第2课时 大气压强的变化和综合运用

第2课时大气压强的变化和综合运用【教学目标】一、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.二、过程与方法1.经历分析大气压强的变化的图像，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.三、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.【教学难点】大气压的综合应用.【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.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,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.【新课引入】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页《想想做做》——“观察大气压随高度的变化”）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像，并提出问题：请大家观察大气压变化的图像，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，每升高10m,大气压约减小100Pa.注意：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gh计算大气压强.的空气稀薄，空气密度小，因此不能用p=ρ空气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.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）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：气压低沸点降低例题2（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.甲：活塞式抽水机乙：离心式抽水机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.说明：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.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3 （多媒体展示）如右图所示，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355 062701010/110 1.710.1010kg N kgp p mgS Pa Pam--⨯⨯=+=⨯+=⨯⨯内【教师结束语】大家通过这节课的学习，收获确实不少，我们知道了大气压强的变化规律，大气压随高度的升高而减小，在海拔3km以内，每升高10m，大气压减小100Pa；还知道了大气压强除了受高度的影响外，还受天气、季节的影响.气象专家把气压作为预测天气变化的一个重要依据.大气压与我们的生活、生产密切相关，如高原反应、抽水机、高压锅就是大气压的典型的应用.好，谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.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像，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.。