做好演示實驗是深化物理課堂教學(xué)改革的重要舉措

汪順平

本節(jié)內(nèi)容中關(guān)于大氣壓強的存在、與大氣壓有關(guān)的現(xiàn)象、及大氣壓在生活中的應(yīng)用，經(jīng)探究學(xué)生易于接受和理解。但托里拆利實驗對大多數(shù)學(xué)生來說是難點。初中生的認識感性多于理性，學(xué)習(xí)的動力和熱情大多來自他們的興趣；而物理教學(xué)又以實驗為基礎(chǔ)，實驗幾乎始終伴隨著整個教學(xué)過程，所以，實際教學(xué)中，在注重知識邏輯的同時，應(yīng)重視學(xué)生的個人經(jīng)驗和心理特點，把學(xué)生對生活中物理現(xiàn)象的認識與掌握物理知識結(jié)合起來，加強學(xué)生的直接經(jīng)驗和親身感悟。

一、魔術(shù)展示，興趣導(dǎo)航

師：現(xiàn)在我將小筆帽放入試管中，然后倒置，請同學(xué)們注意觀察筆帽的運動方向？

生：向上運動。

師：是不是老師有特異功能？

生：沒發(fā)現(xiàn)。可能這個現(xiàn)象蘊含科學(xué)知識。

師：那你們想不想知道其中的奧秘呢？

生：想。

師：就讓我們進入今天的學(xué)習(xí)之旅吧。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)大氣壓強（板書）。

二、強化演示，合作交流

1. 大氣壓強概念。

演示1：利用一個空的塑料瓶，往瓶子里倒一點開水并且把瓶子涮一涮，再把開水倒出來，迅速密封瓶蓋。引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

師：你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：瓶子變癟了。

師：為什么瓶子變癟了呢？瓶子受到了不同的力改變了形狀，想一想瓶子受到了幾個力的作用。

師：（引導(dǎo)）瓶子內(nèi)部有沒有氣體？氣體對瓶子有沒有力的作用？

生：瓶子內(nèi)壁受到了瓶內(nèi)氣體的力的作用。

師：為什么瓶子卻變癟了呢？

生：瓶子變癟了，說明瓶子除了受瓶內(nèi)氣體對外的作用力還受到外部的一個力的作用。

師：如果用針扎破水瓶又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？（教師演示，學(xué)生觀察。）

生：氣通過小孔進入瓶內(nèi)，與外部壓力平衡，瓶子又恢復(fù)了原來的形狀。

師：這個實驗?zāi)苷f明什么？

生：這個實驗?zāi)苷f明大氣能產(chǎn)生壓強。

師：地球周圍被厚厚的空氣包圍著，包圍地球的空氣層叫大氣層，我們就生活在大氣海洋的底層。空氣，也像液體那樣能夠流動，空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強。

師：我們把空氣也就是大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強，就叫大氣壓強，簡稱大氣壓。

2. 大氣壓強產(chǎn)生的原因。

師：大氣為什么會對浸入其中的物體產(chǎn)生壓強呢？請看大屏幕：（1）流體包括什么？（2）液體壓強產(chǎn)生的原因是什么？

生：液體受到重力的作用，而且具有流動性，所以會對浸入它里面的物體產(chǎn)生壓強。

師：很好，請同學(xué)們對比液體壓強的產(chǎn)生原因，來分析一下空氣對浸在它里面的物體會不會也產(chǎn)生壓強。

生：會。

師：包圍地球的空氣受到重力的作用，且能夠流動，因而空氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生壓強，空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強，且空氣中某一點向各個方向的壓強大小相等。這就是大氣壓強產(chǎn)生的原因。

3. 大氣壓強存在的實驗證明。

師：剛才的這個實驗?zāi)軌蜃C明大氣壓的存在，那么還有沒有其他實驗可以證明大氣壓的存在呢？請看以下幾個演示實驗。

演示2：如下圖所示，取一玻璃杯用硬紙片把杯口蓋嚴，手按住紙片把杯子倒置，放開手后，硬紙片立即下落。若在杯內(nèi)盛滿水后再用硬紙片把杯口蓋嚴，手按住紙片將杯子倒置，放開手后，紙片不下落，水也不流出。

師：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？

生：這表明大氣有壓強。正是由于大氣壓強的作用，紙片不下落。

實驗2圖 實驗3圖 實驗4圖

演示3：如上圖所示，將木凳面弄濕，把橡皮吸盤直立在光滑的凳面上，握住木柄往下壓，這時吸盤內(nèi)氣體被擠壓出來，再提起木柄，凳子亦被提起。

師：為什么凳子亦被提起？

生：這表明大氣有壓強。

實驗4：如上圖，在橡皮塞中插入兩支細短玻璃管，一根玻璃管口套上一個小氣球，并用線扎緊，另一根接厚橡膠管后與抽氣筒相連。用橡皮塞塞緊廣口瓶瓶口，用抽氣筒抽出瓶中的部分空氣，此時套在另一玻璃管口的小氣球就膨脹起來。

師：為什么套在另一玻璃管口的小氣球膨脹起來？

生：這是由于抽走瓶內(nèi)部分氣體后，瓶內(nèi)壓強減小并小于瓶外大氣壓強，因而大氣壓強將瓶外部分氣體壓進了氣球。

多媒體展示：馬德堡半球的相關(guān)資料，向?qū)W生介紹馬德堡半球?qū)嶒灐８嬖V學(xué)生歷史上首次證明大氣壓強存在的實驗是著名的馬德堡半球?qū)嶒灐Ａ硗飧脖瓕嶒灐⑵客屉u蛋實驗等都證明大氣壓強的存在。

4. 大氣壓強的測量

師：根據(jù)奧托·格里克的馬德堡半球?qū)嶒灒粌H證明了大氣壓強的存在，還表明大氣壓強是很大的。那么大氣壓強有多大呢？（引導(dǎo)學(xué)生討論課本“想想做做”。）

師：這個實驗可以粗略地測出大氣壓強的大小。歷史首次測出大氣壓強值的是伽俐略的學(xué)生托里拆利。

（1）介紹托里拆利實驗裝置。

（2）用多媒體展示托里拆利實驗的全過程。

配音：在長約1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒入插在水銀槽中，放開堵管口的手指后，管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降，這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。將管子慢慢傾斜，繼續(xù)測管內(nèi)外水銀面的高度差，仍為760mm。是什么支持著高760mm的水銀柱？

生：是大氣壓強。

師：回答得很好。那么水銀面上方是什么？

生：是真空。

師：是真空就不能對管內(nèi)水銀面產(chǎn)生壓強，而管外水銀面上受到大氣壓強，正是大氣壓強支持著玻璃管內(nèi)760mm高的水銀柱。也就是大氣壓強跟760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強相等。（具體引導(dǎo)學(xué)生計算大氣壓強。）

師：大氣壓強跟760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強相等，即大氣壓強的值約為1.013×105Pa。

三、創(chuàng)新板書，加深記憶

四、布置作業(yè)，體現(xiàn)拓展

1. 課本“動手動腦學(xué)物理”1、3題。

2. 小明將自制氣壓計（如圖）從一樓拿到六樓，觀察到玻璃管內(nèi)的水柱逐漸升高，這表明：隨著高度的逐漸增加，大氣壓逐漸____。生活中使用高壓鍋是為了增大鍋內(nèi)的氣體壓強，從而提高液體的____。他還發(fā)現(xiàn)風(fēng)沿著教室窗外的走廊吹過時，窗口懸掛的窗簾飄向窗____（選填“內(nèi)”或“外”），這是因為空氣的流動速度較大，壓強____的緣故。

3.“思維導(dǎo)圖”是英國著名教育專家東尼·博贊創(chuàng)造的一種學(xué)習(xí)方法。在學(xué)習(xí)科學(xué)過程中，以思維導(dǎo)圖的形式將科學(xué)知識自主建構(gòu)串聯(lián)成網(wǎng)，可直觀顯現(xiàn)知識脈絡(luò)，深刻領(lǐng)會知識間的內(nèi)在聯(lián)系。如下圖是某同學(xué)沒有完成的思維導(dǎo)圖，試在A、B處填上恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容。endprint