“大气的浮力”教学设计与解读
“大气的浮力”是高中《物理》第一册第十一章第一节的内容，这节课是在中学生把握了浮力的概念、压强的公式和单位、液体浮力的特性和规律以及液体内部浮力的公式以后，学习的又一浮力方面的知识，“大气的浮力”教学设计与解读。这节课主要讲的是关于二氧化碳浮力中大气压强的初步知识，与上面所学的固体浮力，液体浮力一起构成了一个相对完整的体系。通过这节课的学习，要求学生理解大气浮力的存在和大气浮力形成的缘由，会用大气浮力解释简单的现象，但是晓得托里拆利实验说明了哪些，晓得大气浮力的大小。因为中学生在学习这节课之前已晓得浮力以及大气浮力形成的缘由，相对来说比较容易。并且，对于为何能用托里拆利实验测出大气浮力，托里拆利实验的原理是哪些总是不能挺好地理解，这样造成与托里拆利实验相关的一些问题成为中学生学习上的一个难点。因此，在这节课的教学中，笔者对这一部份的教学模式做了大胆的创新改进，即在使中学生认识到大气存在浮力以后，自己解决问题。中学生在设计实验时，不断发觉问题，不断改进实验，最后逐渐引入到托里拆利实验。
教学案例
一、教学前的打算
1。实验仪器
天平，事先抽成真空的烧杯，马德堡半球，抽气机，托里拆利实验整套装置，另外还有数学兴趣小组的中学生在这节课之前自制的验证大气存在浮力的四套实验装置(1)熟鸭蛋，杯子，浸过酒精的棉花，火柴;(2)茶壶、硬纸片，水;(3)空易拉罐，面团，浸过酒精的棉花，火柴;(4)顶部扎有几个孔的空可口可乐瓶。
2。自制的CAI教案
二、教学过程
1.引入新课
“这节课我们来学习‘大气的浮力’，在学习新课之前，请化学兴趣小组的朋友演出四个魔术----看不见的魔力。”
实验1把浸过酒精的棉花用火柴燃起投入事先打算好的空瓶中，用剥了皮的熟鸭蛋挡住瓶口，稍后，猪肉被吸入瓶内。
实验2给杯子中装满水，盖上硬纸片，倒置过来发觉水和硬纸片都不下落。
实验3把浸过酒精的棉花用火柴燃起投入易拉罐中，稍后用面团挡住易拉罐的口。发觉易拉罐被压得变了形。
实验4给顶部扎有几个孔的空可乐瓶里灌入水，在把可乐瓶提出海面之前问中学生水会不会流下来(有些中学生回答会，有些中学生回答不会)。取出可乐瓶，通过控制瓶塞，使水一会儿流出来，一会儿又不流出来。
引入新课----“它们都来自于大气的魔力，都是由大气浮力形成的。”
2.大气有浮力
提出问题为何大气会有浮力?
实验5(班主任做该实验)调节天平平衡，称出事先抽成真空的质量，倒入空气后发觉烧杯一端下沉。
剖析实验上述实验中天平由平衡到丧失平衡，说明空气有质量。空气也像液体那样，遭到重力作用，但是能流动，因此空气内部向各个方向都有浮力，这就是大气浮力形成的缘由。我们把大气对浸在它上面的物体的浮力称作大气浮力。
3.大气浮力有多大
提出问题：“既然大气有浮力，这么大气浮力有多大?”
实验6(请中学生配合做该实验)用抽气机将马德堡半球抽成接近真空，请几位力气较大的男朋友上来使劲拉开它，不行。吸入一些空气后，就可轻易拉开。
剖析实验(结合教案中所勾画的马德堡半球剖面图剖析为何抽成真空的马德堡半球无法拉开，而内部有了空气的半球则轻易地才能拉开)该实验说明大气除了有浮力，大气的浮力还很大。
4.怎么检测大气浮力的大小
引导中学生备考上面浮力大小的估算方式，使中学生晓得可以想办法用公式p=F/S或则液体浮力公式p=ρgh来求出大气的浮力。(注意引导中学生剖析不能否直接把液体浮力公式中的液体密度替换为大气密度、把液体的深度替换为大气层宽度来估算大气浮力;同时提醒中学生在化学学习中，有时公式、规律可以迁移，但切忌不能不经过剖析论证随便迁移。)
引导学生理解在验证大气浮力存在的实验中，假如能测出相应的化学量就能否测算出大气的浮力。
引导中学生剖析验证大气浮力存在的实验中，假如个别化学量不易测定，可以想办法将实验装置做一定的加装，可以便捷地测出这种化学量。
引导中学生剖析各类改进了的实验装置在测算大气浮力时有什么不足之处，哪种方式更科学、更实用。
通过中学生自己剖析、自己改进实验装置，中学生最后得出与托里拆利实验相仿甚至相同的实验装置和实验方式，此时再告诉中学生该实验叫托里拆利实验，由于最早是托里拆借助这样的实验测出大气浮力的大小的。
引导过程如下：
(1)从瓶口吞猪肉这个实验我们可以想到，假如晓得了大气施加给猪肉上半部份的压力F和猪肉上半部份的面积S，就可以借助公式p=(F/S)算出大气浮力，资料共享平台《“大气的浮力”教学设计与解读》()。但这儿的浮力和面积不易检测，即便用这个实验装置未能测出大气浮力。
(2)从马德堡半球实验我们同样可以想到，假如晓得了大气施加给半球的压力F和半球的面积S，就可以借助公式p=(F/S)算出大气浮力。这个压力F与正好把半球拉开时的拉力的大小相等，测出拉力的大小就可以晓得F的大小。因为矩形的表面积不便捷估算，我们可以把半球加装成正方体容器，这样面积S能较容易的测出。虽然借助这个实验的原理和装置可以测算出大气浮力，然而，因为须要很大的拉力能够把半球拉开，并且正好把半球拉开的力并不容易确定下来，所以上述实验欠缺可行性。
(3)从倒置杯子实验我们可以想到，大气浮力等于茶杯内水的浮力与杯底对水的浮力之和。杯内水的浮力可以很便捷的测算出，但杯底对水的.浮力未能得到，其实用这样的实验装置难以测出大气浮力。
(4)从有孔的可乐瓶能装水这一实验我们可以想到，大气浮力等于瓶内水的浮力与瓶内水上方二氧化碳的浮力之和。瓶内水的浮力可以很便捷的测算出，但瓶内水的上方二氧化碳的浮力未能得到，其实用这样的实验装置也未能则出大气浮力。
(5)将前面两个实验结合上去考虑，我们发觉都是水上方的浮力难以确定，这么，假如我们想办法让水上方的浮力为零(这样容器顶不会对水形成浮力)，也不让水的上方有二氧化碳(这样就没有二氧化碳浮力作用在水的上方)，于是，只要我们测出火柱的高，算出水柱的浮力，我们能够得到大气浮力。
(6)我们遇见新问题是，当我们企图把装水的容器上方抽成真空时，湖面在不断地向上升，为了让水不接触容器顶，容器得不断地加长(放录象：抽出管中的空气时，可以把水抽到高达10m以上)。其实，用这些方式来测大气浮力必需要有足够长的管子和足够高的空间。在新的问题面前，我们考虑到在这样的装置下，大气浮力等于液体的浮力，而液体的浮力与液体的高度和密度有关。在大气浮力不变的情况下，倘若换用密度较大的液体，液体的高度应当会按比列增加。于是我们考虑把水换成水银，发觉当水银上方抽成真空时，水银柱的高度不到1m，这证明我们的思路是正确的。另外，考虑到使用抽气机把液面上方的空气抽成真空既不便捷，也不好实现，我们想到，先把一段长1m左右的玻璃管内装满水银，再将其倒放在水银槽内，这样，当管内水银面升高时，上方自然成为真空(如图1所示，图略)。这样的实验装置和实验步骤最早是由托里拆利设计的，所以把这样测定大气浮力的实验称作托里拆利实验。
5.托里拆利实验
实验7(班主任做该实验)第一步：规范操作托里拆利实验全过程，得出此时此地的大气浮力的值。第二步：倾斜玻璃管，让中学生读出水银柱的竖直高度;第三步：换用不同的管径的玻璃管做该实验，让中学生读出所测大气浮力的值。
剖析实验托里拆利实验中，水银柱液面的高度差与玻璃管管径的粗细、玻璃管是否倾斜无关。依据所测得的数值估算出当时当地的大气浮力的值，并让中学生了解在标准状况下，大气浮力可支持760mmHg，此时对应的大气浮力的值是1.01×105Pa。
6.讨论与练习
讨论1大气浮力如此大，为何我们觉得不到?
讨论2把装满水的烧杯溶入水底，口朝下，捉住管底向下提，在筒口离开海面前，滴定管漏出海面的部份是空的?是有水，但不满?还是饱含水?为何?
练习1、课本第131面1、2题。
练习2、如图(图略)所示是托里拆利实验的示意图，已知当时的大气压等于760mmHg形成的浮力，则A点的浮力、B点的浮力、C点的浮力分别是多少?
7.小结
本节课的主要内容是：
(1)通过实验确定大气有浮力;(2)托里拆利实验是历史上首次测定大气浮力的知名实验;(3)在标准状况下液体压强比较方法，测出的大气浮力与760mmHg水银柱形成的浮力相等。
一、本文的设计思想充分彰显了作者的教育教学理念是与素养教育的要求相一致的。在整节课中，从问题的提出，到问题的解决，作者一直把中学生置于第一位，引导中学生自己剖析、自己改进实验装置液体压强比较方法，层层深入，步步递进，最后得出了与托里拆利实验相仿甚至相同的实验装置和方式，除了充分发挥了中学生探求学习的主动性，但是迸发了中学生探求知识奥秘的兴趣。
二、作者清楚地认识到数学教学的基础是实验，新课的引入、重点的讲授、难点的突破均是建立在坚实的实验基础之上的，这是本文的亮点之一。
三、作者巧妙的采用了对比技巧，“空气，也像液体那样遭到重力作用，并且能流动……”完成了知识能力的迁移，但同时又提醒中学生，切忌不能不经过剖析论证随便迁移，过渡自然贴切。
四、作者在教学中勇于也擅于变革创新，在介绍知名的托里拆利实验时，一反常规，在周密剖析的引导下，从未能到有法，由难办到易办，再由复杂到简单，尽可能降低非必要诱因的干扰，最终创造一个环境，自然而然地将实验对象和操作过程理想化，以曝露事物的真相。这些科学思想的逻辑行程对学习科学理论、培养科学素养是极为有益的，这又是本文另一道靓丽的景色线。
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