“教室中的大氣壓有多大”課堂實錄

執教者：齊齊哈爾市第五中學 宋立軍

指導者：齊齊哈爾市龍沙區進修學校 趙遠波

教材：人教版物理第一冊

課型：大氣壓測量探究課

一、課程淺析

“大氣壓的測量”是教學難點，教材以托里拆利實驗展示給學生，由于水銀有毒，只能用課件講解．學生的經驗甚少，為了突破這一難點，在復習本章時，安排了這節探究課。

二、學生學情分析

通過本章學習，學生知道了不能直接利用P＝F／S p=pgh測定大氣壓，而托里拆利實驗是讓某一段液柱產生的壓強等于大氣壓，進而利用液體壓強公式p＝pgh計算大氣壓的大小，但是學生對此的直接經驗甚少，為了體現“從生活走向物理，從物理走向社會”這一新課程理念，關注學生的情感、態度、價值觀，我從生活中的器具尋找本節課的切入點，努力尋找課程資源的有效支持，對課程資源進行有效的充分挖掘與合理利用，讓學生感到物理是有趣的，科學就在身邊。

三、課程資源的分析與開發

大氣壓與學生的生活息息相關，平時的鋼筆吸墨水，用吸管吸飲料，塑料吸盤掛鉤，注射器吸藥液，都用到大氣壓，這些都是最直接的課堂教學資源，充分利用學生的身邊生活器具，結合學生的生活，從社會、家庭需要出發，從培養學生的發明創造的角度出發，對教材進行合理的補充、拓展和整合，才能培養學生的問題意識、探究方法、實踐能力，豐富學生的直接經驗和情感體驗，合理地開發了課程資源，為此，精選了生活中常用的塑料吸盤、測力計、注射器、刻度尺等作為本節課的課程資源。

四、課程目標

[知識與技能]

理解通過P＝F／S測定大氣壓的探究過程及二力平衡的原理；通過設計與實驗，培養學生觀察、測量、記錄和分析數據等科學探究技能；通過爭論、表述，培養學生與人交往的能力；通過評估，培養減少誤差的實踐能力。

[過程與方法]

圍繞問題的提出，猜想與假設，制定計劃與設計試驗，進行實驗與收集證據，分析與論證，評估、交流與合作的科學探究活動，體驗科學探究的一般過程，在探究過程中，通過評估、交流與合作，掌握合作學習的方法。

[情感、態度、價值觀]

在探究實驗過程中，體驗科學探究的艱辛和快樂，體驗科學就在身邊的真情實感，培養學生實事求是的科學態度。

提升人文素養，倡導主動參與、發表自己見解、汲取不同意見、勇于質疑、勇于批判等精神，自信自強等人文理念。

五、教學模式

“擴大選擇、主動參與、探究發現與合作交流”是本節課教學模式的出發點，教師同時準備兩套器材供學生選擇，給學生充分的時間和空間，去設計實驗、動手操作、觀察發現、收集數據、提出結論、交流意見，發展學生的個性，健全學生的人格。

六、課堂教學實錄

師：大氣壓與我們的生活息息相關，天氣晴朗，人們呼吸順暢，心曠神怡；天氣陰沉，人們心緒憋悶，煩躁不安，那么，今天我們教室中的大氣壓有多大呢?請你猜一猜。

生：1標準大氣壓，或大于1標準大氣壓，或小于1標準大氣壓．

師：現在我給大家準備了兩套器材，各10組，一套是：塑料吸盤、刻度尺、彈簧測力計、細線、玻璃板．另一套是：玻璃注射器、橡皮膜、刻度尺、鉤碼、細線、鐵架臺、試管夾．請每個小組任選一套器材測量教室中的大氣壓的大小，在未取器材之前，先請各組討論以下問題．(大屏幕演示。)

討論題：

通過什么原理或公式測大氣壓?

小組選擇哪套器材?

如何設計試驗?

在實驗中需要測哪些物理量?

實驗步驟如何?

(學生討論完畢，各組取回本組選擇的器材，學生實驗，教師巡視。)

師：哪組同學愿意把實驗情況匯報給大家?

(學生響應熱烈，紛紛舉手．教師請上一組同學到前面面向全體同學，由組長介紹小組名稱叫牛頓小博士組，介紹小組分工——操作員、記錄員、匯報員、觀察員。匯報員向大家匯報實驗情況。)

生(匯報員)：我們組選擇的器材是塑料吸盤、刻度尺、彈簧測力計、細線、玻璃板(舉物展示)，實驗原理是：二力平衡，具體操作如下：

1．用刻度尺測出吸盤的直徑為D，則吸盤的面積為S＝π(F／S)2。

2．將吸盤擠壓在玻璃板上，用細線把測力計掛在吸盤的尾部。

3．將玻璃壓在桌面上，通過測力器沿著垂直于玻璃板的方向向外拉吸盤，當吸盤恰好掉下時，計下拉力值為F，則大氣壓P＝F／S=4F／πD²

生(記錄員)：(將數據寫在黑板上)D=2．8cm；F=72N；P=4F／πD²=0.75×10⁵Pa．

師：有沒有與“牛頓小博士”組選擇相同器材的小組?

生：有。

師：器材相同的小組有沒有想要問“牛頓小博士”組?當然器材不同的小組也可以參與。

生(其他組)：我們小組用這種方法測得的氣壓為：0．68 x10SPa，為什么比你們的測量值小?(學生活躍，紛紛提問。)

生(觀察員)：開始測量時，本小組也存在這個問題，通過觀察發現吸盤和玻璃板之間的空氣沒有排凈。我們采取了吸盤蘸水再擠壓在玻璃板上，用水排出吸盤和玻璃板之間的空氣。(學生鼓掌，表示贊同。)

生(其他組)：我們的做法有一處不同：由于吸盤有自重，測力器的拉力叫、于大氣壓力，為此我們組將玻璃板豎直后，再向外拉吸盤，這樣吸盤豎直向下，而拉力水平，更接近大氣壓力。

生：謝謝你們小組的提醒與建議，你們的做法比我們小組更合理。

(吸盤法測大氣壓的實驗評估與交流結束。)

師：“牛頓小博士”組探究實驗完成較好，希望這個小組的成員，能像科學家牛頓那樣，經過自己的努力，將來能成為偉大的物理學家，那個小組愿意把利用注射器測大氣壓的方法匯報給大家?

(選擇注射器材的小組紛紛舉手，“航空母艦”小組走向前來．由組長介紹本組分工：操作員、匯報員、觀察員，)

生(匯報員)：我們組的實驗原理也是二力平衡，具體做法：

①用刻度尺測出活塞尾部直徑為D，則活塞尾部的面積S＝π(D／2)²。

②將活塞推至最底端，用細線、橡皮膜將小孔封閉，將注射器倒置，夾在鐵架臺的試管夾上．

③用細線將鉤碼掛在活塞尾部，向上掛鉤碼，當活塞恰好向下移動時，記下鉤碼個數為n，此時鉤碼向下的拉力等于活塞尾部受到向上的大氣壓力(二力平衡)，則大氣壓力F=nmg(m為每個鉤碼的質量)，大氣壓P_oF／S=4nmg／πD²

生：(板書)n=18；D=3．2cm；m=100g；Po=0．92X 105Pa．

師：有沒有問題要問“航空母艦”小組?

生(其他組)：活塞自重考慮了嗎?

生：我們先用測力計測出其自重，但我們在沒有封閉小孔時，通過測力計向外拉活塞，測其與筒壁之間的摩擦力，發現重力與摩擦力大小幾乎相等，所以可以不計自重及摩擦力。

生(其他組)：我們組仔細觀察了注射器，活塞尾部有沿，尾部的面積不是大氣壓真實作用的面積，應小于尾部面積，我們再仔細觀察注射器，發現大氣壓作用的面積更接近活塞頭部的面積，為此我們小組測量的是活塞頭部的面積，你們小組贊同嗎?

(“航空母艦”小組經過仔細觀察，表示贊同。)

生：要想測得準，注射器筒內應是真空的，就像托里拆利實驗玻璃管上方應是真空一樣，你們組的注射器內存在少量空氣，如何實現真空?

生(操作員)：我們是先吸少許水，將注射器倒置，再將活塞推至底部，用橡皮膜封閉小孔，讓水排出筒內空氣，這樣就保證了筒內真空!

(學生嘩然，叫好，表示贊同。)

師：還有沒有問題需要交流?

(學生寂靜沉思。)

師：好，老師有個問題想問大家：鉤碼的向下拉力一定等于大氣向上的壓力嗎?

生：可能大于。

師：怎樣改進它好些?請同學們討論。

(討論結束，請小組同學回答。)

生：選用大量程測力計向下拉活塞更準確些．

師：很好!動了腦筋．科學需要智慧，智慧來源于思考!現在老師手里有一個金屬盒氣壓計，讓我們一起測量一下教室中的大氣壓的準確值。(由學生讀數、換算，結果為0．98X10⁵pa．)

師：我們的測量雖然存在誤差，但我們至少找到了另外一種測大氣壓的方法，希望大家今后善于利用身邊的器材解決物理問題．

動手動腦學物理：(老師課前準備了一個高壓鍋，出示它，介紹結構。)

師：當使用高壓鍋做飯小孔排氣時，鍋內氣壓將如何測量?請同學課下研究．

(通過思考題將探究活動延伸到課外。)

責任編輯／張 燁