《壓縮氣體的應(yīng)用》教學(xué)方案

1、第 頁壓縮氣體的應(yīng)用教學(xué)方案“壓縮氣體的應(yīng)用”這節(jié)是這一章分子和氣體定律的最末一節(jié)的內(nèi)容，是在學(xué)習(xí)了氣體的兩條試驗(yàn)定律玻意耳定律和查理定律后，應(yīng)用兩條氣體的試驗(yàn)定律說明實(shí)際生活中的詳細(xì)問題。學(xué)習(xí)本節(jié)的知識(shí)需理解氣體的兩條試驗(yàn)定律，即玻意耳定律和查理定律，理解氣體的體積和溫度發(fā)生改變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)會(huì)隨之發(fā)生改變。肯定質(zhì)量的氣體，在溫度肯定時(shí)，減小氣體的體積可以增加氣體的壓強(qiáng)；在體積肯定時(shí)，上升溫度可以增加氣體的壓強(qiáng)。本節(jié)教學(xué)中，首先通過一些生活中詳細(xì)的實(shí)例引入壓縮氣體的概念，然后，讓同學(xué)動(dòng)手試驗(yàn)“扁平塑料瓶試驗(yàn)”，明白肯定質(zhì)量的氣體，保持溫度不變并減小其體積，就可以獲得壓縮氣體。通過對(duì)氣體試驗(yàn)定

2、律的復(fù)習(xí)，知道肯定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變時(shí)，通過上升溫度的方法也可以獲得壓縮氣體。然后，再運(yùn)用這一知識(shí)說明大客車車門開關(guān)結(jié)構(gòu)和宇航員的宇航服問題，以及說明高壓鍋的問題。并指導(dǎo)同學(xué)動(dòng)手制作沉浮子，體會(huì)和說明潛水艇的工作原理。本節(jié)教學(xué)中，從對(duì)壓縮氣體的實(shí)際運(yùn)用，感悟科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)進(jìn)展之間的關(guān)系，體會(huì)從生活到物理，再?gòu)奈锢淼缴畹奈锢硭枷敕椒?。二、教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)與技能：1知道壓縮氣體，知道壓縮氣體在實(shí)際生活中有著特別廣泛的應(yīng)用。2知道獲得壓縮氣體的兩種方式：保持肯定質(zhì)量的氣體溫度不變，減小氣體的體積；保持肯定質(zhì)量的氣體體積不變，上升溫度，以獲得壓縮氣體。2、過程與方法：1通過對(duì)“扁平塑料瓶試驗(yàn)

3、”的分析和討論，明白肯定質(zhì)量的氣體，假如溫度不變，減小氣體的體積就能獲得壓縮氣體。2通過氣體試驗(yàn)定律的復(fù)習(xí)，明白肯定質(zhì)量氣體，假如體積不變，上升氣體的溫度就能獲得壓縮氣體。3運(yùn)用所學(xué)的氣體試驗(yàn)定律，通過同學(xué)間的溝通與爭(zhēng)論，分析并說明大客車車門的開關(guān)結(jié)構(gòu)、宇航員的宇航服和沉浮子等生活實(shí)際現(xiàn)象中的物理原理。3、情感、立場(chǎng)與價(jià)值觀：1通過了解壓縮氣體在生活中特別普遍的運(yùn)用，感悟科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)進(jìn)展之間的關(guān)系。￥資%源網(wǎng)2通過對(duì)生活實(shí)際中壓縮氣體的應(yīng)用實(shí)例的分析和爭(zhēng)論，激發(fā)學(xué)習(xí)愛好，體會(huì)從生活到物理，再?gòu)奈锢淼缴畹乃枷敕椒ā?通過試驗(yàn)和爭(zhēng)論，體會(huì)分工合作在試驗(yàn)中的作用，增加合作意識(shí)。三、教學(xué)重點(diǎn)和難

4、點(diǎn)：重點(diǎn)：1了解壓縮氣體的獲得過程。2了解壓縮氣體在實(shí)際生活中的應(yīng)用，并能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)說明這些現(xiàn)象。難點(diǎn)：綜合應(yīng)用氣體的試驗(yàn)定律來說明生活實(shí)際中的壓縮氣體的應(yīng)用問題。四、教學(xué)資源：器材：充斥氣體的氣球、底部刺孔的扁平塑料瓶、水、量筒、橡膠薄膜，小瓶五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是通過實(shí)際例子提出壓縮氣體的概念，二是討論獲得壓縮氣體的兩種方法：對(duì)扁平塑料瓶的試驗(yàn)討論，得到肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時(shí)，減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng)；從氣體的試驗(yàn)定律出發(fā)，得到要獲得壓縮氣體，也可使肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時(shí)，上升溫度，三是應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)說明實(shí)際生活中壓縮氣體的問題。本設(shè)計(jì)的基本思路

5、是：從生活實(shí)際中的問題出發(fā)，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好，并提出壓縮氣體的概念，然后，從簡(jiǎn)約的試驗(yàn)著手，加上通過前兩節(jié)所學(xué)的氣體兩條試驗(yàn)定律的復(fù)習(xí)得出獲得壓縮氣體的兩種方式：肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時(shí)，減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng)；肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時(shí)，上升溫度也可得到壓縮氣體。再引導(dǎo)同學(xué)運(yùn)用所學(xué)的氣體試驗(yàn)定律說明生活實(shí)際中壓縮氣體的問題。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：壓縮氣體的獲得以及壓縮氣體在實(shí)際生活中的應(yīng)用。方法是讓同學(xué)自己動(dòng)手做扁平塑料瓶的試驗(yàn)和復(fù)習(xí)學(xué)過氣體的兩條試驗(yàn)定律，將所學(xué)的知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，先爭(zhēng)論得到獲得壓縮氣體的兩種方式，再例舉一些實(shí)際中壓縮氣體的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)同學(xué)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)說明

6、實(shí)際的問題，再組織同學(xué)動(dòng)手做沉浮子試驗(yàn)，進(jìn)一步體會(huì)所學(xué)的知識(shí)，加深對(duì)知識(shí)的理解。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：綜合應(yīng)用氣體的試驗(yàn)定律來說明生活實(shí)際中的壓縮氣體的應(yīng)用問題。方法是：先通過扁平塑料瓶試驗(yàn)激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好，引導(dǎo)同學(xué)從現(xiàn)象中找規(guī)律，再通過兩條氣體試驗(yàn)定律的復(fù)習(xí)，加深對(duì)壓縮氣體的理解。再通過例舉同學(xué)熟識(shí)的大客車車門、宇航服、高壓鍋以及潛水艇等問題，與同學(xué)共同爭(zhēng)論壓縮氣體的問題。本設(shè)計(jì)中通過同學(xué)動(dòng)手試驗(yàn)和復(fù)習(xí)學(xué)過的氣體試驗(yàn)定律的知識(shí)兩個(gè)角度著手，討論壓縮氣體，并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)說明壓縮氣體在實(shí)際中的運(yùn)用實(shí)例。通過同學(xué)動(dòng)手試驗(yàn)，可以激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)愛好，感悟生活中的壓縮氣體的實(shí)際運(yùn)用；通過同學(xué)的相互合作

7、，共同爭(zhēng)論，培育同學(xué)的合作意識(shí)，并學(xué)會(huì)將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容需一課時(shí)。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖2、流程圖說明情景 例舉實(shí)例，呈現(xiàn)圖片。展示生活中爆米花的圖片，體會(huì)壓縮氣體在實(shí)際生活中的運(yùn)用，從而引入課題。試驗(yàn)1 擠壓充斥氣體的氣球，感悟到氣體體積越小，壓強(qiáng)越大，從而引入壓縮氣體的概念。試驗(yàn)2 扁平塑料瓶試驗(yàn)，觀測(cè)蓋緊和打開瓶蓋兩種狀況下，水流的狀況，再?gòu)牟煌姆较驍D壓塑料瓶，觀測(cè)水流的狀況。從試驗(yàn)中體會(huì)，肯定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變，減小氣體體積時(shí)，壓強(qiáng)增大，水流加快。試驗(yàn)3 動(dòng)手制作沉浮子，體會(huì)壓縮氣體的應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步說明實(shí)際問題。應(yīng)用1 展示大客車

8、的車門開關(guān)的原理圖，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)說明這一現(xiàn)象，體會(huì)壓縮氣體在實(shí)際中的一種應(yīng)用。應(yīng)用2 觀測(cè)宇航員的宇航服在太空中的狀況，爭(zhēng)論、分析，如何將膨脹的宇航服體積減小。這一問題可以有不同的解決方法，從而進(jìn)一步理解，獲得壓縮氣體不同途徑。應(yīng)用3 分析高壓鍋的工作原理。并通過詳細(xì)的運(yùn)算，體會(huì)上升溫度從而獲得壓縮氣體的方法。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，從同學(xué)身邊的實(shí)例出發(fā)，結(jié)合同學(xué)所熟識(shí)的問題，引入壓縮氣體的概念。第二環(huán)節(jié)，讓同學(xué)動(dòng)手操作并觀測(cè)“扁平塑料瓶”試驗(yàn)，體會(huì)獲得壓縮氣體的第一種方式，即肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時(shí)，減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng)。再?gòu)?fù)習(xí)學(xué)過的氣體試驗(yàn)定

9、律，歸納得到肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時(shí)，上升溫度，也可得到壓縮氣體。第三環(huán)節(jié)，應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)說明實(shí)際生活中壓縮氣體的問題。七、教案例如1、引入課題情景 呈現(xiàn)一組生活實(shí)際中的爆米花的實(shí)例圖片如下圖。問題 大家看見過爆米花嗎？為什么最末“砰”的一聲巨響后可以把玉米爆成爆米花？爭(zhēng)論 同學(xué)猜想中的緣由。試驗(yàn)1 呈現(xiàn)一個(gè)充斥空氣的氣球，請(qǐng)同學(xué)用力擠壓，體會(huì)體積不斷減小時(shí)，手上感覺到壓力越來越大。提出概念 像上面所舉的實(shí)例中可看出氣體溫度或體積轉(zhuǎn)變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)會(huì)隨之發(fā)生改變。我們把儲(chǔ)存在高壓容器中的氣體稱為壓縮氣體。板書 D 壓縮氣體的應(yīng)用一、壓縮氣體：儲(chǔ)存在高壓容器中的氣體。啟發(fā) 今日，我們就先來爭(zhēng)

10、論，如何獲得壓縮氣體。請(qǐng)大家依據(jù)學(xué)過的知識(shí)，提出獲得壓縮氣體的方法。2、壓縮氣體的獲得一通過減小氣體體積從而得到壓縮氣體試驗(yàn)2 “扁平塑料瓶試驗(yàn)”將扁平塑料瓶底部的四周用針對(duì)稱地刺幾個(gè)小孔，灌入大半瓶水。試驗(yàn)分兩步完成：1擰緊瓶蓋，觀測(cè)現(xiàn)象；打開瓶蓋在觀測(cè)現(xiàn)象。現(xiàn)象 蓋緊瓶蓋，水流出少部分后不會(huì)再流出，打開瓶蓋，水流出。2從不同方向擠壓瓶蓋，觀測(cè)所發(fā)生的現(xiàn)象?，F(xiàn)象 從扁平的一側(cè)擠壓瓶子，水會(huì)流出；從窄的一側(cè)擠壓瓶子，水不會(huì)流出。爭(zhēng)論并分析試驗(yàn)中包含的物理原理1蓋緊瓶蓋，流走部分水，氣體體積增加，依據(jù)玻意耳定律，瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，比外界大氣壓小，故水不會(huì)再流出。打開瓶蓋，水上方和下方均為與大氣

11、相通，壓強(qiáng)相等，水由于重力作用而流走。2蓋緊瓶蓋后，瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量肯定，從扁平一側(cè)擠壓瓶子，氣體體積減小，依據(jù)玻意耳定律，瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，大于大氣壓，故水會(huì)流出。而從窄的一側(cè)擠壓瓶子，將會(huì)使氣體體積增大，同樣依據(jù)玻意耳定律，氣體壓強(qiáng)將減小，所以水不會(huì)流出。結(jié)論1 板書結(jié)論二、壓縮氣體的獲得：1肯定質(zhì)量的氣體在溫度肯定時(shí)，減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng)，從而獲得壓縮氣體。二通過上升溫度從而獲得壓縮氣體啟發(fā) 運(yùn)用我們學(xué)過的氣體的試驗(yàn)定律思索一下，還有什么方法可以得到壓縮氣體？復(fù)習(xí)氣體試驗(yàn)定律 查理定律：肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯定時(shí)，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。結(jié)論2 板書結(jié)論2肯定質(zhì)量的氣體，在體積肯

12、定時(shí)，上升溫度，氣體的壓強(qiáng)增大，也可獲得壓縮氣體。3運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問題：引入問題的分析 米為什么能爆成爆米花？同學(xué)爭(zhēng)論并說明 依據(jù)查理定律，空氣受熱后，壓強(qiáng)增大，打開蓋子瞬間，由于內(nèi)部壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于外界大氣壓，米就被炸開了，成了爆米花。應(yīng)用1 公交車的車門開關(guān)就是應(yīng)用壓縮氣體來工作的，車門是如何被打開和關(guān)閉的？請(qǐng)同學(xué)們觀測(cè)圖片加以說明。引導(dǎo)同學(xué)邊觀測(cè)圖片邊分析開門：售票員或司機(jī)向右拉動(dòng)電磁掌握閥，壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的左側(cè)，壓縮氣體壓強(qiáng)較大，向右推動(dòng)活塞，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，門就被打開。關(guān)門：售票員或司機(jī)向左拉動(dòng)電磁掌握閥，壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的右側(cè)，壓縮氣體壓強(qiáng)較大，向左推動(dòng)活塞，通

13、過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，門就被關(guān)閉打開。應(yīng)用2 1965年3月18日，蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開“上升二號(hào)”飛船密閉艙，系者安全帶第一次實(shí)現(xiàn)了人類到茫茫太空中行走的理想。但在返回飛船時(shí)卻遇到了意想不到的困難，由于太空幾乎為真空，他的宇航服有些向外膨脹，很難從密封艙的接口處鉆回艙內(nèi)。試估量宇航員在太空行走時(shí)每平方米宇航服上所承受的壓力。他應(yīng)用什么方法可以安全地回到密封艙內(nèi)？引導(dǎo)同學(xué)思索1由于宇航服內(nèi)部的氣體需要是大氣壓，而外界是真空，壓強(qiáng)幾乎為零。所以每平方米上的氣體壓強(qiáng)就是大氣壓強(qiáng)。解： F=p0S=1.0105Pa12=1.0105N2可采用的方法引導(dǎo)同學(xué)應(yīng)用前面所講的兩種方法著手解決這一問題依據(jù)查理定律，

14、降低宇航服內(nèi)氣體的溫度，從而減削內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)，使宇航員回密閉艙。排出一些宇航服內(nèi)的氣體，從而減削內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)，使宇航員回密閉艙。但此舉很危急應(yīng)用3 高壓鍋有很好的密封性，基本上不漏氣。鍋蓋中間有一個(gè)排氣閥，上面套有類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住。當(dāng)加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到肯定程度時(shí)，氣體就能把限壓閥頂起來，部分蒸汽即從排氣孔排出鍋外。已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量是0.1g，排氣孔直徑為0.3c，那么鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？已知每增加3.5103Pa，水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1，那么這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是多少？g取10/s2分析 什么時(shí)候氣體把限壓閥頂起來？只有當(dāng)內(nèi)部氣體的壓力和外部氣

15、體的壓力之差剛好等于限壓閥的重力時(shí)，才把限壓閥頂起來。解答 pS-p0S=gp= p0+ = p0+=(1.013105+ )Pa2.428105 Pa由于水的沸點(diǎn)每上升1，氣體壓強(qiáng)增加3.5103Pa，所以高壓鍋內(nèi)氣體溫度最多能達(dá)到的值為t：t=100+ =140試驗(yàn)3 潛水艇是怎樣完成潛入水中和浮起來的工作的呢？我們先來做一個(gè)小試驗(yàn)，請(qǐng)大家認(rèn)真觀測(cè)并說明其中的緣由。在一個(gè)量筒內(nèi)放入大半筒水，里面放入一個(gè)倒置的小瓶，小瓶?jī)?nèi)留有大約一半水，使其能剛好浮出水面；再用橡膠薄膜把量筒口密封，如下圖。當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí)，觀測(cè)所發(fā)生的現(xiàn)象，并加以說明。同學(xué)觀測(cè)現(xiàn)象并做出說明 當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí)，依據(jù)玻意耳定律，量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，將水壓入小瓶?jī)?nèi)，小瓶?jī)?nèi)排開氣體的體積減小，所受浮力減小，所以小瓶就下沉。撤去外力時(shí)，量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)復(fù)原，小瓶?jī)?nèi)氣體被排出，浮力增