第3节 大气的压强（第3课时）

第3节 大气的压强（第3课时）

日期 周次 课时 / 课题 2.3 大气的压强（第 3 课时） 教材 解读 目标 【知识与能力目标】 能列举证明大气压存在的实验现象，并能用大气压解释有关现象。 能说出气体和液体的流速和压强的关系，并能用这一关系解释有关现 象。 【过程与方法目标】 通过生活经验和参与科学实验活动，认识科学实验的方法。尝试用 亲身的体验来解决实际问题。 【情感态度价值观目标】 培养学生对数据的分析与总结能力，也能提升对自然界事物的关注 度，利于科学学习兴趣的培养。 重点 大气压存在的证明；气体的流速和压强的关系。 难点 用气体和液体的流速与压强的关系解释有关现象。 学情 通过大气压对人体的影响和气压对液体沸点的影响的学习，了解液体 的沸点与气压有关：当气压增大时，液体的沸点升高；当气压减小时， 液体的沸点会降低。 通过气体的压强与流速关系的学习，了解气体流速的改变，改变了气 体的压强；而且是气体的流速越大，压强越小。 教学 准备 教学课件、图表、清单 环节 师生活动 占用时间 教学 过程 设计 一、引入： 1、思考 1：在高山上，用普通的锅难以将饭烧熟。你知道这是什 么原因造成的吗？ 大气压随着高度的增大而减少。在高山上气压低。 思考 2：有什么办法可以解决这一问题呢？ 可以使用高压锅烧饭。 思考 3：你知道高压锅利用什么原理制成的吗？ 2、活动：如图用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，再用大号注射 器缓缓地向烧瓶内充气，使瓶内的气压增大。这时，你可看到 原来沸腾的水停止沸腾 移开酒精灯，待水温稍降一些，用注射器抽出烧瓶里的空气，使瓶 内的气压降低。这时，你可看到 ：停止沸腾的水又会沸腾起来。 二、讲述：气压与沸点、流速的关系 1、气压对液体沸点的影响 1.实验结论： 当气压增大时，液体的沸点会升高 ； 当气压减小时，液体的沸点会降低。 思考 1：当外界气压较低时，液体的沸点也会降低，这是液体较容 易沸腾。那么，食物就更容易烧熟，对吗？ 不对。因为虽然这时液体较容易沸腾，但由于液体的沸点较低，食 物不能达到足够的温度，所以较难被烧熟。 思考 2：那么，有什么办法可以使食物更容易被烧熟呢？ 应当设法增大液面的气压。使液体沸点提高。 思考 3：一般家用压力锅内的压强接近 2×105 帕，查表 2-3，锅内 水的沸点约是几度？ 120℃左右 2.高压锅原理： 利用液体的沸点随气压的增大而升高的 原理制成的。 外界气压为 1×105 帕时，一般家用压力 锅内的压强接近 2×105 帕。 锅内水的沸点在 120℃左右 所以，可提高烧煮的速度，节省燃料。 注 意 ：压力锅的使用有比较严格的要求 ，如果违反操作要求， 容易造成危险。 思考：列车站台上，都标有一道平行于铁轨的直线，叫做安全线（如 图）。当列车驶过时，旅客必须站在这条线外，以保证人体与铁轨 有足够的距离。你知道这一要求的科学原理吗？ 2、气体的压强与流速的关系 1.如图所示，双手分别捏着两张纸条的 一端，使它们垂挂在胸前，沿两张纸条 中间向下吹气。 你预测的现象是什么？实验结果你看 到了什么现象？如何解释？ 纸条向中间合拢。 纸条内侧受到的压强小于外侧受到的 压强。 活动 2：拿一张纸条，将它放在下嘴唇 底下，沿着纸条的上表面用力吹气。你 预测的现象是什么？你看到了什么现 象？如何解释？ 纸条向上飘动。 纸条上方受到的压强小于下方受到的 压强。 这两个现象说明了什么科学道理？ 事实表明，气体的压强与流速的大小有关。 2.气体的压强与流速的大小关系 （1）气体的流速越大，压强越小。 气体的流速越小，压强越大。 你现在知道列车站台上设安全线的科学原理吗？ 列车高速行驶时，会带动周围的空气流动，使周围的压强减少。旅 客站在边上，他身体靠近铁轨的一侧的压强要小于远离铁轨一侧的 压强。如果旅客过于靠近铁轨，就容易出危险。为了保证旅客安全， 当列车驶过时，要求旅客必须站在安全线外。 （2）思考 1：刮大风的时候，虽然风向与墙面平行，但 挂在窗内 的窗帘却会向外飘出，如图所示。你能够解释这一现象吗？ 窗外刮大风，流速快，压强小。窗内的窗帘却会向外飘出。 思考 2：当你在浴室里淋浴时，如果边上垂挂着浴帘，浴帘常常会 飘打到你的腿上。这是为什么？ 淋浴时，水龙头的水向下洒下，带动周围的空气流动，使得浴帘内 侧的气压小于外侧的气压，于是浴帘向内飘打到你的腿上。 （3）阅读：飞机的升力 飞机是现代的重要交通工具，自从 1903 年莱特兄弟用他们设计制 造的飞机成功地进行试飞以来，飞机制造业已有很大的发展。现代 大型飞机的质量可达数百吨，速度已达数百米每秒。飞机那么重， 它的升力是怎样获得的呢？ 飞机的机翼是什么形状的？为什么制作成这样的形状？ 当飞机的螺旋桨高速转动，或发动机 向尾部喷气而向前运动时，飞机的周 围就会形成相对于飞机的高速气流。。 由于机翼的上侧做成凸圆形状，而下 侧成平面形状，上方气流的速度就要 比下方气流的速度大得多。这样，机 翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强 大得多。正是这个压强差，使得飞机得到了一个向上的升力。 （4）活动：如图 2-32 所示，把一根玻璃管斜插在烧杯的水中，当 用另一根玻璃管对着它的上端吹气时，将会出现什么现象？ 有水从插着玻璃管中吹出。 怎样解释这一现象？ 上端吹气时，流速大，压强小。水被大气压从烧杯中通过水管压出。 以上的工作原理在生产生活中有什么应用？ 3.气压与流速关系的应用 ① 喷雾器 许多喷雾器喷洒雾状药液和一些香水瓶喷出雾状香水。就是利用流 速变大，压强变小的原理。 ② 化油器的装置 汽车和摩托车上的汽油机工作时，需要将汽油变 成雾状，按一定比例和空气混合后再喷入气缸内 燃烧。化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供 给部分相连，当气流经过狭窄的管道时，由于流 速变大，压强变小，汽油就会从喷管喷到气流之 中，变成雾状。 4.气压与流速关系可以解释许多现象 ① 高速公路上飙车会使汽车“发飘”，难以控制方向，请分析其原 因？ 导流板（尾翼）除了增加汽车的美观以外， 还具有增加汽车行驶 稳定性的功能。特别是在高速行驶时，气流通过尾翼会产生一个下 压力，从而减少了气流通过车身所产生的提升力。 ② 强风会吹翻雨伞、屋顶。 ③ 草原上的鼠洞 改进洞穴内的通风状况 由于各洞口突出地面的高度各不同，较低 的洞口处空气流速慢、压强大，较高的洞 口处空气流速快、压强小；这样，洞穴内 的空气在气压作用下自然流动，从而改进 洞穴内的通风状况。 ④ 掉不下来的乒乓球 把乒乓球放在漏斗里，对着漏斗嘴使劲向下 吹气，可见乒乓球只是在漏斗里跳动，而不 会掉下来。 当对着漏斗使劲吹气时，产生一股向下的气 流，因为漏斗上小下大，因此上方的流速较 大，下方的流速较小，这样乒乓球上部的气 压小于下部的气压，所以乒乓球掉不下来。 ⑤ 来回滚动的乒乓球 如图 2-37 所示，将两只相同的杯子口对口，相隔约 1 厘米，放在 水平桌面上，其中一只杯中放一只乒乓球。用双手扶稳两只杯子， 沿垂直于两杯的轴线的方向，对着两只杯口之间的空隙快速吹一口 气，你将发现乒乓球会从原来的杯 中滚出来，进入另一只杯中。再吹 一口气，乒乓球将又滚回原来的杯 中，如此循环往复。 吹气时，杯口空气的流速较大，压 强较小，乒乓球两侧受到的压强不 相同，就会被压到杯口。当乒乓球 运动到杯口后，由于惯性，会继续 向另一个杯内运动。而当球处于另一个杯内时，再吹气，就循环往 复。 5.液体的压强与流速的关系 思考：1912 年秋季的一天，当时世界上 最大的远洋轮之一 “奥林匹克号” 正 在大海上航行，离它 100 米左右的地方， 有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克 号”与它平行疾驶（如图）。 突然，小 军舰偏离了方向，一个劲地向“奥林匹 克号”冲去，最终与“奥林匹克号”相撞在一起。 其原因解释： 当两船彼此接近平行行驶时，两船之间的水由于被挤在一起，水相 对于船的流速要比外部大，压强就要比外部小。外部压强较大的水 就把两船挤在一起了。 结论：在流动的液体中，窄处流速大,压强小。 由于气体和液体具有很多相似的性质，人们常将它们统称为流体。 三、课堂小结： 引导学生自主小结，并逐步完善和形成概念图。 当堂 检测 1.在核电站的“心脏”——核反应堆中，核燃料释放出来的能量是用水来吸收 的。在一种称为压水堆的核反应堆中，为了提高水的传热效率，要求水的温度 即使高于 300℃也不沸腾。要达到这样的要求，你认为采取怎样的措施？ 可以通过给水施加很大的压强（实际压强大于 150 个大气压），以提高水的沸 点。 2．刮大风时，媒体上常有房屋顶部被大风掀起的报道。试解释房顶为什么会 被大风掀起。 房屋上方空气流速很大时，屋顶空气的压强要比屋内空气压强小得多，于是出 现屋顶掀翻。 3.龙卷风的实质是高速旋转的气流，把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。 龙卷风能“吸”起物体的主要原因是--------------------------（ ） A.龙卷风使物体受到的重力变小 B.高速旋转的气流流速大，压强小 C.龙卷风使物体受到的浮力变大 D.高速旋转的气流流速大，压强大 4.气体的流速越大，压强越小。下列现象的产生与此相关的是-------（ ） 5.让自来水流过如图所示的装置，当水流稳定后，为什么最 后喷出的是“温水”）？P 处水流速度快，压强小，在大气压 的作用下将热水压到管子中，从而最后喷出的是温水。 6.请你解释如图所示乒乓球可以悬空的原因？ 电吹风使乒乓球周围产生空气流动，从而产生向上的升力，与乒乓球的重力相 平衡。 培优 扶差 作业 1.作业本 2.3 大气的压强（第 3 课时） 板书 设计 2.3 大气的压强（第 3 课时） 教学 反思