§9.3大气浮力
★整体设计说明★
本节内容是在中学生对固体以及液体的浮力的认识基础上，针对二氧化碳是否存在浮力、气体浮力有这些特征以及怎样检测大气压值这三个问题，进行的一堂以班主任为主导、学生为主体的一节课。本节课在一定的热学知识的基础上，通过实验的探究过程，使中学生的观察能力、设计实验能力、分析能力、交流合作的能力、归纳总结的能力得到一定的锻练。在教学中，根据“体验→思考→分析→探究→应用”的思路逐一展开，让中学生体验大气压的存在，讨论大气压的特性，探究检测大气压的方式，以及应用大气压知识解决实际问题。在教学中，除了要关注中学生“知道哪些”，更要关注中学生“怎样能够晓得”，所以，能动手做的实验就让中学生自己动手做，给中学生亲近感和真实感，多媒体起到穿针引线的作用，形象补充说明的作用。
★教学剖析★
（1）教材剖析
对大气浮力的研究是在上面所学的基础上，结合力的检测、二力平衡、压力、压强、液体浮力等内容来认识的，先通过感知大气浮力的存在，再进一步学习大气浮力的检测和应用。既是对往年固体液体浮力知识的备考巩固，又是对浮力知识的推进和提升，也为旁边学习“流体流速与浮力的关系”奠定了坚实基础。所以，本节课在数学知识的学习中起到了承前启后的作用,是本章的重点，大气浮力的学习对人们的日常生活，生产技术和科学研究等有广泛的意义。
（2）教法建议
按照新课程基本理念“注重科学探究，倡导学习方法多元化”，在本课教学中采用探究性教学模式。通过实验探究、讨论交流，鼓励中学生的行为参与和思维参与，充分彰显中学生在教学中的主体作用。使中学生从具体的探究活动中获得体验，培养中学生严谨的科学心态。
（3）学情剖析
中学生在上面早已学习过固体浮力和液体浮力，对浮力知识有所了解，通过一系列实验和生活中的现象让中学生感遭到大气浮力的存在和运用，突破难点。中学生对科学探究的过程有了一定的了解，这儿要逐渐引导中学生完成估测大气压值的探究实验，放手让中学生完成，并对实验进行评估交流。在教学中通过实验和多媒体，以实验为基础、感性认识为依托，逐渐引导中学生借助已有知识解决新的问题，中学生完全才能完成本节内容的学习。
（4）学法建议
中学生课前要做好充分的打算，明晰探究任务，在任务的驱动下充分发挥学习积极性和主动性，选择身边的物品与器材，进行开放性的体验和实验，力争把这些“完成方式”知识改成“待建方式”的知识，模拟当初科学家的探求过程，通过探求去获得知识。
★教学目标★
1．知识与技能：
（1）了解大气压的存在。
（2）了解检测大气浮力的方式，了解大气浮力的大小和单位，理解托里拆利实验原理、过程和推论，晓得标准大气压的数值。
（3）晓得大气压形成的缘由，晓得大气压与高度和沸点的关系。
（4）认识生活中借助大气压的现象，了解抽水机的工作原理。
2．过程与技巧
（1）观察跟大气浮力有关的现象，感知大气浮力是一种客观存在。
（2）观察演示实验现象，感知大气浮力的大小和单位。
（3）通过观察讲义感知人类是怎样借助大气浮力的。
3．情感心态与价值观
（1）培养实事求是的科学心态。
（2）通过大气浮力应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
★教学重点★
（1）确认大气压的存在，会用相关知识解释生活现象。
（2）通过借助身边的物品设计小实验，体会大气浮力的存在。
★教学难点★
检测大气压的方式。
★教学方式★
演示法：通过演示生活中大气压的现象，让中学生感知大气压的存在。
讨论法：通过对实验现象的剖析讨论，说明大气压的存在，并能借助大气压的知识解释生活中的简单现象。
实验探究法：通过实验感知大气压的存在，并检测大气压的值。
★教学过程★
一、新课引入
演示实验：组织两位中学生吸啤酒大赛。（对比实验：木塞密封和不密封）
赛后提出问题：为何其中一瓶啤酒吸不上来？啤酒究竟如何步入嘴中？
师：要进一步了解其中的奥秘，我们还须要晓得有关二氧化碳浮力的知识。
【设计意图】从中学生的一个极其熟悉的生活情境引入，鼓励中学生发觉与数学相关的问题，尝试叙述这种问题，描述所发觉问题不能用已学数学知识解释的冲突，迸发兴趣，自然地引出新的课题，而不是强加于中学生。）
二．新课讲解
体验大气压的存在
提出问题：月球被厚厚的大气层包围着，生活在大气海洋中的我们是否也遭到浮力呢？请朋友们仔细观察几个实验。
（不急于给出答案，让中学生在前面的实践中逐渐的改正、完善自己的看法）
1．演示实验
实验1：瓶吞蛋（该实验直接明朗地让中学生感遭到大气向上的浮力把猪肉压下去）
介绍并进行实验：剥了壳的熟鸭蛋置于广口瓶上9.3大气压强教学反思，广口瓶的口径太小，猪肉掉不下去。
将燃起的棉签扔入瓶中，迅速用猪肉堵住瓶口（猪肉“嘣”的一声掉进瓶内）。
实验2：覆杯实验（该实验直接明朗地让中学生感遭到大气向下的浮力把水支撑着）
介绍并进行实验：将玻璃杯装满水，用纸片盖往杯口，用手按住，并倒置过来，移开手后见到哪些现象？（水被空气托住）
进一步实验
渐渐将杯口向各个方向转一圈，又看哪些现象？（水仍没有掉出来）。
师：你看见了哪些，发觉了哪些？
引导中学生剖析现象（是谁将猪肉压进杯子的？空气怎么做就能把猪肉压进去？是哪些力量托住了水和纸片？等。剖析上述实验9.3大气压强教学反思，不难理解大气浮力存在问题。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大气竖直向上有浮力，“覆杯实验”表明大气向下有浮力。再渐渐向各个方向转动，硬纸片仍不掉出来，表明大气向各个方向都有浮力。）
【设计意图】用演示实验引入，让中学生见到意想不到的结果，再引导她们进一步思索，在已有的热学知识的基础上，初步体会大气压的存在，得到大气压存在的推论。
2．归纳：
①大气浮力定义：大气对浸在它上面的物体形成的浮力称作大气浮力。简称大气压。
②大气浮力的存在
③大气压向各个方向
3．中学生活动
师：生活中什么现象能够说明大气压的存在呢？你能设计证明大气压存在的实验吗？
（注意事项：依据生活中的经验中学生可以列举好多生活中的事例，联系生活，把生活与数学学习联系上去。对中学生的回答要适时鼓励，并注意引导中学生清楚的抒发自己的看法。）
生：（可能设计的实验）
借助吸盘；
借助注射器；
借助空矿泉射手和冷水；
……
师：（对中学生进行肯定和鼓励）
【设计意图】大气看不见，大气浮力愈发具象，怎样使中学生确信大气压的存在是极其重要的。在这儿让中学生亲身去体验大气压的存在。在对演示实验观察讨论的基础上，中学生依照各小组的课前讨论打算进行组组间交流，亲自设计证明大气压的实验，进一步亲验确信大气压的存在。
（二）估测大气压的值
1．创设情境
中学生实验：模拟马德堡半球实验（借助两个尺寸相同的塑胶挂钩吸盘对拉）
推论：说明了大气浮力不仅剩在并且大的惊人。
播放马德堡半球实验视频并伴随讲解。通过语言和表情突出指出大气浮力的“巨大”；说明该实验是历史上证明大气压存在的最知名的实验。（视频）
2．提出问题
师：大气压究竟有多大呢？能不能设计一个实验检测出大气压的值呢？
师：大气看不见也摸不着，如何检测大气压的数值呢？
生：
。
师：我们可以试着把检测大气压值转化为测大气压作用的压力和大气压作用的面积呀。
3．设计实验
师：请小组讨论，设计实验方式，选择实验器材，用文字和实验设计图抒发下来。
中学生借助投影仪展示各自的实验方案（交流与评价）
中学生可能设计的检测大气压值的方案有：
（1）器材：吸盘、弹簧测力计；原理：
。
把吸盘“压”在玻璃上，用弹簧秤拉皮碗，直至正好把皮碗带动，记下这时的拉力，再测出吸盘的受力面积即可算出大气压。
（2）器材：注射器、弹簧测力计、刻度尺；原理：
。
首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽挡住注射器的小孔，水平往右渐渐带动注射器筒，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，得出活塞的横截面积S，即可算出大气压。
从演示的覆杯实验获得启发：借助水测大气压值。
……
（三）托里拆利实验
班主任：早在1643年，荷兰科学家托里拆利首先用实验的方式确切测出大气压的值，这个实验就叫托里拆利实验，因为实验中使用了水银，而水银有毒，会影响健康，不能在课堂上演示。你们一起观看托里拆利实验视频，了解怎样确切测出大气压的值。
1．播放视频，引导中学生讨论以下问题：
（1）为何要在玻璃管内灌满水银？（为了排除管内的空气）
（2）玻璃管中水银柱上方的空间是否有空气？（是真空）
（3）管内水银为何会增长？为何没全部升高，而是停在760mm处？（管内水银升高是由于水银柱太高，形成的浮力小于外界大气压；当升高到760mm处时，形成的浮力等于外界大气压，水银柱不再增长；）
（4）估算760mm高的水银柱形成的浮力有多大？（P气=P水银=ρ水银gh≈1.013×105Pa）
（5）管子倾斜放置，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（6）管子半径加粗，水银柱竖直高度是否发生变化，即所测的大气压值是否变化？
（通过液体浮力公式P水银=ρ水银gh可知：水银柱形成的浮力只与水银柱竖直高度和密度有关，所以，管子倾斜一点、粗一点、弯曲一点、提高三点、，水银柱竖直高度不变。）
2．归纳：大气压p≈1.01×105Pa，叫一个标准大气压。
阅读教材气压计的相关内容，了解水银气压计和无液气压计的原理。
3．气压计：检测大气压的仪器：有水银气压计和金属气压计等。
（四）大气压的应用及特征
进一步提问：为何不用水来做托里拆利实验呢？
中学生猜测后，观看网上下载的视频资源，借助水来做托里拆利实验的情境。
思索1：假如用水做托里拆利实验时，h=？引导中学生联想到生活中的抽水机虽然就借助了大气压将水抽到高处。
1．演示压水机工作过程
【设计意图】通过两个视频文件，突破难点，理解水银柱形成的浮力等于大气压的大小；晓得怎样确切检测大气压的值，并通过液体浮力的估算得出大气压的值；初步感受抽水机就借助了大气压的作用。
思索2：大气浮力在社会生活中还有什么应用？
中学生思索后回答出：
（1）用吸管吸啤酒
（2）吸盘式挂衣钩
（3）铅笔吸墨水
（4）拔拔罐
（5）用注射器吸药液
阅读教材相关内容，了解大气压变化的规律及沸点与气压的关系。
2．大气压随高度降低而降低。
大气压变化的规律：在海拔3000m以内，每上升10m，大气压大概增加100Pa。
3．沸点与气压的关系：水的沸点在标准大气压下是100℃，随着气压的降低，水的沸点也会增加，所以高原上的水沸点低，会出现煮猪肉不熟的现象，在高山上须要用高压锅来做菜。
三、课堂小结
让中学生谈这节课的收获：
学到什么知识？
学到了哪些方式？
【设计意图】培养归纳总结能力，进一步推进本节所学知识。
四、课堂例题
1．将瓶子里装满水，用硬纸片把杯口盖严，手按住纸片把瓶子倒过来，放手后，纸片不会掉出来，瓶子里的水不会流出，这表明。若果将瓶子转入乙、丙所示的位置，纸片不掉，水仍流不下来，这表明大气向都有浮力。
2．托里拆利实验，下述叙述正确的是（）
A．将玻璃管稍稍倾斜，管内外水银柱宽度将不变
B．将玻璃管稍为向下提起但没有离开液面，管内外水银面高度差变大
C．向槽中继续注入少量水银，管内外水银面高度差将变小
D．使用更粗一些的等长玻璃管，管内外水银面高度差将不变
3．以下生活现象中，不属于借助大气压的是（）
Ａ．用吸管吸蜂蜜
Ｂ．用注射针头抽取药液
Ｃ．贴在墙壁的吸盘式挂衣钩
Ｄ．用高压锅炒菜
【设计意图】巩固本节新课所学内容，让中学生快速回答，班主任作适当的点评。
★教学反省★
本节课通过大量的生活现象和小实验，充分证明大气压的客观存在，实验和讲义丰富了中学生的感性认识，劝说力强。教学中针对重点设置了实验，设计实验验证大气压的存在；设计实验检测大气压的数值，本节课的设计着重在中学生原有知识的基础上，设计问题引导中学生剖析实验的原理，拓展中学生的思维，真正感受到生活中处处有化学。
END