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第2课时大气压强的变化和综合运用课题大气压强的变化和综合运用课型新授课教学目标知识与技能1.知道大气压强的变化规律.2.知道大气压强在生产、生活中的应用，并能对有关现象进行解释.过程与方法1.经历分析大气压强的变化的图象，体会利用数学工具描述物理规律的研究方法.2.进一步提高实验动手能力和探究能力，能够把所学知识与生活、生产实际相结合.情感、态度与价值观1.认识大气压的存在与变化对人类生活的影响.2.重视理论联系实际，学以致用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.教学重点大气压的变化规律.教具准备多媒体课件、金属盒气压计、集气瓶（带孔的橡皮塞）、细玻璃管、水（红色）、活塞式抽水机模型等.教学难点大气压的综合应用.教学课时1课时课前预习1.测量大气压的仪器叫气压计.2.大气压随着高度增加而减小，且大气压的值与天气、季节的变化有关.3.大气压还与液体的沸点有关，一切液体的沸点都是随着液面气体压强的增大而增大.4.气体的压强与其质量、体积和温度有关，一定质量的气体，体积越小，温度越高，压强越大.复习巩固教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入师：同学们，我们在前面学习了液体压强和大气压强的初步知识，知道气体和液体一样具有流动性，向各个方向都有压强，知道了液体压强随深度的增加而增大，而我们生活的大气层中，大气压强又该如何变化呢？学生思考、讨论.教师播放课件“高原反应”，并提出问题：我们生活在低海拔地区，当我们乘车旅游到西藏等高海拔地区时有什么感觉？为什么会出现这种不适？学生思考、讨论.师：大家先不着急知道答案，我们学习了本课知识后就会明白.进行新课知识点1大气压强的变化教师展示金属盒气压计，请一个同学用气压计读出气压值，随后到楼上测出气压，把楼下、楼上测得的气压分别写在黑板上.教师请一个同学上讲台来，做一个简易气压计.（参照教材P41《想想做做》——“观察大气压随高度的变化”）进行新课教师指导制作：取一个瓶子，装上适量红色的水.取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上.拿着它（注意手不要接触瓶身，以免瓶子受热，影响瓶内气体的压强）从楼下到楼上，观察玻璃管内水柱高度的变化情况，并做另一个记号.（教师在黑板上画出简易气压计的示意图，并将楼下、楼上两处水柱的高度标注在图中）师：气压随高度的增加如何变化？生：减小.教师播放大气压变化规律的图象，并提出问题：请大家观察大气压变化的图象，看谁能说出它有什么规律？生1：大气压随高度的增加而减小；生2：在海拔3km以内，每升高1km，大气压减小10kPa；生3：大气压先减小得快些，后减小得慢些.教师用多媒体播放课件“大气压强的变化”，并讲解.大气压强的变化(多媒体课件)1.大气压强不是确定不变的.影响大气压强的主要因素是高度，跟液体压强相似，越向高空，大气层的厚度越小，大气压就越小，即大气压随高度的增大而减小.由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，所以大气压随高度的增大而减小是不均匀的，高度越大，大气压减小得越慢.在海拔3000m以内，大约每升高10m,大气压减小100Pa.2.大气压强还与天气、温度等因素有关，一般情况下，冬天的大气压比夏天高，晴天的大气压比阴天高.气体压强与温度的关系：在体积不变的条件下，一定质量的气体，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小.板书：大气压强的变化：（1）大气压随高度的增加而减小，在海拔3km以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa.（2）大气压除了受高度的影响外，还受天气、季节的影响.（3）在体积不变的条件下,一定质量的气体,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小.特别提醒：1.大气压强的变化与高度是不成正比的，由于空气的密度不是一个定值，高空的空气稀薄，空气密度小，因此不能用p=ρ空气gh计算大气压强.2.一般而言，地面上高气压的地区往往是晴天，地面上低气压的地区往往是阴雨天.知识拓展：气体体积与压强的关系气球被脚一踩，它的体积将变小，球内气体的压强增大，会将球皮压破；堵住打气筒的出气口，当打气筒的活塞下压一些后，筒内的气体体积减小，压强增大，所以活塞越向下压越费力.大量事例和实验表明：在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小它的压强增大，体积增大它的压强就减小.进行新课师：既然大气压的变化与高度有关，大家想一想，气压计还可以作什么用途，应用在哪些方面？生：高度计，飞机在空中飞行、登山运动员测量山的高度等.例题1（用多媒体展示）如图所示，在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成一个简易的气压计.小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度_______，水对容器底的压强____________，瓶子对地面的压强___________（均选填“变小”“不变”或“变大”）.如果在瓶中装满水，就可以制成一个较准确的测量仪器：_____________________（请写出它的名称）.解析：从山脚到山顶，海拔高度增加，根据气压与海拔高度的关系可知，山顶气压低于山脚，玻璃管外部气压减小后，在瓶内气体压强作用下，玻璃管内水柱上升.根据液体压强规律可知，水对容器底部的压强变大.把瓶子、水和玻璃管看成一个整体，其重力不变，对地面的压力不变，故瓶子对地面的压强不变；若将瓶子装满水，则在温度变化时，由于水的膨胀和收缩，会使玻璃管内水面变化，相当于温度计原理.答案：变大变大不变温度计知识点2大气压强的综合运用1.活塞式抽水机和离心式抽水机师：日常生产、生活中经常应用大气压，如活塞式抽水机、离心式抽水机等.下面我们就来研究这两种抽水机的工作过程.教师播放多媒体课件“活塞式抽水机和离心式抽水机”，介绍它们的结构.活塞式抽水机和离心式抽水机（多媒体课件）1.活塞式抽水机上有两个单向开的阀门（如图甲），当提起活塞时，阀门A关闭，大气压使水推开阀门B进入圆筒；压下活塞时，阀门B关闭，活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面；当向上提活塞时，阀门A关闭，水被活塞提升到出水管.活塞不断地被提起、压下，水被不断地抽上来.进行新课2.离心式抽水机如图乙所示，抽水前滤网上单向阀门关闭，往抽水机里灌水到叶轮上；当电机带动叶轮高速旋转时，泵壳里的水也随叶轮高速旋转同时被甩入出水管，这时叶轮转轴附近压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进来的水又被叶轮甩进出水管，这样一直循环下去，就不断把水抽到高处.教师提出问题，引导学生思考：（1）活塞式抽水机的工作原理是什么？（2）吸水扬程最大是多少？（3）离心式水泵的实际扬程与实际吸水扬程、实际压水扬程三者之间的关系如何？学生回答：（1）抽水机工作的原理是利用大气压把水压上去的.（2）吸水扬程最大不能超过10m.（3）离心式水泵的实际扬程=实际吸水扬程+实际压水扬程.2.高压锅师：请大家思考、回忆日常生活中还有哪些地方应用了大气压强？请举例说明，以小组为单位，比一比.学生分组讨论：如高压锅、罐头制品饮料盖上面的真空安全钮等.教师用多媒体播放课件“高压锅内气压的计算”，并讲解.高压锅内气压的计算（多媒体课件）1.高压锅的工作原理是提高锅内气压，从而升高锅内水的沸点.在高压锅上套一个限压阀后，锅内气体压强将在限压阀上产生一个向上的压力F内，除此力之外，限压阀另外还受到重力G和大气压向下压限压阀的压力F外.2.当锅内气压增大到一定限度时，这三个力将保持平衡，放出一部分气体后，限压阀再次压在出气孔上，锅内气压再进一步增大，限压阀总保持平衡，即有关系式：F外+G=F内.再根据压强公式：p=F/S变形有F=pS，则p外S+G=p内S，p内=p外+G/S.板书：高压锅的原理：液体的沸点随液体表面气压的增大而升高,随气压的减小而降低.例题2（多媒体展示）如图所示，张强同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样，他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2.问这个高压锅工作时，其内部水蒸气的最大压强为多大？（设大气压p0=1×105Pa,g取10N/kg）分析：分析限压阀的受力可知限压阀共受三个力作用：限压阀自身的重力、大气的压力、锅内气体的压力，且在这三个力的作用下限压阀处于平衡状态，即可求得.解：由题意得F内=F大气+G,即有p内=p0+mg/S=1×105Pa+3627010kg10N/kg1010m=1.7×105Pa.特别提醒：由于标准大气压支持10.3m水柱，离心式水泵在安装时，实际吸水扬程（抽水高度）不得超过10m.知识拓展：水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度.离心泵的扬程以叶轮中心线为基准，分两部分组成，从水泵叶轮为中心线至水源水面垂直的高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程；从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度.教学板书课堂小结通过本节课的学习，我们知道大气压强消除了受高度的影响外，还受天气、季节等的影响，气象专家把气压作为预测天气变化的一个重要依据，我们生活中有许多应用大气压的装置，我们要会利用大气压描述其工作过程.教材习题解答想想做做（P41）观察大气压随高度的变化取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中.从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上（图9.3-5）.请你拿着它从楼下到楼上（或从山下到山上），观察玻璃管内水柱高度的变化情况，并给出解释.解答：把自制气压计从楼下拿到楼上，玻璃管内水柱高度升高.在该气压计中，瓶内气体的压强等于大气压强加上玻璃管内水柱的压强，瓶内气体的压强几乎不变，外界大气压强减小时，玻璃管内水柱的压强增大，高度升高.动手动脑学物理（P43）5.小强利用图9.3-5所示的自制气压计研究大气压与高度的关系.他将气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示.根据表中的数据，可以大致得到怎样的结论？5.解答：大气压强随海拔高度的升高而减小.难题解答例题3（用多媒体展示）宋朝著名的文学家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游，发现在山上“煮米不成饭”，他认为是因为山上的泉水太寒冷，故有“万古冰雪之汁”之说，其实这是由于高山上的导致水的的缘故.解析：水的沸点的高低与压强有关，当水面上方的压强增大，则水的沸点升高，反之，压强减小，沸点降低.由于高山上大气压强较山脚下低，那么水沸腾时的温度降低，因而米吸收的热量减少，所以米煮不熟.为了解决这个问题，可以采用高压锅煮饭.答案：气压低沸点降低规律总结：用大气压强的知识解释生活现象的一般方法：由于“管”中液面上方的空气体积增大，压强减小，“管”外的液体是在大气压的作用下被压入“管”中，从而沿“管”上升.布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时的内容。教学反思1.在引导学生探究大气压随高度的变化规律时，采用气压计的测量与简易气压计的制作相结合，这样不仅帮助了学生理解大气压的变化规律，更重要的是避免了空洞的死板记忆，调动了学生的学习兴趣.接着，教师展示大气压随高度变化的图象，让学生分析找出规律，这锻炼了学生的分析、概括能力，同时进一步增强了学生对大气压随高度变化的理解，渗透了学科间的教学.2.在介绍抽水机的工作过程中，运用先进的教学工具——多媒体技术进行教学，让学生在观看的过程中思考问题，这样调动了学生的积极性和主动性，同时丰富了学生的视觉效果.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结