資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第八章 壓強和浮力
8.4 大氣壓強
教學目標：
1.物理觀念：
（1）知道大氣壓強的存在。
　 （2）了解大氣壓強產生的原因；
　 （3）知道托里拆利實驗的原理、過程和結論。
2.科學思維：
通過對托里拆利實驗的學習，使學生理解用液體壓強來研究大氣壓強的等效替代法。
3.科學探究：
學生進行實驗探究，估測大氣壓的大小，體會科學探究的過程。
4.科學態度與責任：
運用大氣壓強知識解釋生活和生產中的有關現象，使學生體會到物理知識與生活的密切關系，具有將物理知識用于解釋日常生活現象的意識。
教學重點： 大氣壓強的存在。
教學難點： 大氣壓強的測量。
教學課時：1課時
教學用具：多媒體、注射器、塑料袋、紙杯、水、紙片、鉤碼、細線、托里拆利實驗掛圖、空氣盒氣壓計、活塞式抽水機掛圖、離心泵掛圖。
教學互動設計：
1、 創設情景，導入新課
我們生活在地球周圍的大氣層中。
二、新課講授，師生互動
（一） 大氣壓強
觀察與思考
我們生活在地球周圍的大氣層中，氣體也像液體一樣具有流動性，同時也受到重力的作用。那么，大氣是否也像液體那樣在它的內部存在壓強呢？如圖所示的情景說明了什么？
甲：用大號注射器將塑料瓶中的空氣抽出來，是誰把塑料瓶壓癟了
乙：水沒有從杯中流出，是誰托住了紙片
丙：小試管不下落反而上升，這是誰的作用
丁：注射器的活塞為什么沒有被鉤碼拉下來
如圖所示的現象充分展示了大氣壓強的作用效果，這表明在大氣內部的各個位置也存在著壓強，這個壓強叫作大氣壓強(atmosphere)，簡稱大氣壓。
想想看，生沽中還有哪些實例能說明大氣壓強的存在
（二）大氣壓強的測定
既然大氣中也存在壓強，那么大氣壓強到底有多大呢 用什么方法可以測出它的數值呢
1643年，意大利科學家托里拆利(Torricelli，1608—1647)首先用實驗的方法測出了大氣壓強的數值。
托里拆利首先用實驗的方法測出了大氣壓強的數值，他所依據的就是“大氣壓與液體壓強相平衡”的原理。如圖所示為托里拆利實驗的示意圖。
托里拆利實驗所依據的就是“大氣壓與液體壓強相平衡”的原理。在一根長約1 m、一端封閉的玻璃管內灌滿水銀,然后堵住管口，把管倒置在水銀槽中。松開管口，管內的水銀面開始下降，當管內水銀面降到某一高度(約為760 mm)時，就不再下降了。
當管中的水銀柱靜止時，作用在槽中水銀面上的大氣壓強與玻璃管內760 mm高水銀柱產生的壓強相等。
所以大氣壓強的數值為
p=ρgh
=13.6×103 kg/m3×9.8N/kg×0.76 m
≈1.01×105 Pa。
大氣壓強的數值為
p=ρgh=13.6×103 kg/m3×9.8N/kg×0.76 m
≈1.01×105 Pa。
這個數值大約相當于10N的壓力作用在1 cm2的面積上產生的壓強。
科學窗
標準大氣壓與氣壓計
大氣壓強的數值不是固定不變的，通常將與760 mm高水銀柱所產生的壓強相等的大氣壓叫作標準大氣壓。水銀柱頂端把托里拆利實驗用的玻璃管和水銀槽封刻度尺裝在金屬套管內，并使接近水銀柱頂端處的h玻璃管露出來，在旁邊裝上刻度尺，就成了如圖所示的水銀氣壓計。
水銀氣壓計比較準確，但攜帶不便，多用于氣象站和實驗室。常用的氣壓計是金屬盒氣壓計，又叫無液氣壓計，它的任—象牙針水銀面主要部分是一個波紋真空金屬盒。為使金屬水銀槽盒不被大氣壓扁，用彈簧片向外拉著盒蓋。氣壓發生變化時,金屬盒的形變程度就會發生變化，從而使彈簧片的彎曲程度發生改變，彈簧片再帶動連桿向下(或向上)運動，連桿帶動指針偏轉，在刻度盤上就指示出大氣壓強的值。
常用的氣壓計是金屬盒氣壓計，又叫無液氣壓計。
氣體壓強與體積的關系
用腳踩踏氣球，它的體積會變小，球內氣體的壓強增大，會將氣球脹破；堵住打氣筒的出氣口,壓下打氣筒的活塞，筒內的氣體體積減小，壓強增大，所以活塞越向下壓越費力。
這些實例和實驗表明，在溫度不變的條件下，一定質量的氣體，體積減小，它的壓強就增大；體積增大，它的壓強就減小。
（三）大氣壓與人類生活的關系
觀察與思考
對于如圖所示的情景，你一定不會感到陌生，但你想過沒有，這些液體為什么會從下向上流動？
在這些實例中，由于“管”中液面上方的空氣體積增大，壓強減小，“管”外的液體在大氣壓強的作用下，被壓入“管”中，從而沿“管”上升。
人們根據這樣的原理，制造了活塞式抽水機和離心式水泵。活塞式抽水機(也叫汲取式抽水機)的結構及其工作過程的示意圖，它的主要結構包括缸筒、活塞、拉桿及單向閥門A、B。為了加強閥門的密封性，使用前要先向缸筒內灌些水。請你描述活塞式抽水機的工作過程，并把圖下面的文字填寫完整。
提起活塞時，閥門 關閉，大氣壓迫使水推開閥門 ，水進入缸筒。
壓下活塞時，閥門 關閉，活塞下面的水推開閥門 ，涌到活塞上面。
再次提起活塞時，閥門 關閉，它上面的水從出水口流出，同時大氣壓迫使管中的水又推開閥門 ，進入 。
交流討論
為什么這種活塞式抽水機，通常只用于從7 m~8 m深或更淺一些的井中抽水
因為活塞式抽水機是利用大氣壓來工作的，通常1標準大氣壓最多能支持水柱高h≈10.3m。由于活塞密封不能完全密閉，所以活塞式抽水機只用于從7 m~8 m深或更淺一些的井中抽水。
離心式水泵也是一種抽水機，它的主要部件是泵殼和殼里的葉輪，如圖所示。
離心式水泵也是一種抽水機，它的主要部件是泵殼和殼里的葉輪,如圖所示。使用前要先向泵殼中灌滿水。水泵啟動后，葉輪在電動機(或其他動力)的帶動下高速旋轉,泵殼里的水被甩入出水管，從而在葉輪轉軸附近形成了一個壓強很小的區域。進水管外面的水在大氣壓強的作用下，推開進水閥門通過進水管進入泵殼。葉輪不停地轉動，水就不斷地被送到高處。
你知道嗎？
你知道嗎實際中的離心式水泵有三個關于揚程的指標,在圖中標出了離心式水泵實際工作時的這三個揚程。離心式水泵的哪個揚程跟水泵最大的抽水高度相對應？哪個揚程要受到大氣壓數值的制約？在拉薩和北京，汲水揚程是否相同
離心式水泵的實際揚程跟水泵最大的抽水高度相對應。
吸水揚程要受到大氣壓數值的制約，在拉薩和北京大氣壓強不同，大氣壓隨高度的增加而減小，拉薩的海拔高，大氣壓小，汲水揚程減小。
三、總結反思，超越自我
1． 大氣內部的各個位置存在著壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓。塑料吸盤、紙杯托水證明大氣壓存在。
2.大氣壓的測量，托里拆利實驗能測量大氣壓的值。
1標準大氣壓=760mm水銀柱≈1.01×105Pa，
測量大氣壓的儀器叫做氣壓計。
在溫度不變的條件下，一定質量的氣體，體積減小，它的壓強增大；體積增大，它的壓強就減小。
3.大氣壓與人類生活的關系。大氣壓隨高度的增加而減小。活塞式抽水機和離心式水泵利用大氣壓工作的。
四、板書設計，整合提升
1. 大氣內部的各個位置存在著壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓。塑料吸盤、紙杯托水證明大氣壓存在。
2.大氣壓的測量，托里拆利實驗能測量大氣壓的值。
1標準大氣壓=760mm水銀柱≈1.01×105Pa，
測量大氣壓的儀器叫做氣壓計。
在溫度不變的條件下，一定質量的氣體，體積減小，它的壓強增大；體積增大，它的壓強就減小。
3.大氣壓與人類生活的關系。大氣壓隨高度的增加而減小。活塞式抽水機和離心式水泵利用大氣壓工作的。
五、大海揚帆，嘗試遠航
1. 關于大氣壓強說法不正確的是（ ）
A.空氣和液體一樣，有重力能流動，在大氣內部的各個位置也存在著壓強
B.大氣壓強簡稱大氣壓
C.托里拆利實驗能測出大氣壓的值
D.大氣壓的值可以用液體壓強公式p=ρgh計算
2．用吸管吸飲料，正確的解釋是（ ）
A.吸管中液面上方空氣的壓強大于大氣壓強
B.吸管中液面上方空氣的壓強小，吸管外的液體在大氣壓強的作用下，被壓入吸管中
C.吸管內的氣體壓強大于大氣壓強
D.用吸管吸飲料與大氣壓強無關
3．在冬天,裝有一定數量水的熱水瓶過了一段時間后,軟木塞不易拔出，這主要是由 ( )
A.瓶內氣壓小于大氣壓
B.瓶內氣壓大于大氣壓
C.瓶塞遇冷收縮
D.塞子與瓶口間的摩擦力增大
4．用水做托里拆利實驗，支持水柱的高度約為（ ）
760mm
B. 76cm
C. 10.3m
D. 103m
5．興趣小組用彈簧測力計、注射器、細線、刻度尺測量大氣壓的值，首先排盡針筒內的空氣并用橡皮帽封住其小孔，進行如圖所示的實驗（實驗中筒與活塞的摩擦不計），如果測力計示數為10N，4ml的管刻度為4cm，則此地的大氣壓約為（ ）
A. 105Pa
B. 104Pa
C. 103Pa
D. 102Pa
參考答案1.D；2.B ；3.A ；4.C；5.A。
六、作業：P73.T2
課外作業: P73.T1、T3、T4、T5。
P74 閱讀材料 大氣壓的變化
教學反思：
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21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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