第3节 大气的压强
一、教学目标
1、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。
2、能说出标准大气压的数值，说出测量大气压的工具：水银压强计和空盒压强计。
3、能说出气体和液体的流速与压之间的关系：流速越大，压强越小。并能用这一关系解释有关现象。 二、重点难点分析
重点：1、气压的观测
2、大气压存在的证明
3、气体和液体的流速与压强的关系 难点：1、大气压的大小
2、气体和液体的流速与压强的关系
三、教学过程
（一）大气压的存在
[实验引入]
1、器材：一杯水（染成红色），一个空杯，一个胶头（或橡皮套），一根玻璃管（两端开口，粗细均匀，长20cm，内径约5～10mm均可）
2、演示过程 1）．出示玻璃管，将空杯置于管的正下方，然后向管内倒水，可看到水从管底流出。 2）．左手拿管，并且用食指紧紧堵住玻璃管的下端，仍然向管内注入水，至满。 3）．教师提问：为什么水不会从下面流出？
学生微笑，齐答：因为管底被手指堵住了。笔者肯定学生的回答，并指出：由于管底被手指堵住，所以手指对管内的水产生向上的压强，支承住了水柱。接着置疑：若此时将管倒拿，使其开口端朝下，水会不会流出？学生纷纷猜测，形成悬念。 4）．左手拿管不变，同时用右手中指抵住玻璃管的上口，然后将管倒置，（倒置过程中，手指不要松开）。 5）．接着故意缓慢移开右手指，使下面的管口露出。这时可见红色水柱并没有流出来！
学生大吃一惊！教师自言自语：咦，为什么水没有流出来呢？（可用左手倒拿着管，夸张地放到眼底瞧一瞧）难道管里的水突然没有了重力吗？难道是老师会气功，‘发功’将管内的水吸住了吗？ 学生轻笑，同时产生了想获知正确答案的强烈欲望。
6)．启发：虽然我们看不见管口有物堵住它，但管口附近是不是任何物体都没有呢？
学生茅塞顿开――有空气存在。因势利导：在管口四周存在着我们看不见的大量空气，这些气体起到了手指的作用，堵住了管口，使管内的水竟然无可奈何地呆在里面。这说明了这些大气对管底的水面有向上的压强，支承着水柱。
7)这时，仍有学生半信半疑，可进一步说明：因为现在管内的水只有下面受到了大气压强的支承作用，所以很难流出；但如果同时有大气作用在管的上水面，那么上、下作用的气压相互抵消，水就会在重力作用下流出来。
8)松开左手食指，水应声落下。（学生开始相信大气有压强）
9)改用胶头，套住玻璃管的一端，再做一遍，同样获得满意效果。
[学生实验]探究大气压强是否向各个方向都有．
①向上．玻璃杯装满水用纸片挡住，倒立玻璃杯，纸片不脱落，如图1．说明向上有大气压．
②向下．将剥了壳的熟鸡蛋塞住刚烧过酒精棉球的广口瓶口，很快鸡蛋就被压进广口瓶中．说明向下有大气压．
③猜想向左、向往是否也有大气压，如何证实？（让学生自己证实） 通过上述演示实验及日常生活经验得知——在气体内部向各个方向都有压强．
[解释]图2－14、2－15、2－16(学生动手实验体会吸盘的作用)
倘若没有大气压强作用在液体的表面，各种液体就不可能被抽吸起来。从这个含义上讲，一切抽吸液体的过程，其实都是大气压强将液体“压”上来的过程.
[演示实验]抽出可乐瓶中的气体 实验现象：可乐瓶变瘪
实验结论：气体向各个方向上都有压强
[设问]大气压确实是存在的，而且各个方向上都有压强。那么大气压究竟有多大呢？ [演示]马德堡半球实验
实验现象：两个半球需用很大的力才能拉开 提出疑问：是什么力使两个半球合得那么拢？
讨论后得出：是大气的压力把两个半球紧紧压在一起的，进而让学生确信大气压的存在。因为地球周围的大气受到地球的吸引，即大气也受到重力的作用，所以大气对浸在其内的物体就有压力、压强。如果半球内为真空，那么要拉开半球需要的力约为7065牛。马德堡半球实验证明了大气压的存在，而且说明大
气压是很大的。
[阅读]人体中的“马德堡半球” （二）大气压的大小
大气压的大小跟我们的生活密切相关，我们应该知道大气压的测量方法。 1、大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计进行测量。
[出示]空盒压强计(或叫金属盒压强计、无液压强计)观察：其上有两行刻度，一行以百帕为单位，一行以毫米汞柱为单位。说明它的原理和构造。
[出示]水银压强计
补充实验：托里拆利实验――进行简单的实验说明、数据读数和分析，大气压支持着玻璃管中的水银柱。当大气压发生变化的时候，水银柱的高度会发生变化。从中说明水银压强计的原理。
[简单比较]：两种压强计的优缺点 2、大气压的变化：
1)大气压的大小与大气的密度有关－－解释：大气压的产生是由于大气有重力。 2)大气压的大小随着高度的增加而减小－－解释：大气的密度随着高度而减小。
实例：高山上气压很低。有些登山运动员在进入高山地区后，会发生高山病。高山病的症状差别很大，包括：头晕、头痛、耳鸣、恶心、呕吐、脉搏和呼吸加速、四肢麻木等。每个人的反应随一系列的条件而不同，主要决定于训练的程度和海拔高度的转变速度等。
登山运动员初次迅速攀登很高的山峰时，会出现以下现象：睡眠不好，全身感觉不舒服，软弱无力，懒散和情绪低落，动作协调性差。呼吸系统的症状是：气喘，时常感到空气不足，睡眠时发生周期性的呼吸停顿，夜间感到窒息发闷。由于心脏血管系统机能状况变化引起头晕、鼻出血、耳鸣和血管跳动的感觉，皮肤和粘膜变得青紫或苍白，常常恶心和呕吐。严重的会陷入昏迷、甚至死亡。
高山病的主要原因是高山地区空气稀薄，大气压低，人们呼吸时吸入的氧气的分压也低，造成肺泡中的氧分压降低，血液中含氧量减少。
平原地区的青年人在高山地区居住一段时间后，对高山气候的适应能力和缺氧的抵抗能力都会提高。一般地说，高山病的急性症状就会逐渐减轻，以至消失。身体健康的人和训练有素的登山运动员对高山气候的适应能力也强。
3在海平面附近，大气压的数值接近1.01×105帕（760毫米汞柱）规定：这个大气压值称为标准大气压。
[讨论]要求简单地运用液体压强公式进行计算。并与砖的压强进行比较。 [问题]这么大的压强，我们为什么没有受压的感觉?
－－解释：人对环境的适应，人的体内也有压强，它抗衡着体外的大气压。
教案3.2.4 大气压与人类生活
一、教学目标
1、了解大气压对天气的影响，能说出晴朗的天气气压较高，阴雨的天气气压较低。 2、了解大气压对人体的影响，气压变化过大会使人产生不良的反应。
3、了解液体的沸点与压强的关系：当气压增大时，液体的沸点升高；当气压减小时，液体的沸点降低。并会用这一结论来解释有关现象和解决简单的实际问题。
4、了解大气压在真空保存袋、吸尘器等生活用具中所起的作用。通过探究吸尘器内部结构的过程，学习黑箱问题的解决方法。 二、重点难点分析
重点：气压对天气的影响 难点：探究吸尘器内部结构 三、教学过程
（一）大气压对天气的影响
1、大气压的特点：
1)、大气压随高度的增大而减小
2)、同一高度的不同区域，大气压的数值也不一定相同 3)、同一地点的不同时间，大气压也会不同 2、大气压对天气的影响：
高气压多晴朗天气，低气压区多阴雨天气。（画图说明） （二）大气压对人体的影响
大气压对人体有一定的影响：
1、人的情绪、心情受气压影响较大
2、人对气压的变化有逐步适应的过程（高山病的说明）
3、减压实验说明：人体内也有压强。当体内外压强失去平衡后，也会对人体产生不良的影响。
[讨论]我们的周围的大气压大约有105帕，这么大的气压作用在我们身上，我们为什么没有感觉？ 猜测原因：可能时我们已经适应了，也可能时我们的体内也有压强，它跟体外的大气压相平衡。 [阅读]宇航员为什么要穿上宇航服？ （三）气压对液体沸点的影响：
[提出问题]为什么高山上用普通的锅难以将饭煮熟？ [实验]研究液体的沸点和气压的关系
[现象]增大气压时原来沸腾的水不再沸腾 减小气压时原来不在沸腾的水又重新沸腾
[结论]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。 [练习]用该知识点解释现象： 1、高压锅煮饭的原理 2、低压锅的原理 （四）生活用品与大气压
1、真空压缩保存袋；
2、吸尘器吸尘器是怎样工作的
[为什么做]吸尘器是利用大气压工作的一种清洁工具。你可能使用过它：当吸尘器接上电源工作时，外面带着尘垢的空气会从地刷的入口进入吸尘器，而净化的空气则从吸尘器的尾部排出。可是你知道吸尘器的内部结构和工作原理吗？恐怕很多同学和你一样不了解。那么就让我们带着这个任务来进行下面的探究活动吧！
[怎样做]首先让我们提出问题：吸尘器要达到吸尘的目的，内部应有什么结构？说说各个器件在吸尘器中的作用。（要起尘，应该有地面刷；要吸尘，必须使地面刷前端的空气能进入吸尘器，这就需要有风机使吸尘器中的空气高速排出；滤尘，则需要滤尘器（袋））。
那么，在吸尘器的工作过程中，大气压的作用又表现在哪里？（其实吸尘器靠电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差。在此压差的作用下，吸入含灰尘的空气，经滤尘器过滤，排出清净的空气，负压差越大风量越大，则吸尘能力也越大。）
接着根据你和同学的生活经验和知识经验，你认为各个器件应该怎样连接呢？如长接管与地面刷、弯管、软管与吸尘器、吸尘器内部器件的连接等。
最后，与其他小组交流，看看谁的描述更合理；并与老师出示的吸尘器内部结构实物或图，看看你的描述与实际情形是否相接近？
[学到了什么]通过在教师指导下的探究活动，你能够体会到科学知识在生活实际中的应用――吸尘器就是利用大气压来工作的。
你一定对你在探究中出现的偏差有了更深的认识，体验到了探索科学的道路是不平坦的。通过这样的探究活动也培养了我们探索科学的精神、科学素养、信息素养、技术素养。我们从问题的提出、证据的收集、方案的制订和实施到解释的形成，检验和结论的得出等等都是我们的自主发现。
[进一步的研究]知道了吸尘器的内部结构和工作原理，你肯定很想知道使用吸尘器应该注意什么。下面就是有关吸尘器的使用及保养的小窍门，供你参考。
1、吸尘器工作时应避免开关频繁启动以免启动电流冲击过大，烧坏电器设备。
2、注意墙壁电源及电源接线板插接牢固，以防止非人为因素电源开关的濒繁启动。 3、桶外软管部分及按口部分，应避免用力拉撞，防止这些部件损坏。
4、因吸尘器的轮子为万向轮，其运动方向有随意性，固在工作中拉动吸尘器时，应防止撞坏其他物品及自身轮子。
5、吸尘器的过滤网罩应及时清洗以防灰尘杂物过多堵死过滤网，增大电机工作负荷。
6、工作中，应将地毯上的较大杂物预先清理，以防止牙签、发卡、图钉等卡住软管及其他部位。 7、为使集尘箱内干净、整洁，建议使用吸尘袋（须另配）。
8、使用完毕后，应将吸尘器及尘桶内外、软管、扒头、电线擦拭干净以备下次使用。 9、吸尘器如无特殊吸水功能，严禁用于吸水处理。
10、除尘刷上刷毛如磨损严重，应及时更换。吸尘器的电机轴承，应定期加润滑油。吸尘器电机的炭刷，长期使用后如产生磨损，应更换新炭刷。吸尘器内的密封胶垫若老化，应更换新胶垫。
11、如遇紧急情况出现故障时应马上停机，通报有关部门管理人员，找厂家及经销商专业维修人员进行维修。
第5节 风
一、教学目标
1、了解风是怎样形成的
2、知道风向、风速的表示方法和度量单位
3、学会用风向标、风速仪测定风向和风速的方法 4、了解风对人类活动和动物行为的影响 二、重点难点分析
重点：风的观测
难点：风的形成；目测风向、风速 三、教学过程
[演示并思考]把充满气体的气球充气口松开，会感到气球内的空气一涌而出，这是为什么？ （一）风
1、风是空气的水平运动。风是从高气压区流向低气压区的。 2、风的两个基本要素：风向和风速
1）风向是纸风吹来的方向。天气观测和预报中常使用8种风向。
表示方法：用一短线段表示。 用纸飞机测风向
[为什么做]风向和风速是测量风的两个基本要素。观测风向的仪器叫风向标，由箭头、水平杆和尾翼三部分组成。那么风向标是怎样指示风向的呢？风向是由风向标箭头的方向来指示，还是由箭尾的方向来指示呢？风向又是怎么规定的呢？就让我们用纸飞机测风向这个简单的模拟实验来解决吧！
[怎样做]折一纸飞机，中间用铅笔穿过（要让纸飞机能在铅笔上轻松转动）。用手握住铅笔，将纸飞机放在开启的电风扇前，观察纸飞机的机头和尾翼的指向。注意：此时人要站在纸飞机的后方。并借助指南针判断风向。
[学到了什么]通过实验，使我们对风和风向有了一个直观的认识：纸飞机的箭头指向风来自的方向。同理，在气象观测中，风向是由风向标的箭头指向的。
同时也使我们明白：实验可以使我们更简洁明了地了解事物，也培养了我们的观察能力。
[进一步的研究]
（1）用纸飞机测风向的实验使你明白了风向标指示风向的事实。你是否在想：这是运用了什么原理呢？为什么风向标会有一定的指向呢？下面的文字，会帮助你有一个了解。
风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件。在风的作用下，尾翼产生旋转力矩使风向标转动，并不断调整指向杆指示风向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上，以触点式最为简单，风向标带动触点，接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁，作出风向的指示或记录，但它的分辨只能做到一个方位（22.5°）。
地面风指离地平面10─12 米高的风。风的来向为风向，一般用十六方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。
（2）你知道了风向的测量方法，一定很想知道风速大小的测量方法。其实你也可以用简单的模拟实验来测量风速。请认真阅读下面的文字，你就会用生活中常见的小风车（参见三维风车式风速仪）或风压板来简单比较风速的大小了，动手试一试。
2）风速：指单位时间里空气在水平方向上移动的距离，其单位是：米／秒、千米/时或海里/小时表示。 测试风速的仪器叫风速计，它利用风杯在风作用下的旋转速度来测量风速。 风速仪有以下几种：①风杯风速表②桨叶式风速表③热力式风速表。 风速常用风级表示。
[阅读]各风级的名称、风速和目测结果
3）风对人类的生活有很大的影响，有些动物的行为也和风有关。 [补充] 风 车
荷兰利用风能历史悠久,自古以来就是世界闻名的“风车之乡”,这与其优越的自然条件、不屈的民族精神和优秀的民族智慧是分不开的。
荷兰位于北纬50°50′～北纬53°30′之间,在全球大气环流所形成的风系中,正好处于西风带,常年盛行西风,由于荷兰国土的60%海拔低于1米,近40%的国土低于海平面,最高处海拔也仅300米左右,是世界上有名的“低地之国”,来自大西洋的西风能够长驱直入内陆,全国风力资源极为丰富。风车是荷兰人智慧的结晶。据说,世界上第一台风车是荷兰人在同大自然的博斗中,于1408年发明的。到19世纪时,全国已拥有风车18000多台,最大的有9层楼高,风翼长达20米,无怪乎人们叫它“风车王国”了。
荷兰的风车种类很多,从最古老的建于1450年的塔式风车到后来的轴式风车,都是精工制作的,显示了荷兰人无比的智慧和高超的工艺。荷兰素以修筑海堤围海造田而著称于世。拦海造田,成为荷兰人奋斗精神的象征,而风车则成为荷兰人向大海夺取土地的强有力的武器,大小风车日夜转动,起到了排出海水、灌溉田地的巨大作用,在荷兰人向大海夺取土地的斗争中立下了丰功伟绩。同时风车还被广泛用于榨油、脱谷等生产劳动中,为荷兰历史上的繁荣与发展起到了巨大作用。
20世纪以来,随着电力和内燃机的使用,传统的风车已难现昔日的辉煌,逐渐销声匿迹了,但仍有上千台被保留下来,成为供参观考察的景物。例如:在肯德代克,建于1740年的风车每年吸引着20万到30万的参观考察者。近年来,随着能源危机和大量矿物能源的使用对地球环境的破坏,风能利用重新得到人们的青睐,古老的风 车脱胎换骨,为荷兰的乡村和城市带来源源不断的电能。
第6节 为什么会降水
一、教学目标
1、理解空气湿度及其与气温之间的关系
2、知道观测湿度的常用仪器，学会测量空气湿度 3、理解空气湿度与天气的关系 4、理解空气中水汽凝结的原因 5、学会测量降水量 二、重点难点分析
重点：相对湿度的观测； 凝结与降水的的形成； 湿度与降水的关系。 难点：相对湿度的概念； 相对湿度与水汽凝结和降水； 探究动物的行为与天气变化的关系。 三、教学过程
（一）空气的湿度
1、对空气湿度的认识：任何时候、任何地方的空气中都含有水汽。 2、湿度的含义：湿度表示空气中水汽的多少。
3、湿度的表示方法：一般用相对湿度表示－－相对湿度表示空气中水汽的丰富程度，常用百分比表示。
4、空气的相对湿度与气温的关系：温度越高，空气中所能含有的水汽就越多。 [实验]探究不同空气中所能含有的水汽的多少。 器材：一瓶开水，三只烧杯、三支温度计、一块玻璃
[为什么做]湿度和降水是天气的两个重要的因素，湿度又和降水又密切的联系。可是我们同学对什么是湿度，湿度又和温度有什么关系却了解不多。所以通过这个实验，我们可以感性地理解湿度和相对湿度。大气温度高低与所能包含的水汽的多少
现象：盛温度高的水的烧杯口，凝结的水汽多。 结论：温度越高，空气中所能含有的水汽就越多。 5、观测湿度的仪器：湿度计 湿度计种类：干湿球湿度计、毛发湿度计、自动感应湿度计等。其中干湿球湿度计是最常用的湿度计（用实物讲解）。
干湿球湿度计的结构：由一支干球温度计和一支湿球温度计组成，湿球温度计的球部有湿棉纱包着。
干湿球湿度计的工作原理：空气中的相对湿度越小，湿棉纱布中的水蒸发得越快，带走得热量就越多，湿球温度计上得读数就越小。干湿球温度计上得读数差值，能反映出空气中水汽得丰富程度。
干湿球湿度计的使用方法：先读出干球温度计刻度，再读出湿球温度计刻度，然后计算它们的温度差。最后通过查相对湿度表（学生读懂相对湿度表的意义），得出相对湿度。
6、湿度与人类生活、降水等自然现象的关系：湿度越大，空气中水汽越丰富，成云、降水的可能性越大。故能根据湿度来判断天气变化的趋势。
[讨论]根据自身的体验，议一议相对湿度的大小与人体舒适感的关系－－相对湿度过小，会使人感到干燥，皮肤发生干裂等；相对湿度过大，在冬季会感到特别寒冷，夏季则会感到闷热。
[思考]谚语中的科学道理
“燕子低飞要下雨”是因为大雨前昆虫大多飞得很低，燕子也就低飞觅食。 “蜻蜓低飞，不雨也阴” （二）降水
[实验]水汽凝结实验
现象：烧杯的空气中出现水雾－－即发生水汽凝结。
结论：在温度下降到一定程度时，空气所能容纳水汽得能力下降而达到过饱和，水汽就发生凝结。 1、水汽凝结的条件：⑴气温降低到一定程度 ⑵相对湿度达到100％以上 ⑶空气中微小的尘粒 2、降水的形成：空气上升、冷却降温、水汽凝结、云滴增大、降水形成－－凝结的水珠和冰晶随着温度的降低和水汽的最增多逐渐增大，最后形成雨滴、雪、或冰雹降落到地表，形成降水。（以图2－45讨论与讲解）
降水的形成条件：空气的上升运动（冷却降温）－－必要条件 充足的水汽(形成雨滴等)－－基本条件
[讨论]根据凝华、凝结的知识和生活经验，说说云和降雨时怎样形成的？ [思考]P80的思考题 3、降水量的观测： ⑴度量单位：毫米
⑵表示一定时间内地面积水的深度 ⑶常用雨量筒把雨水收集起来，观测时把贮水瓶中的雨水倒入雨量杯内，读出刻度即为降水量（说明：雪、冰雹待熔化后测量）
[讨论]P80 的讨论题：降水是人类用水的主要来源。水是一种不可替代的资源。降水的不稳定会对人