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浅谈对大气压强实验的改进
琚晓敏
（浙江省兰溪市永昌初级中学）
摘 要：大气压强是浙教版八年级科学较为重要的一节内容，大气压强所涉及的实验也比较多。教学中大气压强的实验往往会产生意想不到的效果，在学生看来更像是老师在变魔术，这些实验往往能极大地提高学生的学习热情。而书本上对大气压的存在的实验容易让学生产生误解，有些实验的操作性不强，所以对书本上的两个实验进行改进。
关键词：大气压强；实验；改进；杯中取袋；覆杯实验
大气压强是浙教版八年级科学较为重要的一节内容，大气压强所涉及的实验也比较多。书本上向我们展示了二个实验，用来揭示大气压强的存在。然而我认为其中的覆杯实验很容易让学生误解，而第二个实验瓶中取袋用手将袋子和瓶壁紧贴在一起使袋子拉不出来几乎是不可能实现的。所以我将这两个实验进行改进，以便能达到预期的效果。
一、杯中取袋实验的改进
书本上是将一只薄膜塑料袋放入广口瓶内，使塑料袋尽可能贴近瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来，用橡皮筋紧紧扎在瓶口上。试试看，你能否将塑料袋从瓶内拉出来，并解释实验现象。然而在实际操作时，很难将塑料袋与瓶壁紧贴，造成塑料袋与广口瓶之间空气太多，实验现象很不明显。于是将实验进行如下改进。
实验器材：去底的矿泉水瓶、塑料袋、橡皮筋
实验过程：
1.将塑料袋放入去底的矿泉水瓶中，袋口从瓶内翻出，用橡皮筋紧紧扎在瓶口上。
2.将塑料瓶的盖子去掉，对着瓶口深吸一口气，使塑料袋与瓶子之间没有空气，袋子与瓶子之间紧紧贴在一起。
3.盖上矿泉水瓶盖子，让学生将塑料袋从瓶内拉出来。
改进后实验优点：
1.这个实验的操作性强，简单方便，效果好。
2.学生不能将袋子从塑料瓶里拉出，为后面的大气压强很大埋下伏笔。
3.在实验过程中有一定的趣味性，学生的参与程度很高。
二、覆杯实验的改进
书本上关于“大气压强”传统实验是把装满水的杯子盖上硬纸片倒置，纸片不会掉，水不会洒。做实验时必须注意水要装满，且纸片要硬。有时实验还是会失败。当实验成功时，学生还可能误认为是水把纸片吸住。为此，我改进了该实验装置和教学过程，避免了这两个问题的出现。首先，实验会失败，主要是硬纸片容易掉下来造成的，我将用幻灯机书写专用胶片代替硬纸片盖上。幻灯片书写专用胶片比较轻，而且它足够光滑，使它与杯口更贴合，不让空气进去造成实验的失败。其次我将实验用的'玻璃杯换成了一次性的纸杯，这样能避免学生误认为是水把纸片吸住。
实验器材：一次性纸杯、幻灯片、针、水
实验过程：
1.在杯子中没有装水的时候，将幻灯片盖在纸杯上，将纸杯演示倒置、前、后、左、右侧置，让学生观察现象；
2.往杯子中装满水，将幻灯片盖在纸杯上，将纸杯演示倒置、前、后、左、右侧置，让学生观察现象，以此证明大气的各个方向都存在着压强；
3.又将注射器倒置，用针将纸杯底下戳个洞，只见水直泻而下。以此证明胶片不是被水吸住的。
改进后的实验优点：
1.幻灯片轻而且光滑，实验成功率大大提高。
2.将传统的覆杯实验只证明存在一个向上的大气压，改进后可以证明大气的各个方向都存在着压强。
3.当我将杯底戳个洞后，空气进入杯底，学生见水直泻而下，自然明白刚刚并不是被水吸住了，而是大气压强将幻灯片托住了，很好地走出了思维误区。
证明大气压强存在的实验有很多，但我们选取应该具有代表性。我们是将成功率不高的实验改进成成功率高的；我们是将现象不明显的实验改进成现象明显的；我们是将知识点有误区的实验改进成让学生更容易理解知识点的实验。
实验是传授科学知识、发展学生智能的重要手段，教师在讲课时，不仅要生动形象，而且要有鲜明的、令人信服的实验依据，才能使学生对科学道理坚信无疑，发展思维活动，提高实践的本领，引起学生探求科学奥秘的浓厚兴趣。而好的实验更能让学生走出思维的误区，获得真理。
大气压强系列实验是新课程初二教材大气压强一章中较为重要的一节，课本上所列出的三个实验很有趣味性，但还存在以下不足。
模拟马德堡半球实验：演示直观性不强，又不可能人人都有动手体验的机会；
覆杯实验：不能很好地演示大气在各个方面都存在着压强，学生还会产生纸片被水吸住的误解。
牛奶瓶吃鸡蛋：由于奶瓶内酒精燃烧后内外压强差不大，演示时鸡蛋常被卡在瓶口，导致实验失败。
为此笔者对以上实验做了以下改进。改进后的实验具有较强的.直观性、趣味性和成功率高的特点，更能启发学生的思维和学习的兴趣。
1、模拟马德堡半球实验。
方案一，用力挤出皮碗中的空气，一手拿住皮碗的一端，另一端挂上钩码。逐渐增加钩码的数量，让学生直接观察到两个皮碗被挤出空气后能承受的拉力。
方案二，在挤出空气后的皮碗两端分别挂上称量的弹簧称，同时对拉。这时学生可直接观察到被挤出空气后两个小小的皮碗所能承受的拉力。
2、覆杯实验。
选用50毫升或100毫升的大注射器，抽去活塞。注射器的小孔套上橡皮帽，注射器装满有颜色的水，用幻灯机书写专用胶片代替纸片盖上。演示倒置、前、后、左、右侧置，再划圈演示，以此证明大气的各个方向都存在着压强，又将注射器倒置，去掉橡皮帽，只见水直泻而下。以此证明胶片不是被水吸住的。
3、牛奶瓶吃鸡蛋。
选用具支广口瓶和稍大于瓶口的鸡蛋，煮成七八分熟去壳涂上植物油，鸡蛋的小端塞紧瓶口。在广口瓶的具支上套上乳胶管，接上两用打气筒的抽气口，向瓶内抽气。只见鸡蛋慢慢地被广口瓶吃到了瓶内。然后倒置广口瓶让鸡蛋的小端塞紧瓶口，在广口瓶的具支上接上两用打气筒的打气口，向瓶内打气，只见鸡蛋慢慢地被广口瓶吐了出来。由于瓶内外压强差别不大，不用担心损坏具支广口瓶。
（一）教学目的
1、认识大气压强的存在。
2、了解托里拆利实验的原理。
（二）教学重点
详细介绍：
周星期第节年月日课题第一节大气的压强执教教学目标重点难点教具学生主要教学过程学生活动教学过程设计5pa周星期第节年月日课题第二节大气压的变化执教教学目标重点难点教具学生主要教学过程学生活动教学过程设计5帕（约105帕）。周星期第节年月日课题第三节活塞式抽水机和离心泵气体的压强跟体积的关系执教教学目标重点难点教具学生主要教学过程学生活动教学过程设计
大气的压强
1.下列现象中不属于应用大气压的是 ( )
A.塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服
B.纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒
C.用吸管吸起汽水瓶中的饮料
D.用注射器能把药液注进肌肉里
2.在托里拆利实验中，下面哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化 ( )
A.向水银槽里加少量水银
B.将管倾斜
C.将玻璃管变粗
D.外界大气压发生变化
3.做托里拆利实验中，当玻璃管内的水银柱稳定后，在管顶穿一个小孔，那么管内水银将 ( )
A.往上喷出
B.稍微下降
C.保持原来的高度不变
D.降到与管外水平面相平
4.有关大气压的说法，哪句话是错误的 ( )
A.大气压的值不是固定不变的
B.大气压的值跟天气有密切的关系
C.大气压的值随高度的增加而增加
D.同一地点，不同时间大气压的值不完全相同
5.水银气压计挂斜了，读起来就会 ( )
A.比实际气压大 B.比实际气压小
C.与实际气压一样大 D.无法判定
6.在1标准大气压下，利用足够长的细管来吸水，最高能够把水吸到_____m高.
7.1标准大气压约等于质量______kg的物体放在10 m2面积上时产生的压强.
8.活塞式抽水机和离心泵是利用_______把水从低处抽到高处的.
9.如图，甲管上方没有空气，乙管则混入少量空气，则______
管水银柱较小，若把甲管倾斜，则管内水银柱的长度______，高度
______.(填变大不变或变小，两管长度约为1m)
10.某同学在当地气压为1标准大气压时做托里拆利实验，在
读数时，玻璃管没放竖直，那么他所读的数值_____76 cmHg柱.
(填大于小于或等于)
11.中医常用拔火罐治疗风湿等病症.拔火罐是将一酒精棉球点燃放在一广口瓶中，过一会将瓶口扣在病痛的位置上，广口瓶就会牢牢吸在皮肤上，这是为什么?
12.自来水笔吸墨水时，只要把笔尖浸没在墨水中，再把笔上的弹簧片按几下，橡皮管里就会吸进墨水，为什么?
13.如左下图为某同学自制的水气压计.取一个瓶子，装上适量带色的水.取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度.使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹人少量气体使瓶内气体压强大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上.如果将气压计从楼下拿到楼上，管内水银柱的高度将如何变化?
14.如右上图，家用玻璃茶几的桌架是用四个塑料吸盘吸附在桌面上的.如果每个吸盘的直径是4 cm，计算桌架质量不超过多少时，抬起桌面就能把桌架带起.实际上，所能带起的桌架质量总小于上述计算值.请分析原因.
[参考答案]
1.D 2.D 3.D 4.C 5.A
6.10.3 7.1 8.大气压 9.乙 变大 不变 10.大于
11.广口瓶中的空气受热膨胀，大部分气体被挤出瓶外使瓶内气压减小，外界大气压强大于瓶内气体压强，广口瓶就被牢牢地扣在皮肤上了.
12.按压弹簧片时将橡皮管内空气挤出，松手后管内气压减小，墨水面上的大气压大于管内气压，将墨水压入橡皮管中.
13.将气压计从楼下拿到楼上，大气压强减小，气压计内外压强差增大，因而水柱上升.
14.解：假设吸盘内的空气全被排出，则大气压力F=4pS=41.01105 Pa 3.14(0.02 m)2=507 N.桌架依靠四个吸盘所受大气压力而带起，所以m=G/g=F/g=507 N/9.8 N/kg=51.7 kg.
实际上吸盘中的空气不可能完全被排出，所以实际所带起的质量总小于上述计算值.
教学实践后，发现与自己预设的还是有很大区别：
1、课堂中实验较多，但对实验进一步的剖析深度不够，有些同学可能还会存在一知半解现象。
2、虽然小实验准备的较多，但是还是不够充分。如覆杯实验时，第一次选择的纸片不够平直，实验险些失败。
3、在课堂练习时选择的习题难度过高，有些题目对于水平偏低班级不是很合适，致使在该题上所化费的时间过多。
4、在解决较难的习题时，如果增加一些简单的小实验，可能会使学生对理解题意有很好的帮助
教学实践后，发现与自己预设的还是有很大区别： 比如：在“覆杯实验”中，有的同学提出，硬纸片不掉下来，是不是被水“粘”住了?这是在课前没有预料到的，以后应注意此类问题的出现。我应该设计怎样的实 验去证明：纸片不掉下来是由于大气压作用，而不是被水“粘”住的?
课堂中实验较多，但对实验进一步的剖析深度不够，有些同学可能还会存在一知半解现象。 虽然小实验准备的较多，但是还是不够充分。如覆杯实验时，第一次选择的纸片不够平直，实验险些失败。
《大气压强》这节课主要讲的是关于气体压强中大气压强的初步知识，与前面所学的固体压强，液体压强一起构成了一个相对完整的体系。初中生的认识感性多于理 性，学习的动力和热情大多来自他们的兴趣;而物理教学又以实验为基础，实验几乎始终伴随着整个教学过程 ，所以在教学中，让学生亲身实践，体验大气压的存在，讨论大气压的特点，应用大气压知识解决实际问题。 让学生一起参与动手做，给学生亲近感和真实感。
这堂课如期完成既定教学目标，学生总体反应比较好。我个人认为这堂课有以下几个特点;演是实验;易拉罐压瘪，烧瓶吞气球实验，抓住学生的好奇心，引入大气 压，激发学生的学习兴趣。学生自己动手做覆杯实验，挤压皮碗实验，矿泉水瓶扎孔装水不流实验，模拟马德堡半球实验，学生参与探究，体验大气压的存在，使课 堂气氛活跃，互动有效，让学生真正动起来。利用生活实际中的事例，深化对大气压的理解。大气压强在生活中的应用很多，除了教材中提及的外，教师可以让学生 放开思维举出实际生活中的例子。让分组讨论，看哪一个组举出的例子最多，学生会举出许多非常好的例子，例如：“医生上常用的拔火罐”、“用钢笔吸墨水” “、用塑料管从瓶口吸饮料”“、塑料挂衣钩”、“注射器吸药液”等等。从而充分调动学生的积极性和培养学生合作学习的意识。对学生举的例子可以让学生自己 利用大气压强解释，对解释不圆满的教师再加以补充，这样也培养了学生的语言组织能力和表达能力。时间允许教师还可以利用多媒体展示活塞式抽水机和离心式水 泵的画面。说明它们的工作都是利用了大气压强，让学生真正感觉到物理知识确实与我们的日常生活是息息相关的。大气压的测量方法，首先做大气压支撑水柱的实 验，让学生获取感性认识，引导学生分析在实验时应该用密度较大液体，在液体中密度最大的是水银，所以把水改为水银，量筒改为托里拆利真空管，这样逐渐过渡 地引出托里拆利实验比较自然，效果好。
大气压强物理教案
（一）教学目的
1．知道什么是大气压强，能说出几个证明大气压强存在的事例。
2．理解大气压强产生的原因，并能简单解释一些日常生活中大气压强的现象。
3．知道大气压强的值是由托里拆利实验而测定，记住大气压强的值约为105帕斯卡，它相当于760毫米高水银柱产生的压强。
（二）教具
演示用：玻璃杯、硬纸片、水、广口瓶、浸过酒精的棉球、细砂、煮熟剥壳鸡蛋一个、注射器、钩码、约1米长的玻璃管、水银、汽水瓶、皮碗、米尺、啤酒瓶。
学生用：皮碗（每二位学生一对）。
（三）教学过程
一、新课引入
1．演示实验：由实验设置疑问，引起学生的求知欲望。
(1)将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来（提醒学生注意观察），放手后，看到什么现象（硬纸片掉下）？
(2)将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来（暂不放手，问：如果放手，会出现什么现象？先请同学们猜一猜）。放手后，看到什么现象？（硬纸片没有掉下来。）
2．讲述：同学们要知道实验时，硬纸片不会掉下来的原因吗，学习了这节课的知识，就知道了。（板书课题）
二、进行新课
1．阅读课文前面的“？”和图11―1。读后问：大家阅读了马德堡半球实验，空气把两个铜半球紧紧地压在一起，16匹马都很难把它们拉开。对于这个实验，同学们想试一试吗？现在，我们模仿马德堡半球实验来做一做。
2．学生实验：学生照课本中图11―2做实验，两个皮碗口对口挤压。然后两手用力往外拉，不容易拉开（用较大的力才能拉开）。
3．讲述：地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用，而且能流动，因而空气内部向各个方向都有压强。大气对浸在它里面的物体的压强，叫做大气压强，简称大气压（教师板书这句话）。
4．讲述：刚才同学们所做的`模仿马德堡半球实验和奥托・格里克做的马德堡半球实验，充分证明了大气压强的存在。抽出金属半球内空气（或挤压出皮碗内的空气），两个金属半球（或两个皮碗）在大气压强的作用下，被紧紧地压在一起，因而很难把它们拉开。
5．演示、验证：刚上课时，老师演示的实验，表明玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片的压强小于大气压强，由于大气压强的作用，托住了硬纸片，所以硬纸片不会掉下来。
演示课本中图11―4的实验（演示后，由学生举手发言，说明鸡蛋为什么会挤进广口瓶内，引导学生说出由于棉花燃烧耗尽了瓶内空气，瓶内压强小于瓶外大气压强，鸡蛋在大气压强作用下，被压入瓶内）。
6．讲述、过渡：根据奥托・格里克的马德堡半球实验，不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。那么大气压强有多大呢？伽俐略的学生托里拆利解决了这个问题。
7．演示：
(1)介绍托里拆利实验装置
(2)演示托里拆利实验（一面演示，一面讲解），演示完后，请一位学生上台用米尺测一测玻璃管内水银柱的高度。
教师讲述并板书：大气压强相当于760毫米水银柱产生的压强。
8．讲述：760毫米水银柱的压强有多少帕呢？请同学们根据液体压强的计算公式：p=ρhg算一算（学生演算，教师巡视）。学生算出结果后，接着讲述：760毫米水银柱产生的压强约为105帕，这就是托里拆利实验测出的大气压强的值（教师板书后，简要说明这个值是“海平面”所测的值，不同的地方大气压强不同，将在下一节课学习）。
三、小结本课内容
四、巩固练习：
1．演示：将注射器的活塞推向底端，插注射针的孔用橡皮帽盖住，倒置注射器后，在活塞上挂上500克的钩码，活塞不会被拉出注射筒。请同学们讨论为什么？
2．演示课本图11―6的实验：将啤酒瓶装满水，堵住瓶口，倒插入水中，缓缓往上提（瓶口不提出水面），观察啤酒瓶中的水是否流出来。讨论原因。
五、布置作业：
1．课后认真阅读一遍课文。
2．把本节后练习的第1、2题和章后习题第3题做在作业本上。
3．把课文后练习第3题和习题第1、2题在阅读课文后，联系课内所讲内容，进行思考，准备着下节课在课内口答。
（四）说明
1．课文中图11―2“模拟马德堡半球实验”用的“皮碗”在农贸市场的金鱼市上可以购买，这样的皮碗是金鱼缸中固定水草用的，价格很便宜。学校实验室可统一购买，用后由实验室保管，供长期使用。这个模拟实验效果很好。
2．在做托里拆利实验要注意打开窗子通风。要边做边讲，使学生明白玻璃管内装满水银，排出了空气，倒置插入水银槽内，管内水银徐徐下落到一定高度而停止下落，上部为真空，这段水银柱是由大气压强支持着的道理。
3．用注射器挂钩码的补充实验，一方面是进一步证明大气压强的存在，另一方面也达到巩固本课知识的目的，同时在注射器活塞下挂一个500克的砝码，给学生以惊奇，更加激发学生浓厚的学习兴趣。到此，初二学生已学习了快一年的物理了，要保持学生学习物理的兴趣不断地保持下去，教师必须在课堂教学中精心设计，使学生学习的积极性不断增强。
4．对于啤酒瓶的实验，啤酒瓶容易获得，学生自己都可以做，可作为作业（动手的作业）让学生回家自己做一做，比在课室内看一看更生动，更具体，对提高学生的动手能力和理解物理知识有很大的帮助。
5．教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册。
一、教学目标
（一）知识与技能
1．通过观察、实验，检验大气压的存在。能通过实例说出大气压在生产生活中的应用。
2．能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
3．能说出液体沸点跟气压的关系。
4．了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
（二）过程与方法
1．通过实验和生活中的例子，证明大气压强的存在。
2．了解托里拆利实验的测量原理，掌握大气压的测量方法。
（三）情感态度与价值观
1．通过实验观察和思考，培养认真细致、实事求是的科学态度。
2．通过了解大气压的应用，初步认识科学技术对人类生活的影响。
二、教学重难点
学生在前一章已学过固体压强和液体压强，对压强知识有所了解。但由于气体看不见、摸不着，气体的压强也容易被人们忽视。大气压强更为抽象，虽然我们生活在大气中，但却很难感学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！受大气的存在，因此通过实验和生活实例让学生体验到大气压的存在是本节课的一个重点。大气压强的存在很难感受到，学生对大气压的认识不深甚至不正确，在教学中应通过实验加深或纠正学生的认识。用大气压解释生产、生活中的现象，对学生来说难度也比较大。教师在教学中可以联系学生身边的实际情况，有针对性地指导和训练，以强化学生运用知识的能力和规范表达的能力。大气压的测量是本节教学的难点，但不是重点。教学中，可以采用播放托里拆利实验视频的方式，使学生形成直观的认识。学好本节知识，有利于加深对已学的固体、液体压强知识的理解，还能加强运用所学知识解决实际问题的能力。
重点：大气压的存在、用大气压解释生产、生活中的现象。
难点：大气压的测量。
三、教学策略
本课的基本教学思想是──通过大量的实验和生活实例使学生感受大气压确实存在；知道大气压以及大气压对生活的影响。通过本节课培养学生观察现象和分析问题的能力，认识实验在科学探究中的重要性。其基本教学思路是──由学生设计实验证明大气压的存在，调动学生的积极性，培养学生的动手能力，激发学生的求知欲，而后展开教学。在教学中，通过对实验的观察及幻灯片的展示，由浅入深，层层递进，增强学生对大气压知识的了解。
四、教学资源准备
多媒体课件、一只空杯、吸盘两个、饮料瓶、水、大小试管等。
★ 大气压强习题
★ 大气压强练习题
★ 大气压强课件
★ 大气压强教学反思
★ 压强说课稿
