“大气压强的大小”教学设计

史晓玲

摘 要：大气压强对学生而言比较抽象，学生学习起来难以理解。本文从理论和实验出发，探究“大气压强的大小”的学习，以加深学生对压强概念的理解，并还原转换法测压强大小的实验思想，促进学生更好地感知物理知识。

关键词：理论研究；大气压强；转换法的思想

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 收稿日期：2016-01-11

大气压强对学生而言比较抽象，虽然生活中处处可碰到，但我们早已习惯得感觉不到它的存在；虽然其内容在本章中没有过多要求，但作为身边如此重要的一个现象，应该好好研究才是。在研究大气压强的大小的问题上，笔者采用了先理论后实验的方法逐步深入探讨。

一、以理论研究大气压强的大小

我们被大气压包围着，大气被地球吸引而受到重力，已知地球表面积约 5.11×1014m2，大气总重力约5×1019N，大气层厚度约106m，地表空气密度约1.29kg/m3，你能计算出地球表面上的大气压强吗？说说你的看法。

方案1：因为大气压强的产生原因和液体压强是一样的，我们可以利用液体压强公式P=ρgh来计算，得到大气压的值约为1.02×105Pa。

方案2：由压强的定义式可知，只要计算出单位面积上的大气压力即可，由P=F/S，即由大气重力除以地球的表面积可得到大气压强为1.26×107Pa。

由两种计算方法得到的值为何相差这么大呢？学生们可探讨一下哪个方案得到的值可能更合理，为什么？有没有更好的方法？

二、以实验研究大气压

我们可以通过实验来研究大气压。

实验1：利用大气压托水柱，思考能否说大气压强的大小就等于水柱产生的压强（转换法的思想）。如果我们换用更长（约50cm）的玻璃水管实验，发现大气压可以托更高的水柱，进一步实验如下图所示：约1m长的玻璃管，一头用气球捆扎住，灌满水后倒立在水槽中，发现水柱仍没下降，这说明大气压可托举更高的水柱。如果把上端的气球膜刺破，水会喷出吗？演示一下即可真相大白。如果我们让玻璃上端开口处在真空的环境中，大气压可以把水柱托多高呢？是不是可以顶到“天上去”？

实验2：还原托里拆利实验。因为实验安全和操作原因，所以采用视频播放。从前面有水做铺垫的实验，我们知道了托里拆利为什么选水银做实验（其实在水银前他还用了海水、蜂蜜等）。实验能准确测出大气压的关键是：水银上方是真空。实验中还发现，玻璃管倾斜，则水银柱长度变大，但高度不变，而一个标准大气压可以托起76cm水银柱，所以，我们可以由水银柱的压强得到大气压强的值。对课堂上具体公式的介绍和应用就不再阐述。

三、 有趣的“实践”

问题1：讨论：大气压大吗？作用于我们指甲盖上的压力有多大？为什么我们感觉不到？

问题2：一个标准大气压可托起多高的水柱？

问题3：用吸管喝饮料，饮料是被我们吸上来的还是被大气压压上来的？我们最先吸的是什么？

你能用15米长的吸管吸牛奶吗？（吸管不能剪短）说说你的想法。

通过一系列相辅相承的问题设计，促进学生积极思考，利用所学知识进行分析，进而解决问题。

四、 回味实验（听话的水流）

用一个塑料瓶装半瓶水，在瓶侧壁打个小孔，可看到有水喷出，如果把瓶盖旋紧，会看到什么现象？动手做一做，思考水流究竟是听谁的话。

大气压强的内容较多，知识点繁杂，需要安排2节课时间，本节内容对学生能力的要求较高，可视情况穿插在教学中。理论探究是对前面压强知识的回顾，托里拆利实验的研究着重展现物理思维方法并逐步深入，体会认知探究的过程。最后的问题设计由简到难，也更有趣，既是对知识的巩固，也开拓了学生思维，提高了学生利用所学知识解决问题的能力。课堂理论与实践相穿插，师生互动融合，节奏把握适当，定能使课堂呈现巨大的生命力，收到意想不到的效果。

参考文献：

[1]鲁佩用.《大气压强》实验创新设计[J].物理教学探讨（中学教学教研专辑），2014，32（3）：67-68.

[2]王玲儿.辅助教学 重在合理——《大气压》教学过程及体会[J].浙江现代教育技术，2001，（3）.