2.3大氣的壓強(qiáng)（第1課時）（導(dǎo)學(xué)案）八年級科學(xué)上冊高效課堂（浙教版）

2.3大氣的壓強(qiáng)（第1課時）（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.列舉證明大氣壓存在的實驗現(xiàn)象，并能用大氣壓解釋有關(guān)現(xiàn)象；2.了解標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值和測量大氣壓的工具；3.了解測量大氣壓的原理?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】大氣壓存在的證明【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】大氣壓的測量原理【自主學(xué)習(xí)】（此模塊是回顧與預(yù)習(xí)）1.大氣會向各個方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w產(chǎn)生力的作用。大氣與液體一樣，向各個方向都有壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)簡稱大氣壓，單位帕斯卡Pa。2.馬德堡半球?qū)嶒灢粌H證實了大氣壓的存在，還說明了大氣壓的數(shù)值是很大的。3.大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生原因：大氣有重力；大氣具有流動性。4.大氣壓的大小可以用空盒氣壓計或水銀氣壓計測量?？蘸袣鈮河嫷膬?yōu)點(diǎn)是攜帶和使用比較方便，而水銀氣壓計的優(yōu)點(diǎn)則是測量較精確。5.大氣壓與高度的關(guān)系：高度越高，大氣壓越小。6.在海平面附近，大氣壓的數(shù)值接近于1.01×105帕（即760毫米汞柱）。人們通常把這個大氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。【課堂探究】一、大氣壓強(qiáng)的存在1.大氣壓產(chǎn)生原因液體內(nèi)部向各方向存在壓強(qiáng)是因為液體受到重力作用且具有流動性。大氣類似液體一樣：2.大氣壓存在的證明有什么證據(jù)可以證明大氣對處于其中的物體會產(chǎn)生壓強(qiáng)呢？活動1：覆杯實驗在一個玻璃杯里盛滿水，杯口覆蓋一張硬紙片。用手托住紙片，把杯子倒轉(zhuǎn)過來（如圖）。把托紙片的手移開后，觀察水是否會流出來，并解釋觀察到的現(xiàn)象。用空杯子做同樣的實驗，現(xiàn)象是否相同，原因是什么?現(xiàn)象：杯子盛滿水時，硬紙片不掉下且水不會流出來。換成空杯子，硬紙片掉落。原因：因為大氣有壓強(qiáng)，大氣給紙片向上的壓強(qiáng)，大于玻璃杯內(nèi)的水對紙片向下的壓強(qiáng)，所以水不會流出來。若換成空杯子，杯內(nèi)和杯外大氣壓相同，硬紙片在重力的作用下掉落。再慢慢把杯口向各個方向轉(zhuǎn)一圈，又看什么現(xiàn)象？杯口向不同的方向，紙片也不會掉落，說明大氣向各個方向都有壓強(qiáng)。實驗注意杯子不能漏氣，杯內(nèi)裝滿水實驗更容易成功?；顒?：用吸管吸牛奶盒內(nèi)的牛奶，當(dāng)牛奶吸完后繼續(xù)吸，觀察牛奶盒會發(fā)生什么變化（如圖），并對觀察到的現(xiàn)象作出解釋?，F(xiàn)象：牛奶盒變癟了。原因：紙包裝飲料盒中原來裝滿飲料，飲料被吸出后，飲料盒內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界壓強(qiáng)大，牛奶盒外部大氣壓大于內(nèi)部氣壓，把牛奶盒壓癟了?；顒?：將一只薄膜塑料袋放入廣口瓶內(nèi)，使塑料袋盡可能貼近瓶壁。將袋口沿瓶口翻過來，用橡皮筋緊緊扎在瓶口上（如圖）。試試看，你能否將塑料袋從瓶內(nèi)拉出來，并解釋實驗現(xiàn)象。不能。把塑料袋盡可能貼近瓶壁后，外界大氣壓大于塑料袋與瓶壁之間的氣壓，大氣壓將塑料袋緊緊地壓在瓶壁上，所以塑料袋從瓶內(nèi)拉不出來。大量現(xiàn)象表明：大氣會向各個方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w產(chǎn)生力的作用。大氣的壓強(qiáng)簡稱大氣壓。大氣壓產(chǎn)生原因：大氣有重力——產(chǎn)生壓強(qiáng)的根本原因；大氣具有流動性——向各個方向都有壓強(qiáng)。思考與討論（1）如圖所示，杯中的飲料為什么能夠通過吸管進(jìn)入口中？吸管內(nèi)氣體被吸人口中，吸管內(nèi)氣壓減小，外部大氣壓把飲料通過吸管壓人口中。（2）如圖所示，帶有掛鉤的吸盤為什么能牢牢地貼在瓷磚表面？將吸盤內(nèi)空氣擠出，吸盤內(nèi)氣壓減小，大氣壓把吸盤壓在瓷磚表面。生活中還有很多事例能證明大氣壓的存在，如：瓶子吞雞蛋、鋼筆吸墨水等。將一個去殼的雞蛋放在瓶口上，然后通過某種方式（如燃燒等）減少瓶內(nèi)的氣壓，外部的大氣壓力將雞蛋壓入瓶內(nèi)。鋼筆在吸墨水時，通過擠壓筆管排出空氣，造成管內(nèi)氣壓降低，外部的大氣壓力迫使墨水進(jìn)入筆管。既然存在大氣壓，那么大氣壓有多大呢？早在1654年，德國馬德堡市市長格里克就在馬德堡市公開表演了一個著名的實驗。如圖所示，他將兩個直徑為30多厘米的空心銅半球緊貼在一起，用抽氣機(jī)抽出球內(nèi)的空氣，然后讓馬向相反的方向拉兩個半球。直到兩邊的馬各增加到8匹時，才把半球拉開。實驗中，將兩個半球內(nèi)的空氣抽掉，使球內(nèi)的大氣壓下降，球外的大氣便把兩個半球緊壓在一起，因此就不容易分開了。馬德堡半球?qū)嶒灢粌H證實了大氣壓的存在，還說明了大氣壓的數(shù)值是很大的。閱讀：吸盤——動物身上的馬德堡半球馬德堡半球內(nèi)的空氣抽出后，球外的大氣壓會將兩個半球緊緊壓在一起。你是否知道，不少動物身上的吸盤也具有馬德堡半球的功能？我們有時可以看到蒼蠅倒立在天花板上爬行，即使天花板是光滑的玻璃，蒼蠅也不會從天花板上掉下來。其原因是蒼蠅腳的末端有一個彎曲的爪，爪掌中有一些吸盤。這種吸盤呈碗狀，當(dāng)蒼蠅腿上的肌肉收縮時，吸盤縮小，碰到天花板放松肌肉后，由于吸盤內(nèi)沒有空氣，在大氣壓的作用下，蒼蠅的腳就緊緊地吸在天花板上了。章魚、墨魚等軟體動物的觸手上也有許多吸盤，利用這些吸盤，在外界液體壓強(qiáng)的作用下，這些觸手得以緊緊抓住水下附著物或獵物，進(jìn)行行走或捕食。你還知道哪些動物身上也有吸盤？二、大氣壓的大小1.大氣壓的測量工具我們已經(jīng)知道了大氣壓很大，那么具體是多大呢？我們需要用專業(yè)的儀器來測量。氣象臺每天都要測量大氣壓的大小。大氣壓的大小可以用空盒氣壓計或水銀氣壓計測量?？蘸袣鈮河嬁蘸袣鈮河嬌嫌袃尚锌潭龋謩e以百帕(hPa)和毫米汞柱(mmHg)為單位，１毫米汞柱約為133帕。優(yōu)點(diǎn)：便于攜帶，使用比較方便水銀氣壓計水銀氣壓計內(nèi)有一支細(xì)玻璃管，管內(nèi)水銀柱的高度會隨大氣壓的變化而變化。讀出的水銀柱高度為多少毫米，大氣壓即為多少毫米汞柱。優(yōu)點(diǎn)：測量較精確2.托里拆利實驗原理我們現(xiàn)在可以使用這兩種氣壓計來測量大氣壓，那么以前是怎樣測量大氣壓的呢？1644年，意大利科學(xué)家托里拆利首次測出了大氣壓值，它的測量原理與我們的水銀氣壓計的測量原理相同，那么他具體是怎樣測量的呢？我們生活中可以看到這樣的事例，將裝滿水的礦泉水倒扣在水槽中你會觀察到瓶內(nèi)液面不下降，假設(shè)沒有瓶底擋著，讓瓶中的水柱自由上升，水柱能上升到多高呢?那么支撐水柱的原理是什么呢？如圖，取紅色液片為分析對象，液片受到上方液體的壓強(qiáng)，也受到大氣壓的作用，兩者相等時，液片受力平衡。p經(jīng)過實驗，大氣壓能支撐大約10米的水柱。如果我們用水進(jìn)行實驗是很不方便操作的，那么我們應(yīng)該選用怎樣的液體進(jìn)行實驗?zāi)?？?yīng)選擇密度更大的液體進(jìn)行實驗托里拆利實驗（最早精確測量大氣壓的實驗）1644年，托里拆利和伽利略的另一位學(xué)生維維安尼在一起進(jìn)行實驗研究，他們用水銀（ρ=13.6×10根據(jù)實驗原理計算大氣壓的值？p大氣=p在海平面附近，大氣壓的數(shù)值接近于1.01×105帕（即760毫米汞柱）。人們通常把這個大氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與760毫米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，其數(shù)值相當(dāng)于在1平方厘米的面積上施加約10牛的壓力。托里拆利實驗注意事項（1）托里拆利實驗時，若管內(nèi)有少許空氣，有什么影響？水銀柱高度將變小，實驗結(jié)果偏小。（2）玻璃管傾斜，有什么影響？液柱變長，但垂直高度不變，對實驗結(jié)果無影響。（3）玻璃管向上提或下壓，有什么影響？液柱不變，對實驗結(jié)果無影響。（4）水銀槽中水銀的多少對實驗結(jié)果是否有影響？無影響。（5）玻璃管的粗細(xì)對實驗結(jié)果是否有影響？無影響。（6）不小心玻璃管頂部弄破，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？像噴泉一樣噴出嗎？水銀全部退回水銀槽直至與液面相平。3.大氣壓和高度的關(guān)系思考：在起降的飛機(jī)里，人耳會有不舒適的感覺。這是為什么？這是因為大氣壓隨著高度發(fā)生了變化，高度越高，大氣壓越小。離地面越高，空氣越稀薄，空氣的密度越小，大氣壓也就越小。觀察下列圖片可知：海拔越高，大氣壓越小。思考與討論根據(jù)大氣壓與高度的關(guān)系，能否將空盒氣壓計改造成高度計？如果可以，那么高度計的指針沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，表示所在的高度發(fā)生了怎樣的變化？可以。隨著高度的增加，大氣壓降低，當(dāng)高度計的指針沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，大氣壓數(shù)值變大，表示所在的高度降低?！咀晕覝y評】典例1下圖所示的現(xiàn)象中，不能說明大氣壓存在的是（）A.用管子吸飲料B.吸盤式扭掛衣鉤C.紙片托水D.凸出的橡皮膜【答案】D【解析】A.用力一吸氣，吸管內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓，飲料在外界大氣壓的作用下，被壓入口腔內(nèi)，所以利用了大氣壓，故A不符合題意；B.把吸盤緊壓在光滑的墻上，把吸盤內(nèi)的空氣排出，大氣壓就把吸盤緊壓在了墻上，在鉤上可以掛衣服，利用了大氣壓，故B不符合題意；C.杯口朝下時，由于杯內(nèi)沒有空氣只有水，而杯內(nèi)水柱產(chǎn)生壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外界的大氣壓，故紙片就被大氣壓給“頂”住了，是大氣壓的作用，故C不符合題意；D.容器中裝有液體時，橡皮膜會向下凸出，說明液體對容器的底部有壓強(qiáng)，不能說明大氣壓存在，故D符合題意。故選D。典例2下列各現(xiàn)象中，能確定有空氣漏進(jìn)托里拆利管中的是（）A.管內(nèi)水銀柱高752mmB.將管子提起一點(diǎn)，管內(nèi)水銀柱高度不變C.將管子傾斜一點(diǎn)，管內(nèi)水銀柱長度變長D.無論怎樣傾斜玻璃管，管內(nèi)總不能全部充滿水銀【答案】D【解析】A.管內(nèi)水銀柱高度路小于760mm，可能是進(jìn)入少量空氣，但也有可能是受其他外界因素的影響，故A不符合題意；B.上提玻璃管時管內(nèi)氣體體積變大壓強(qiáng)變小，水銀柱會上升，比原來更高一些，故B不符合題意；C.管傾斜時，因為垂直高度不會改變，長度會自然增加，故C不符合題意；D.無論怎樣傾斜玻璃管，如果有空氣混入，管內(nèi)氣體體積會變大，壓強(qiáng)會變小，管內(nèi)總不能全部充滿水銀，說明有空氣漏進(jìn)托里拆利管中，故D符合題意。故選D。典例3如圖所示，小雪用放在水平面上的兩個實驗裝置來觀察并研究大氣壓的變化，下列說法正確的是（）A.甲圖中大氣壓變大時，玻璃管內(nèi)的液面會上升B.甲圖中玻璃管略微傾斜會使管內(nèi)液面高度下降C.乙圖中大氣壓變小時，玻璃管內(nèi)的液面會下降D.乙裝置從山腳拿到山頂，玻璃管內(nèi)外液面高度差變小【答案】A【解析】AB.甲圖是托里拆利實驗，大氣壓的值等于玻璃管內(nèi)波柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，玻璃管內(nèi)液面的高度跟玻璃管的傾斜程度無關(guān)；當(dāng)大氣壓變大時，玻璃管內(nèi)的液面會上升，故A正確，B錯誤；C.乙圖中，瓶內(nèi)氣壓不變，當(dāng)大氣壓變小時，玻璃管內(nèi)的液面會上升，故C錯誤；D.把乙裝置從高山腳下拿到高山頂上，山頂?shù)臍鈮簻p小，玻璃管內(nèi)液柱會在內(nèi)部氣壓的作用下升高，玻璃管內(nèi)外液面高度差變大，故D錯誤。故選A。典例4在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)之后，兩位同學(xué)利用常見的器材分別設(shè)計了方案一與方案二兩種方案來粗測大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，如圖所示。（1）某同學(xué)利用方案一進(jìn)行實驗，選用面積為5cm2的吸盤，在掛上10個500g的大鉤碼后，吸盤剛好脫落，估算大氣壓的值為（2）利用方案二測得的大氣壓值比實際值偏小，原因可能是；A.注射器口未完全封住B.注射器活塞與筒壁間摩擦過大C.測得的活塞面積大于實際值D.未勻速拉動彈管測力計（3）同學(xué)認(rèn)為方案二比方案一的測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，他的理由是?！敬鸢浮浚?）1×10【解析】（1）10個500g的大鉤碼的重力G=mg=10x0.5kgx10N/kg=50N，當(dāng)吸盤即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的向上的壓力大小就等于所掛鉤碼的重力，即為50N，故大氣壓的值也可表示為p=（2）A.若注射器口未完全封住，即活塞與注射器筒壁不完全密封，會使拉力變小，測得的大氣