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第一冊氣體壓強跟體積的關系
(教學目的)
1、了解在溫度不變時,一定質量的氣體體積越小,壓強越大 ;體積越大,壓強越小。
2、利用氣體壓強與體積的關系,解釋一些物理現(xiàn)象。
(教學重難點)
溫度不變時,氣體壓強與體積的關系。
(教學時數(shù))
1 課時
(教學過程 )
一、 引入新課
請一位同學吹一個氣球,然后讓氣球復原,放進一個塑料瓶,并用氣球口向外包住瓶口,再請這位同學吹這個氣球,同學們一起觀察前后兩次現(xiàn)象:氣球在空氣中容易吹大,而放在瓶子里卻不容易被吹大。
提問:氣球在空氣中容易被吹大,為什么放在瓶子里卻不容易被吹大?(給學生一定的時間思考)
引導學生分析現(xiàn)象:當氣球放在空氣中,氣球受到大氣壓強的作用,而放在瓶子里后,氣球受到瓶內氣體壓強的作用,二者壓強的大小是不相等的,顯然后者壓強更大。
提問:是什么原因使得瓶子里的壓強變大了呢?
請同學們觀察在吹氣球過程中,瓶子里氣體的什么發(fā)生了變化?
經(jīng)過觀察可以發(fā)現(xiàn),瓶子里氣體的體積發(fā)生了變化。那么,瓶內氣體壓強的變化是否是因為瓶子里氣體的體積發(fā)生了變化呢?我們今天就來研究氣體壓強與體積的關系。
二、 新課教學
在剛才的實驗中,瓶子里的氣體是被密閉的,現(xiàn)在我們就以密閉的氣體為研究對象,大家觀察一下我們面前的實驗儀器——注射器,是否可以找到這樣的氣體?注射器里的氣體就是實驗研究的密閉氣體。
1、實驗目的:研究氣體壓強與體積的關系。
2、實驗器材:注射器(出口處用橡皮膜封。
3、實驗思路:
(引導學生找出實驗思路:研究“氣體壓強與體積的關系”,就是研究氣體的“體積”發(fā)生變化時,“壓強”隨之發(fā)生了什么變化?)
當氣體體積增大時,壓強如何變化?
當氣體體積減小時,壓強如何變化?
4、實驗現(xiàn)象:
(引導學生觀察實驗現(xiàn)象:當氣體體積增大時,橡皮膜如何變化?當氣體體積減小時,橡皮膜如何變化?)
5、實驗結論:
觀察橡皮膜的變化,當向里推活塞,氣體體積減小,橡皮膜向外突起時,表明氣體壓強增大;當向外拉活塞,氣體體積增大,橡皮膜向內凹陷時,表明氣體壓強減小。得出實驗結論,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小。
看課本的結論:“溫度一定時,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小!苯Y論中特別說明,“溫度一定”有何含義?是不是氣體的壓強還與溫度有關呢?下面我們通過一個小實驗來驗證。
在水平玻璃管內用一小段水柱將燒瓶里的氣體密閉,用手給燒瓶里的氣體加溫,觀察水柱向外移動,表明氣體的壓強有變化,可見,氣體的壓強與溫度有關。
當研究三個變量中的其中兩個變量的關系時,一定要控制第三個變量不變,所以,要表明“溫度不變時”
三、 利用氣體壓強與體積的關系,解釋物理現(xiàn)象
1、 氣球在瓶子里吹不大的現(xiàn)象
(引導學生利用氣體壓強與體積的關系解釋氣球在瓶子里吹不大的現(xiàn)象)
當氣球在瓶子里被吹大一些時,瓶子里氣體的體積減小,作用在氣球上的壓強增大,使氣球難以被吹得更大。
2、 人的呼吸過程
(1)、引入:氣球放在瓶子里很難被吹大,但可以通過改進瓶子的結構,即使不吹,氣球也能變大,怎么改進呢? 引導學生思考:要使氣球變大,應使氣球外的氣體壓強減小,所以應使氣球外的氣體體積增大,所以,可以考慮如何改變瓶子的體積。
向學生展示自制的教具——經(jīng)過改進的塑料瓶,拉動瓶底,氣球變大。請學生回答原因。
還可以繼續(xù)改進這個教具,用橡皮膜代替瓶底,。取一只 “Y” 字形的玻璃管,一端開口,另兩端用兩只氣球封住,有氣球的兩端放在瓶內,開口端通過橡皮塞與大氣相連。這樣,只要拉動橡皮膜也可以改變瓶內氣體體積的大小,使氣球變大。
提問:這個教具使我們聯(lián)想到什么?
(引導學生聯(lián)想到人的呼吸過程)
(2)、人的呼吸過程
A、 呼吸與我們的生命息息相關,先讓我們一起來看一下人呼吸的模型。注意觀察呼吸時胸腔的變化。
B、 請全班同學在老師的指揮下一起做深呼吸。注意體驗呼吸時胸腔的變化。
C、 提問:人在吸氣時,胸腔是怎么變化的?人在呼氣時,胸腔是怎么變化的?
D、 通過觀察人呼吸的模型和體驗呼吸的過程,我們不難發(fā)現(xiàn),人在吸氣時,胸腔是增大的;人在呼氣時,胸腔是減小的。
E、 請同學們利用“溫度一定時,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小!钡慕Y論分析人呼吸的過程。
我們吸氣時,胸腔擴張,胸內肺泡跟著擴張,于是肺的容積增大,肺內空氣壓強減小,小于體外的大氣壓強,大氣將新鮮的空氣經(jīng)鼻腔、氣管壓入肺泡;呼氣時,胸腔收縮,于是肺的容積減小,肺內空氣壓強增大,大于體外的大氣壓強,肺內一部分氣體經(jīng)氣管、鼻腔排出體外。
由以上分析可以看出,人的呼吸過程時靠大氣壓強的作用,如果人在高海拔地區(qū),人會感到呼吸困難,這是因為大氣壓小的緣故。
3、 打氣筒的工作過程
(1)、打氣筒的構造:金屬筒、活塞、橡皮碗、接氣門(實物講解,特別講解橡皮盤的結構和作用:當活塞向上拉起時,橡皮盤收縮,當活塞向下壓時,橡皮盤張開,緊抵著筒壁)
(2)、用打氣筒給輪胎大氣時,把出氣管接到自行車的氣門上,氣門是一個單向閥門,只允許空氣從打氣筒進入輪胎,不允許空氣從輪胎倒流入打氣筒。(用氣門芯的結構圖講解)
(3)、打氣筒的工作過程
(利用多媒體課件演示打氣筒的打氣過程,第一遍是完整過程,請同學們注意觀察打氣筒內密閉氣體的體積的變化和氣門的狀態(tài))
提問:請同學們利用“溫度一定時,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小。”的結論分析打氣筒的工作過程。
( 利用多媒體課件演示第二遍分解過程,使同學的分析更完整、更準確、更規(guī)范)
完整的表述:向上拉活塞時,活塞下方的空氣體積增大,壓強減小,活塞上方的空氣就從橡皮盤的四周擠到下方;向下壓活塞時,活塞下方的空氣體積減小,壓強增大,使橡皮盤緊抵著筒壁不讓空氣漏到活塞的上方,繼續(xù)向下壓活塞,當空氣壓強足以頂開輪胎氣門上的橡皮套管時,壓縮空氣就被壓入輪胎。
現(xiàn)在我們身邊大多數(shù)是用自動壓縮空氣機給自行車打氣的,利用壓縮空氣的例子也很多,如:射釘槍等。
除了以上幾種現(xiàn)象,在我們的生活中還有很多例子可以用今天的結論來解釋,比如,我們小時侯玩過的
一種玩具,大家想想,是什么?
引導學生思考后,取出自制教具演示一遍,請同學分析原理,并作為課后的思考題。
四、 課堂小結
(一)、教學內容:
(1)、溫度一定時,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小。
(2)、利用“溫度一定時,氣體體積越小,壓強越大;氣體體積越大,壓強越小”的結論,解釋人的呼吸過
程和打氣筒的工作過程。
(二)、教學方法:實驗探索法
第一冊氣體壓強跟體積的關系
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