大气压强 2

第 九 章

第 三 节 大 气 压 强

施 兰 教学目标：

1、知识与技能：

（1）知道大气压强产生的原因，了解大气压强的存在； （2）知道托里拆利实验的方法和结果，记住大气压强的值；

（3）能用大气压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣。

2、过程与方法：

（1）培养学生观察生活现象、观察实验现象，并归纳、推理实验结论的能力。 （2）培养学生科学实验的具体运用能力。

3、情感态度与价值观：

（1）通过学生的亲身体验试验过程，是学生的思维从感性上升到理性，并提高学生不断认

识客观自然世界的能力。

（2）培养学生的探索精神，逐步养成学生观察生活，并利用所学的知识解释生活问题的能

力。

重点和难点：

1、重点：重点是了解大气压强的存在。 2、难点：大气压强知识的应用。

教学过程：

一、新课引入：

在16、17世纪时人们发现这样一个现象：当时人们挖的矿井深度可达30、40米，由于矿井中有水，所以需要把水抽出来，可是无论抽多长的时间都无法将水抽到30、40米的地面上。当时人们想是不是因为抽水机不够先进，于是努力的改进抽水机的功能，可是又发现无论如何改进抽水机，还是无法将水抽上来。当时有个著名的物理学家——伽利略就提出了他的猜想，是不是因为水面上方有大气压的原因呢？好，那么我们这节课就来探究这个问题。大气是否有压强呢？

为了探究这个问题，我们来看以下几个实验。 二、新课教学：

1、演示实验1：喝利乐包的饮料。

实验现象——喝完以后利乐包饮料变形。变形的原因是什么？ 没有吸之前不变形的原因是盒内也有空气。

吸走饮料盒内的空气以后，外界的大气压强将饮料盒压扁。

2、演示实验2：把空塑料瓶中的空气抽走

实验现象——空塑料瓶变形。变形的原因是什么？

没有抽气之前不变形的原因是塑料瓶内也有空气。

吸走塑料瓶内的空气以后，外界的大气压强将塑料瓶压扁。

3、演示实验3：

（1）将硬纸片平放在瓶口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来（提醒同学注意观察）， 放手后看到什么现象？（硬纸片掉下）硬纸片掉下的原因是因为受重力作用。 既然有大气压强为什么大气压强没有将纸片托住呢？因为瓶内也有空气。 如何用简便的方法可以排净瓶内的空气呢？灌水。

（2）将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？（硬纸片没有掉下来）。再慢慢按下图1把杯口向各个方向转一圈，又看到什么现象？（硬纸片仍没有掉下来）。

此时硬纸片在受到重力的同时还应该受到水的压力作用，为什么反而不会掉下来呢？ 结论：应该有个力把纸片托住了。

这个力来自哪里呢？ 来自我们周围的空气。是纸片受到了空气对它向上托的力。 可见：是大气压强托住了瓶内的水柱。 4、演示实验4：：广口瓶吃鸡蛋实验，将点燃的棉球扔入口向上装有细砂的广口瓶中，迅速将剥壳的熟鸡蛋塞住瓶口，待火熄灭后，观察到鸡蛋慢慢被吸入瓶内，如图2。

讨论：是什么原因使鸡蛋又落入了瓶内呢？

结论：由于棉花燃烧使瓶内气压降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。

那么，在没有燃烧棉球之前，鸡蛋上方也有大气压强，为什么鸡蛋没有掉入瓶内呢？ 因为瓶内也有大气压。

5、通过这么多的实验，我们应该初步可以断定大气压强是确实存在的。其实早在16世纪由德国马德堡市的市长格里克就做了一个证明大气压强的存在的著名实验：马德堡半球实验。 （1）阅读课本中马德堡半球的故事，并要求学生用两个皮碗作模拟马德堡半球实验。 学生照图做实验，两个皮碗口对口挤压。然后两手用力往外拉，发现要用较大的力才能拉开。 （2）师生讨论：

马德堡半球实验和模拟实验的共同点是：将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出；是什么使两个半球无法拉开?

思考：在大气中，拉开被抽出空气或被挤出空气的马德堡半球或皮碗为什么必须如此困难，让学生逐步理解大气压强的存在。

结论：大气压强确实是存在的，而且大气压强是很大的。16匹马都不能一下子拉开。 上到这里突然想到了一个可能不太合理的比喻来说明大气压强是很大的。我国古代有个酷刑叫“五马分尸”，五匹马就能将人体分开，大气压强竟然大到16匹马也不能分开，可见大气压强是非常大的。

老师通过很多的实验向同学们证明了大气压强的存在，并且也知道了大气压强是很大的。下面请同学们自己动手来试试看证明大气压强的存在。

学生动手实验1：

给学生两只试管（以小试管恰能在大试管内上下自由移动为宜），大试管里装满水，把小试管开口向上放到大试管里，（注意——小试管中不能有水）一起倒过来，观察到小试管沿大试管自动上升（图3）。让学生自己去解释这一现象。

结论：小试管内有空气，使这些空气的压强作用使小试管上升了一段距离。 讨论：如果小试管中也灌满水，小试管还能上升吗？ 学生实验2：

观察“胶头滴管”，自己设计实验，来说明大气压的存在。 想一想：有几种方法可以证明？

用滴管吸水（在按压胶头的过程中先排出管内的空气，水

槽水面上方的大气压将水压入管内）

把胶头按下，堵住管口，胶头不恢复（按压胶头使胶头变

形，堵住开口处，胶头的形变没有恢复，是大气压强压住了胶头，使他无法恢复）放开呢？恢复！为什么？空气进入！

滴管中吸入一些水后，水会停留在管中（在按压胶头的过

程中先排出管内的空气，放手后外界的大气压强托住了管内的水柱。）

吸出空气，胶头会瘪下去（吸出管内空气，管外大气压强

压的胶头变形了）

我们再来看覆杯实验：（如图1）玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内的水对硬纸片的压强小于大气压强，在大气压强的作用下，托住了硬纸片。而当把杯口向各个方向转圈时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，且大气向各个方向都有压强。 6、小结：

大气对浸在它里面的物体有压强。大气向各个方向都有压强。

引导过渡：马德堡半球实验表明大气压强是很大的。那么大气压强究竟有多大呢？ 我们再来看覆杯实验：（如图1）纸片之所以不下落的原因是大气压强把它托住了，那么，大气压强能托起多高的水柱呢？我们可不可以找一个高一点玻璃瓶再来看看大气压强能不能托住高一点的水柱，不行的话就再高一点，玻璃瓶找不到的话可以找长的玻璃管。科学的结论的得出本来就是要通过艰辛的劳动的。其实早在16世纪就有一位科学家作了这样的实验来测定大气压强的数值，他就是著名的意大利物理学家托里拆利，托里拆利是伽利略的学生，他的最大贡献就是测定了大气压强的数值，这个实验被命名为托里拆利实验。 7、大气压强的大小：

接下来我们将观看托里拆利实验的录像，请同学们带着以下几个问题来观看实验： A、提出学生在看视频时要带着问题去看：托里拆利实验的目的、器材、现象和结论； B、播放托里拆利实验录像；

C、学生回顾托里拆利实验的目的、器材、现象。 E、托里拆利实验的原理：

管内灌满水银，倒置后水银下落，为什么会下落呢？因为大气压强托不住了。下落到内外液面高度差为76厘米时不再下落，这是在管内水银面的上方就出现了一段真空，也就是说管内没有大气压。那水银柱到达76厘米不再下落就是因为有力把它托住了，托住它的力是什么呢？托住它的力来自水银槽内水银上方的大气压强。 是大气压强的作用托住了76厘米高的水银柱。

所以大气压强等于76厘米水银柱所产生的液体压强。

D、再看一遍托里拆利实验的动画演示并计算大气压强的数值 大气压强相当于760毫米水银柱产生的压强。

求出760毫米水银柱的压强大小。由P=ρgh，计算出：

P=ρ水银gh=13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米=1.01×105帕

F、小结：大气压强相当于760毫米水银柱产生的压强，约为1.01×105帕。这个数值也

称为标准大气压.

8、提出问题：

托里拆利实验为什么选择水银作为实验材料呢?为什么不选择别的液体?像生活中作常见的水呢? 算一算：

如果换用水做，大气压强能支持多高的水柱呢? H水=Po/ρ水g

=1.01×105帕/1.0 ×103千克/米3 × 9.8牛/千克 =10.3米 结论：

大气压强能支持10.3米高的水柱，相当于三层楼的高度。

9、回到我们在上课刚开始时提出的深矿井无法将水抽到地面上的问题，通过一节课的学习，同学们知道原因了吗？

结论：抽水机首先抽掉了管内的空气，水面上方有大气压强，大气压强只能支持10.3米高的水柱。所以无法将水抽到30、40米的地面上。 10、生活中的例子：

钢笔吸墨水、针筒吸药水、喝汽水、抽水机 吸盘挂衣钩、拔火罐、吸尘器

三、课堂总结：

马德堡半球实验证明大气压存在且很大。

托里拆利实验测量了大气压强；76cm的水银产生的压强称为标准大气5

压，约等于1.01x10帕。 大气压会随高度、湿度、温度的改变而改变。

生活中有着大量的利用大气压的地方。 四．布置作业：