“大气浮力”是第七章第四节的内容,对大气浮力的研究是在上面所学的基础上,运用浮力、压力、液体密度、液体浮力等内容来认识的,由一系列小实验“想想议议”来迸发中学生的思维和探究欲望,因而用实验感知大气浮力的存在,进一步学习大气浮力的检测和应用。本节大气浮力的学习是中学阶段进一步学习的基础,大气浮力的知识对人们的日常生活,生产技术和科学研究等有广泛的意义。
下边结合教学实际,将本节课的思路设计梳理如下:
第一环节:新课导出
师:很高兴明天能否朋友们一上去交流与学习,希望通过这节课的学习,你们才能学到一些既有趣又有用的化学知识。
师:通过上面的学习我们早已晓得固体才能形成浮力,液体也可以形成浮力,那我们生活的环境四周全都是空气,这么二氧化碳可不可以形成浮力呢?
生:可以(齐答)
师:为了证明二氧化碳也会形成浮力,下边俺们先来做个小游戏。在日常生活中想必你们一定都喜欢喝啤酒吧,老师在这儿给你们打算了两瓶啤酒,请两位朋友上上面来赛事一下看谁最先把啤酒喝完。
生:联赛喝啤酒——其中一位朋友很快就把啤酒喝完,而另外一位朋友却很难喝到瓶中啤酒。
师:通过刚刚这个小游戏,我们发觉为何其中一位朋友没有喝到啤酒,而另外一位朋友却很容易就喝到了啤酒?虽然这是二氧化碳形成的浮力帮助了喝到啤酒的朋友。明天这节课我们就来学习第四节课——大气浮力。(板书课题:§7-4大气浮力)
第二环节:课堂探究
一、大气浮力的概念
师:首先我们来看一下哪些是大气浮力?(多媒体投影)
师:我们生活在月球上,周围被厚厚的空气层包围着,包围月球的空气层又叫大气层,我们就生活在大气层的底层。大气对其内部的物体形成的浮力称作大气浮力。(板书:1.定义:大气对浸在它上面的物体的浮力称作大气浮力。)
二、感知大气压的存在
师:虽然好久好久曾经人们就早已通过实验研究并证明了大气压的存在。
师:请朋友们看大屏幕。(多媒体投影)
师:下边我们就一上去回顾一下历史上以前发生的这一伟大的实验。(多媒体播放视频)
师:下边请朋友们借助“吸盘模拟马德堡半球”实验:用两个吸盘相对使劲挤压,再往两侧拉,你的体会如何?这是哪些缘由?
生:分小组进行“小小的马德堡半球实验”
师:下边我们来剖析一下为什么吸盘很难被拉开?
生:吸盘内部的二氧化碳被挤出,吸盘外部的二氧化碳对吸盘有压力,从而形成了浮力,所以把吸盘紧紧压在一起了。
师:这就是证明最早证明大气压存在的实验——马德堡半球实验。(板书:2.大气压的存在——马德堡半球实验)
师:通过上面的学习我们了解到浮力是有方向性的,这么大气浮力的方向性又是怎样呢?下边我先给你们做一个小实验来说明大气浮力的方向性。
师;刚刚你们通过老师做的这个小实验,你能总结一下大气浮力的方向有何特性吗?
生:空气向各个方向都有浮力。
(板书:3.大气向各个方向都有浮力)
师:通过刚刚的实验我们早已晓得大气存在浮力,而且向各个方向都有浮力。下边给朋友们一个实践的机会,大家借助桌面上的器材验证大气压是否存在,以及大气浮力是否具有方向性?
师:在做小实验之前请看大屏幕上的投影,我们认清楚实验步骤之后再来进行实验。
师:将烧瓶中的水放入试管中(注意一定要倒满),之后用一张小纸片遮住试管口(注意一定要盖紧),之后将试管倒置过来,看试管能够将纸片冲毁?(多媒体投影)
生:分组实验
师:一边巡视,一边鼓励。——大胆去做,失败了再来。
师:朋友们把大家做的实验举上去,你们都做下来了。小纸片没有被水卷走,这个现象说明了哪些问题?
生:说明大气浮力存在。
师:虽然试管内的水对小纸片形成了浮力,然而为何小纸片没有掉出来?
生:由于有大气压把它托住了。
师:下边请朋友们接着做这个实验,将刚刚那种小试管倒置过来之后朝任意方向旋转一下。(多媒体投影)
师:大家发觉小试管朝向任意一个方向旋转之后,小纸片掉吗?
生:没有(齐答)
师:为何小纸片不掉?说明了哪些?
生:大气向各个方向都有浮力。
三、大气压的大小
师:这么大气压到底有多大呢?请同事们做第三个小实验。(多媒体投影)
师:任取一个小试管灌满水,用手掌挡住,不要漏水,之后倒置过来,按到水槽里,放开中指瞧瞧火柱会不会增长?
师:你们刚刚无论采用短试管还是长试管,试管中的火柱向下滑吗?
生:不会降
师:这么是外边的哪些东西把火柱支持住了?
生:大气压
师:我们假如把试管再加长,瞧瞧大气压究竟能否支持多高的火柱?我们的课室不够高,有人替我们做了这个实验,下边请朋友们看大屏幕。(多媒体播放视频)
生:观看视频(异常惊讶)
师:刚刚我们看见大气压才能支持大概10米高的火柱,下边我们就来一起剖析大气压才能支持10米火柱的诱因。(多媒体投影)
师:管内10米高火柱的下方与管外海面相连的地方,假定有一个小液片。当小液片静止时,它的上下两个表面所说的压力大小有哪些关系?
生:相等。
师:假如上下两个表面所受的压力相等,我们就说上下所受的浮力相等,即:P1=P2。
师:小液片上方的浮力P1应当来自10米高的火柱形成,依照液体浮力公式可知:P1=ρ水gh,而下表面的浮力P2大小等于谁呢?因为在液体内部的同一深度处,液体向各个方向的浮力都相等,下表面与管外海面是相平的,所以与管外海面上方的大气浮力是相等的,即:P2=P大气,因而P大气=ρ水gh,所以大气浮力可以支持10米高的火柱。
师:通过大气浮力可以支持10米高的火柱这个实验,我们就可以间接测出大气压的数值,但是这套装置迁往生活中在进行实验的确不太便捷。假如才能将液体水换成其他液体来做实验,液柱的高度都会是10米高吗?
生:不会
师:依照液体浮力公式P=ρgh,假如外界大气压P一定,要想大大减少液柱的高度h,应当怎样做?
生:减小液体的密度ρ
师:这儿给你们一些液体的密度,你们思索一下应当选用哪种液体才就能大大减少液柱的高度?(多媒体投影)
生:水银
师:历史上以前有一位知名的科学家,他就是采用水银做了这样一个实验,精确测出了大气压的数值,他称作托里拆利。下边我们你们一上去观看一下这个实验。(多媒体播放托里拆利实验视频)
生:观看实验视频
师:好了刚刚我们看见托里拆利实验精确测出了大气压值,下边我们一上去思索几个问题。(多媒体投影)
师:玻璃管上方有没有空气?是哪些?
生:没有,真空
师:管子倾斜了之后,水银柱的高度变化吗?
生:不变
师:假如换用更粗或更细的管子时,水银柱的高度变化吗?
生:不变
师:通过上面的剖析我们可知:P大气=P水银=ρ水银gh
师:刚刚这个实验就是知名的托里拆利实验。(板书:4.大气压的测定:托里拆利实验P0=1.013×105Pa)
师:我们一般把这样大小的大气压称作标准大气压,用P0表示。
四、气压计
师:托里拆利给我们人类作出了很大的贡献,他给我们提供了一种检测大气压的方式。生活中我们早已普遍采用托里拆利实验原理作出了检测大气压的仪器,我们把检测气压的仪器称作气压计。请朋友们看大屏幕。(多媒体投影)
师:生活中常用的检测大气压的仪器主要有两种实验大气压强的原理,一种是用于室外精确检测的水银气压计,另一种是用于室内以便携带的金属盒气压计,也叫无液气压计。
五、大气压与海拔高度的关系
师:如果说现今我们朋友手上面就有这样一个空盒气压计,请你去爬山,在山脚下、半山腰、山顶上分别测出了不同高度处的气压值,你觉得气压值会相同吗?你认为会变大还是变小?
生:会变小
师:好,下边我们一起开始一次愉快的徒步之旅。(多媒体播放视频)
师:通过刚刚的徒步之旅我们晓得大气压随着高度的降低而降低,但是在海拔3000m以内,大概每下降10m,大气压降低100Pa.
师:这么为什么大气浮力会随着高度的降低而降低呢?(多媒体播放视频)
师:通过刚刚的学习我们晓得,大气压并不是固定不变的,大气压随着高度的下降而降低。(板书:5.大气压的变化:大气压随着高度的下降而降低。)
师:假如从山顶抵达山底大气压会减小,这儿是一次登山的旅程中拍到的图片,你们可以看见从山上达到山底因为大气压减小而将空矿泉射手压瘪。(多媒体投影)
师:虽然大气压的变化除了与高度有关,另外天气的变化也会影响大气压的大小。通常来说,晴天、下雨时大气压会低些,天气放晴、干燥时大气压会高些。
六、大气压的应用
师:通过上面的学习我们晓得了大气浮力的方方面面,虽然大气压在实际生活中有好多应用,在刚开课的时侯我们做的小游戏中,就是借助大气压的挺好实例。
师:下边请朋友们仔细追忆一下在生活中何时何处何地,大家见过或则切身感受过借助大气压的实例。
生:吸盘挂衣钩
生:……
师:昨天你们举了好多借助大气压的实例,说明你们很注意观察生活,下边老师给你们看一段视频,瞧瞧生活中还有什么地方用到了大气压?(多媒体播放视频)
师:昨天我们通过观看视频看到了一个名词——“吸盘”,请朋友们思索以下这儿用的“吸”字确切吗?
生:不确切,应当说是“压”。
师:说得太棒了,下边我们再来看大气压另外一个很重要的应用——水泵:①活塞式抽水机②离心式油泵(多媒体播放视频)
七、达标检查
师:昨天我们一起学习大气浮力,下边我们来瞧瞧你们对本节课的知识把握的情况怎么?
生:做自我检查题
必做题:
1.证明大气压存在的实验是,最早确切测出大气浮力值的实验是
2.1标准大气压=水银柱形成的浮力=Pa.
3.在大气压为760mm水银柱的卧室里做托里拆利实验,测出管内水银柱的高度为755mm,可能的由于是()
A玻璃管太长了
B玻璃管放斜了
C管内水银面上方步入少量空气
D玻璃管比较粗
4.在托里拆利实验中,倘若将玻璃管由竖直变为倾斜,则()
A水银柱宽度减小,高度下降
B水银柱宽度不变,高度增加
C水银柱宽度减少,高度降低
D水银柱宽度降低,高度不变
5.关于大气浮力,下述说法不正确的是()
A.大气浮力随海拔高度的降低而减小
B.马德堡半球实验否认了大气浮力的存在
C.通常来说,晴天、下雨时大气浮力会低些
D.1标准大气压的数值等于高度差为760mm水银柱形成的浮力。
选做题:
6.小欣和朋友在街上玩,小欣发觉街上有卖新椰子的。并且很奇怪的是,售货员每次在椰子上都是打两个洞(如图所示),一只是拿来插吸管的,另一只是拿来干吗的呢?你能解释吗?
答:多开一个孔可以保证内部仍然与大气电信,在大气浮力的作用下,吸时椰子中的气压一直小于吸管中,更容易吸上椰子汁。
7.小明在周末中要外出旅游半个月,他害怕家里盆栽中的水会因蒸发而杀死。用了一个塑胶瓶装满水倒置于盆栽中,瓶口刚才被水浸入(如图所示)。为何他这样做才能使盆栽中的水位保持一定的高度?
答:当把装满水的瓶倒置于盆栽中时,因为大气压的作用,水不会从瓶中流出。当盆栽中的水因为蒸发和盆栽的吸收,湖面增长瓶口漏出海面时,瓶中的水就要流出一部份,一旦瓶口再度被吞没,瓶中的水又停止外流。这样,盆栽中的水位就可以一直保持一定的高度。
8.下边我们再来做一个有趣的小实验——“大试管中上升的小试管”。
八、拓展延展:
1.给患者进行静脉注射的打针瓶上为何另外要插进一根短小的管子?这根管子起哪些作用?
答:打针瓶里的药液流出后,瓶内二氧化碳体积变大,浮力减少,当瓶内二氧化碳浮力大于瓶外大气压时,可以看见有空气泡通过小管步入药液瓶,空气步入药盒,使瓶内二氧化碳浮力保持一定,让药液在重力作用下步入人体的静脉。
2.将一只未充气的汽球装入锥形瓶中,把汽球的开口翻在锥形瓶的困局上堵住瓶口。之后向汽球内吹气,发觉汽球很难被吹大,这是为何呢?请说明其中的数学道理。
答:吹气球时,汽球内气压减小,汽球膨胀,因为锥形瓶封闭,瓶与汽球间的二氧化碳气压也同时减小,汽球内外很难产生较大的气压差,所以汽球很难被吹大。
第三环节:课后探究
活动1:设计实验:“滴水之恩,当涌泉相报”实验大气压强的原理,借助大气压的知识设计一种杯子,只要滴入少量水,就可以涌起许多水来。
(设计说明:通过小结,让中学生把本节知识条理化,也是对本节内容的一个巩固;之后由作业再检验和增强)
活动2:动手做实验,估测大气压。
中学生讨论可用什么方式?(讨论后,逐一投影)
(1)器材:吸盘、弹簧测力计;原理:P=F/S
思路:(由中学生交流讨论,再整理)
(2)器材:注射器、弹簧测力计、刻度尺;原理:P=F/S
思路:(由中学生交流讨论,再整理)
以上两步,在中学生讨论的基础上,再将实验的思路总结下来,进行实验。
(3)师生共同讨论实验中遇见的问题以及解决的方式。
(设计说明:在班主任的引导下,使中学生学习到一种间接检测大气压的方式,通过中学生自己设计实验,欣赏自己的方式,学习别人的方式,来拓展自己的思维)
结束语:
小游戏:神奇的胶管
师:明天这节课我们一起度过了一段快乐的岁月,老师这儿有一个神奇的胶管,当我摇晃胶管的一端,才会有辛运雨降落到你的头上。(班主任借助胶管进行实验,将课堂氛围达到最高潮。)
师:课后请朋友们接着思索刚刚这个小游戏的道理是哪些?与此现象道理相类似的家用家电是哪些?明天的课就到这儿,感谢你们!朋友们再会,下课!
相关链接:吸尘器:
在这儿,倾听一线草根班主任的教育心里话!
作者简介:潘书朋,学校化学班主任,在《当代教育家》、《光明晚报》、《中国班主任报》、《中学化学》、《新课程评论》等国家、省级杂志、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来仍然旨在于“让化学教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部班主任科研基金“十二五”规划重点课题子课题入选教育科研成果银奖。
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