第二节 大气压的变化

教学设计示例（一）

第二节　大气压的变化

一、教学目标
（一）   知识与技能目标
　　1．了解大气压随高度的增加而减小．
　　2．掌握用气压计测量大气压的方法．
　　3．了解沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高的科学常识．
　　4．能用大气压变化知识解释实际问题．
（二）过程与方法目标
　　1．通过分析大气压随高度变化的图表，提高观察分析总结图表的能力，学习物理中利用图表数据计算实际问题的方法．
　　2．通过观察沸点随气压改变的实验，提高观察能力．
（三）意识目标
　　1．由大气压随高度变化引伸到我国幅原辽阔，高山很多，对学生进行自然美的教育．
　　2．通过大气压的变化，体会自然界任何事物都在变化着的规律．
二、　教学重点  大气压随高度而变及标准大气压的值．
三、　教学难点  气压计的原理
四、　教学过程
（一）复习
　　1．证明大气层中存在大气压强的著名实验是______．
　　2．将针管伸进药液里，活塞向后拔出的过程中药液吸入针管内是由于_________的作用．
　　3．托里拆利实验是测量_______．做实验时大气压强的值等于760毫米高汞柱的压强，由于实验时管内透进少许空气，则水银柱的高度　　　　760毫米（填大于、等于、小于）．改用水做实验．水柱高度是水银柱高度的_______倍．
　　4．上节课做托里拆利实验时，水银柱的高度是______毫米．如果换用横截面积大一倍的玻璃管做实验，水银柱的高度是_______毫米．
（二）新课教授：大气压随高度的增加而减小
　　生活常识介绍：我们长期生活在大气的底层，已经适应了现在的大气压．但我们从报纸和电视中了解到：对于登山运动员，到了高山地区，由于大气压的明显减小，空气稀薄，空气中的氧气含量少，不能满足人体的需要，会出现头痛、恶心、呕吐等症状，高度增加，人的感觉越明显，可见，大气随高度是可以变化的，当我们看天气预报时，也常能了解到气压大小跟天气的关系也很密切，气象员每天预报的气压也不相同．
　　大气压强是变化的．影响大气压强的因素很多，今天我们先介绍大气压随高度而变．
　　1、投影书第164页的图．讲解图中标出了在不同高度的大气压的值，注意高度读作海拔×××千米，大气压是××××千帕．
　　2．学生思考，分析表中所列数据可以得到什么结论？（大气压强随高度的增加而减小．但是减小得并不均匀．）例如，从海拔1千米升高到2千米，气压减小了10千帕，而高度从海拔7千米到8千米，气压只减小了5千帕．
　　3．为什么大气压随高度的增加而减小呢？（原因是越高，空气越稀薄，空气的密度也越小．）下面我们通过一个实验说明这一点．
　　一个烧瓶，用塞子塞住瓶口，在塞子穿入一根玻璃管，管的一端跟一个橡皮管相连．将烧瓶倒过来，把橡皮管的开口插入水中（操作），我们未看到什么现象．现在用抽气机把瓶内空气抽出一部分，此时瓶内空气变得稀薄了，密度变小，用夹子夹住皮管，还像刚才一样伸入水中，打开夹子，管内水面上升进入烧瓶里．此实验中水面上升的原因是瓶内抽出部分空气后，压强小于外界的大气压强．可见，空气越稀薄，密度越小，则气压越小．
　　4．大气压强随高度的增加而减小，可测出不同高度的气压值，列成表，那么只要测出某一高度的气压值，通过查表即可知道该位置的高度值．
　　学生练习：珠穆朗玛峰的高度接近9千米，则其峰顶的大气压约为多少？相当于海平面上大气压的百分之几？（31千帕，百分之三十）
（三）大气压随时间变化
　　同一地点，大气压也不是一成不变的，大气压还随时间而变．一天当中，通常上午九至十时气压最大，下午三至四时气压最小．一年四季的气压值也不同．大陆上冬季气压最大，夏季气压较小．海洋和大陆相反，夏季气压大，冬季气压小．
　　由于气压大小跟天气的关系极为密切，所以气压值对天气预报有重要的参考价值．如气象中心绘制的天气图的等压线．将气压相同的地点连成线就是等压线．在1982年9月25日上午八时北京地面天气图的等压线就是这样绘制的．新疆北部和内蒙古西部一条等压线是1040百帕，它的周围分别是1035、1030、1025百帕等．由此可知该地区是个高压区，它的东方气压依次减小，空气就会由高气压向低气压区移动，可能有西风或西北风形成．往往气压的差越大，风力也越大．西北风是从西伯利亚吹来，北京地区的气温可能较低，没有雨．当然，影响天气的因素也是很多的，气压大小只是一个因素．
（四）气压计
　　正因为大气压是变化的，而且气压对天气预报等工作有重要的参考价值，所以需要测定大气压的值．测定大气压的仪器叫气压计．
　　1．水银气压计．根据托里拆利实验的原理制成水银气压计．从理论上讲，只要在玻璃管旁立一个刻度尺即可．使刻度尺的0刻度线对准管外的水银面，只要读出水银柱的高，就可以直接得到大气压相当于多少毫米水银柱的压强．水银气压计测量结果准确，但是不便于携带，所以它适合放在室内．
　　2．无液气压计．（播放动画）．无液气压计也叫金属盒气压计．顾名思义，这种气压计中没有水银或其它液体．这是抽成真空的金属盒，盒的表面是波纹状的．大气压变化时，盒的厚度发生变化，通过固定在盒表面的连杆等传动机构带指动针发生转动，由指针所指的刻度也读出大气压的值．根据大气压随高度的增加而减小的变化规律，在无液气压计的刻度盘上刻上某一气压值的相应的高度值，这就是航空用的高度计．
（五）标准大气压
　　由于大气压是变化的，通常把等于760毫米水银柱的大气压叫标准大气压．标准大气压等于1.01325×10⁵帕斯卡，习惯上记作1.01×10⁵帕．
（六）沸点与气压的关系
　　1、讲述：由于大气压强随高度的增加而减小，在同一地点也不是固定不变的，因此，对人们的生活，健康有重要影响．请同学们先观察一个实验．
　　2、演示：演示课本图11—11的实验．
　　先介绍实验装置．然后演示气压增大，水的沸点升高．将备用开水倒入烧瓶，加热烧至沸腾，测出此时的温度，即沸点．用两用打气筒向烧瓶内打气（注意：水停止沸腾，就停止打气，避免气压过大烧瓶不能承受而爆破）．讲述，要使水重新沸腾必须再加热，使温度升高．表明，气压增大，水的沸点升高（教师板书）．
　　接着让水的温度降低后，测出水的温度（低于100℃），用两用打气筒对烧瓶内抽气，观察到水又重新沸腾．表明，抽出一部分气体，瓶内气压减小，水的沸点降低（教师板书）．
　　3、讲述：以上实验，用其他液体，可得到同样的结果．表明：一切液体的沸点，随气压增大而升高，随气压减小而降低（教师板书）．
（七）小结
　　1、大气压强随高度的增加而减小，测量大气压强的仪器叫气压计，气压计有水银气压计和金属盒气压计．1标准气压约为105帕．
　　2、一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高．
（八）练习和作业
　　１．在某地区同时有甲、乙、丙三架飞机飞行，三个飞机上的气压计读数分别是560、500、600毫米汞柱，飞行高度最大的是______飞机，高度最小的是______飞机．
　　2．在一支观察水沸腾的实验中，发现温度计的示数总低于100℃，这是由于（  ）
　　A．可能是气温偏低  B．加热时间不够长
　　C．气压低于标准气压   D．气压高于标准气压
　　3．下列情况下，使托里拆利实验测得数值减小的是（   ）
　　A．把实验装置从山脚移到山顶  B．把玻璃管换粗一些
　　C．把实验装置从地面移到矿井深处  D．把实验装置从楼内移到楼外
　　4．在海拔2千米内，大约每升高12m，大气压就降低1mm水银柱（即133Pa）。某幢楼楼顶的大气压为756mmHg，而地面大气压为760mmHg，则楼高为多少米？

　教学设计示例（二）

第二节　大气压的变化

一、教学目标
（一）知识与技能目标
　　1．了解大气压随高度的增加而减小．
　　2．掌握用气压计测量大气压的方法．
　　3．了解沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高的科学常识．
　　4．能用大气压变化知识解释实际问题．
（二）过程与方法目标
　　1．通过分析大气压随高度变化的图表，提高观察分析总结图表的能力，学习物理中利用图表数据计算实际问题的方法．
　　2．通过观察沸点随气压改变的实验，提高观察能力．
（三）意识目标
　　1．由大气压随高度变化引伸到我国幅原辽阔，高山很多，对学生进行自然美的教育．
　　2．通过大气压的变化，体会自然界任何事物都在变化着的规律．
二、教具学具准备
　　金属气压计1个、图11-11实验用具一套、打气筒1个．
三、教学步骤
　  （一）复习提问
　　（l）马德堡半球实验有力地证明了什么的存在？
　　（2）大气压强约等于多少毫米汞柱？等于多少帕？
　　（3）课后阅读材料“大气压发现史中告诉我们，科学家帕斯卡有个什么推论？他是怎样做的？他发现了什么规律？”
　　（二）引入新课
　　l．大气压的变化
　　（1）学生看书P164第一段课文及图表
　　（2）提示“高度”读作“海拔××千米”“大气压”是“××千帕”
　　（3）指导读表  ①海平面的海拔高度是多少千米？大气压是多少千帕？
　　　　　　　　　②海拔2km处大气压强的值是多少帕？
　　　　　　　　　③大气压强为62千帕处的海拔高度是多少千米？
　　（4）提问  ①从表中所列数据可得到什么结论？
　　　　　　　 ②你能否给飞机设计一个测飞行高度的仪器？谈谈你的设计方案．
　　2．气压计
　　（l）用来测量大气压的仪器叫气压计．
　　（2）气压计的种类
　　①水银气压计．（画图说明）
　　②金属气压计．（出示实物或挂图）
　　（3）金属气压计的构造和原理及用途．
　　3．标准大气压
　　（l）通常把 Pa的大气压叫标准大气压．
　　（2）l标准大气压约等于 pa（101千帕）．
　　4．沸点随气压改变
　　（1）提问  ①为什么用高压锅煮饭熟得快？
　　　　　　　②回答上面问题后演示实验P11-11
　　A．当水温加热到90℃多时，请一位学生测水温，将结果告诉大家．
　　B．停止加热，用抽气筒抽部分空气，结果水沸腾．
　　（2）分析、讨论
　　①水沸点降低的原因（压强减小）
　　②实验说明了什么？
　　（3）问：如果给正在沸腾的水增大压强又会怎样？
　　（4）学生猜测（3）问题后做实验2
　　 ①向正在沸腾的水中用打气筒打气加压．
　　 ②结果水停止沸腾．
　　（5）问通过实验1、2可得出什么结论？（回答）
　　（6）指出其他液体也和水一样，一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高．
　　（７）应用举例
　　①襄樊火电厂的大型锅炉里的水，在高压下加热，使水的沸点升高，得到高温高压的水蒸气，从而利用水蒸气液化和降低温度中放出的热能推动发电机组运转.
　　②奶粉生产中，常用沸腾的方法除去牛奶中的水分，因沸点低于100°C时才能使牛奶不变质，于是生产中把牛奶液灌入密闭的大容器中，并用真空泵不断向外抽气，使牛奶液面上方的气压低于标准大气压，以保证沸点低于100°C.
　　③食物由生变熟，要经升温过程；且温度越高，熟得越快.故生活中将压力锅盖子盖好，保持密闭，加热时使锅里的水温升高，蒸发加剧，水面上方水蒸气不断增多，锅内气压不断增大.一般可使锅内气压接近2个标准大气压，水的沸点接近120°C.这样就使锅内食品被加热的温度比用普通锅提高近20°C，食物自然易熟.因此，为节约煮炖时间和燃料，或在大气压降低的高山上使用高压锅煮饭菜就显得方便快捷些.
（三）小结
　　略
（四）学生分组讨论：
　　①给透明容器中的水加热到沸腾后密闭，同时停止加热并从容器外表面浇冷水冷却，可看到什么现象?为什么?
　　②制药厂常用加热的方法使溶液沸腾，除去水分提取抗菌素，但只能在不超过80°C的条件下进行.应怎么办?请说出基本原理和装置的设计方案.
　　③用高压锅炖汤，熄火后迅速使其冷却，去阀后打开盖，常可看到汤仍在沸腾；而用砂锅炖汤，灭火后揭开锅盖，也可见到汤仍在沸腾.两种现象的原因相同吗?为什么?
（五）布置作业
　　1．在高山上煮鸡蛋常常煮不熟，为什么？怎样做就可以煮熟了呢？
　　2．由学生小结本节所讲述内容．
（六）板书设计

2．大气压的变化

　　1．大气压随着高度的增加而减小
　　2．气压计
　　3．1标准大气压 Pa mm汞柱
　　4．一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时并高
（七）随堂练习
　　1．在一支观察水沸腾的实验中，发现温度计的示数总低于100℃，这是由于（  ）
　　A．可能是气温偏低  B．加热时间不够长
　　C．气压低于标准气压   D．气压高于标准气压
　　2．下列情况下，使托里拆利实验测得数值减小的是（   ）
　　A．把实验装置从山脚移到山顶　　B．把玻璃管换粗一些
　　C．把实验装置从地面移到矿井深处  D．把实验装置从楼内移到楼外
　　3．某幢楼楼顶的大气压为756mmHg，而地面大气压为760mmHg，则楼高为多少米？