看到水 (填“能”或“不能”)从小孔流出来。

分析猜想:没有堵住小孔时,上下都受到相等的 作用,水由于受到 作用就流出来了。用手堵住瓶盖上的小孔时,底部小孔处的水被 压住了,所以水 (填“能”或“不能”)流出来。

结论:大气对浸在它里面的物体也能产生压强,我们把它叫做 ,简称 或 ,大气压强产生的原因是 。由于空气能流动,因而空气内部向各个方向都有

3.探究实验

各小组选取身边的物品(吸盘挂钩、拔罐器、针管等)进行探究实验(吸管喝饮料、钢笔吸墨水、滴管吸药液、瓶吸乒乓球、瓶吞鸡蛋等),感受大气压强的存在。

4.展示交流

各组选派学生到黑板前演示实验过程并讲解。

师:其实早在1654年,德国马德堡市的市长奥托・格里克就已经用实验证明了大气压的存在。

课件展示马德堡半球实验。

讨论:马德堡半球实验证明了什么?

马德堡半球实验不仅证明了 ,而且证明了 。

师:那么大气压到底有多大呢?这个问题,实际上在格里克做他的著名实验之前11年,已由伽利略的学生托里拆利解决了。

播放视频:托里拆利实验。

(二)大气压强的值

托里拆利实验表明大气压大约能支持约 高的水银柱,根据公式 计算,大气压值约为 。

知识链接:大气压与高度有关。由于大气层中的空气越往高处越稀薄,所以大气压随高度的增加而减小,在海拔3000 m以内,大约每升高10 m,大气压减小100帕。

在同一位置,大气压还与季节和天气有关,一般情况下,晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。

(三)大气压强的测量工具

气压计:是测定 的仪器。常见的气压计有

和 。

(四)大气压强的应用

播放视频:大气压强的应用(生活生产中的应用)

【回归目标(学生小结)】

小结:本节课主要学习了什么?有哪些收获?

(引导学生总结)主要学习了两个方面的内容:(1)通过实验尤其是马德堡半球实验充分认识到大气压强的存在;(2)托里拆利实验说明大气压的值等于实验中管内水银柱

产生的压强。

【达标检测、拓展提高】

1.下列现象中,不能说明大气压存在的是( )

A.堵上茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来

B.用吸管能把饮料吸入口中

C.生产灯泡时,抽气机抽出灯泡内的空气

D.两块玻璃合在一起,中间有水时,很难将它们分开

2.关于托里拆利实验,下面说法中正确的是( )

A.玻璃管内径越大,管内、外水银面高度差越小

B.往水银槽内多倒些水银,管内、外水银面高度差增大

C.玻璃管倾斜,管内、外水银面高度差不变,水银柱变长

D.玻璃管内顶端进入一些空气,管内面高度差不变

3.如下图,小明用水银气压计在甲、乙、丙三座山上测量大气压,分别得到甲、乙、丙水银柱,则压强最大的地方是 ,海拔最高的是 。

【评价反思】

请学生对课堂上的表现和学习效果进行反思。

【课后作业】

1.拓展实验:将啤酒瓶装满水,堵住瓶口,倒插入水中,缓缓往上提(瓶口不提出水面),观察啤酒瓶中的水是否流出来,并说明原因。同时你计算一下,标准大气压可以支持多高的水柱?

2.思考问题:利用今天所学的气压与高度的关系以及前面热学中学过的沸点与气压的关系,解释高山上为什么煮不熟鸡蛋。高山上怎样才能煮熟鸡蛋?

【导学流程:设计意图】

知识回顾既是对已学知识的复习和巩固,同时又为新知识的学习做了铺垫。

预习导学部分既是课本上的基础,同时也是本节课要重点掌握的知识,此部分内容学生可以通过阅读教材独立完成。(自主学习)

在探究之前再次出示学习目标,使学生明确学习任务。

通过演示实验,设置疑问,激发学生求知欲望,在学生兴趣正浓时引入新课,充分调动学生学习的积极性。

选取生活中的物品做实验,体现了物理来源于生活。通过小实验既可以激发学习兴趣、促进学生的主动思维,同时也引导学生通过实验现象总结出大气压强的概念、性质和规律,培养学生的观察能力和分析、概括能力。

让学生自选器材设计实验可以充分发挥学生的主体作用,培养学生的探究精神和实践能力。

展示交流更能锻炼和提高学生的逻辑思维、语言表达等各方面的能力。

通过应用课件,学生有了一个感性认识,并使课堂教学更直观,从而提高了课堂效率。

由于本实验中的水银有毒,所以由实验演示改为视频演示,同样使学生体会到科学推理、科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

增加知识链接部分可以开阔学生视野,拓宽学生思维,同时有助于学生对书本知识的进一步理解和运用。

通过观看大气压强应用的视频,可以让学生体会物理从生活中来到生活中去的理念,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力和意识。

通过小结培养学生归纳、总结的能力。

达标检测题的设计既要围绕本节课的学习目标,达到巩固和提高的目的。同时,检测题的设计又要有梯度,由易到难,满足不同层次学生的需要,体现因材施教的原则。

学生参与到评价环节中去,体现了学生的主体地位,通过反思也让学生能发现自己存在的问题,从而改进。

课后作业应是课内知识的拓展和延伸,应体现学科特点,以提高学生能力为主,因此设计了一道实验题和一道思考题。

三、板书设计