抽水机

抽水机 大气压力 ——抽水机 教学目的: 通过生活中的例子和教师的演示实验让学生了解大气压力的概念，通过注射器活塞试验，让学生理解掌握玻意尔定律，了解抽水机的工作过程，并可运用所学科学知识解释抽水机的工作过程，在掌握抽水机的相关知识后，引导学生自制一个抽水机的模型。 探索目标: 1、了解大气压力的概念。 2、理解掌握玻意尔定律。 3、了解抽水机的工作过程，解释抽水机的工作过程。 4、在掌握抽水机的相关知识后，引导学生自制一个抽水机的模型。 重点突破: 1、通过实验证明大气有压力。 2、玻意尔定律在抽水机中的应用。 教学用具: 教师用具:报纸、尺子、熟鸡蛋、牛奶瓶、打火机、色素、毛巾(以上器材自备) 学生用具:抽水机机身1个?人、抽水机盖1个?人、抽拉注射器活塞1个?人、密封 皮塞1个?人、密封圈2个?人、单向阀2个?人。 课时安排: 80分钟。 课堂流程: 一、情境导入:(5分钟) 师:同学们，我们的生活处处离不开水，在城市饮用水大多来自自来水厂，可是农村的生活用水，农业用水却取自地下，你们知道地下的水是怎么取出来的吗, 生:„„ 师:大家有没有见过农村的压水井,有谁见过,可以给大家描述一下, (此处老师可以播放一段压水井的视频，引导学生仔细观察，压水的过程。) 生:„„ 师:今天老师就带领大家揭开其中的小奥秘。实际上水要从地下取出可是少不了大气的 帮助呦～那么究竟大气它有什么神奇的本领呢, 二、课程讲解:(35分钟) 【教师演示实验一】(10分钟) 师:大家看老师手里的是什么,(拿出一把尺子，把它放在桌子边，大概露出3厘米左右，将一张报纸平铺压在尺子身上，并且抚平报纸) 生:尺子、报纸„„ 师:那么，现在老师用手把报纸和尺子中间的空气挤出去，现在告诉老师，报纸和尺子中间还有空气吗, 生:没有„„ 师:那报纸的上方呢, 生:有空气„„ 师:我们的周围都是空气，那么现在看老师怎么操作，现在我们一起快速的敲打尺子露出桌子的部分，哎呀，报纸怎么这么沉呢,你们相信吗, 生:不相信„„ 师:老师请现好的同学上来感受。(请同学上台感受)容易把尺子翘起来吗, 生:觉着报纸挺重的，不容易翘起来„„ 师:不容易，是报纸很沉吗,报纸应该很轻的才对呀, 生:„„ 师:那你再慢慢的向下压尺子，还会很沉吗, 生:慢慢的向下压，报纸很容易被我翘起来了„„ 师:同学们，快速敲打和慢慢向下压尺子是两种截然不同的实验效果，为什么呢,(此处可以作为一个探索点) (老师的要把问题逐步缩小，让学生回答出问题的关键，提问要有技巧，如:老师为什么要抚平报纸，我将什么赶走了,教师引导学生思考:不抚平报纸的情况下，快速敲打尺子又会怎样,) 生:„„ 师:(学生的发言)空气内部向各个方向都有压力，叫——大气压力。手抚平报纸是为了把报纸下方的空气排出去，报纸上方的大气压压在报纸上，当你快速敲打尺子的时候，尺子不会翘起来，我们在与大气压对抗。当慢慢压尺子的时候，空气会进入报纸的下方，报纸上下的大气压近似相等，尺子就很容易翘起来了。 本实验旨在让学生感受到大气压力的存在，教师要让学生多参与，提问要有技巧，如:当用手抚平报纸时会把报纸下方的什么赶出来呢,空气被赶出来了报纸下方还有大气压吗,当慢慢压尺子时只要有一个小缝隙，空气就会快速的进入报纸下方，所以报纸下就又有了什么力呢,逐步让孩子感受这个力的存在，就是大气压力。 【教师演示实验二】(10分钟) 师:大气无处不在，每个地方的大气压是不是相等呢,大气压力的大小会不会发生改变呢,我们接下来，继续做一个实验来揭开谜底。 生:„„ 师:首先我们先将剥了壳的鸡蛋放在广口瓶瓶口，大家看鸡蛋有没有什么反应, 生:没有任何反应„„ 师:没有什么反应，那么现在老师要点燃一张纸，迅速放到广口瓶中，再将剥了壳的熟鸡蛋堵在瓶口，大家要仔细观察鸡蛋，看看鸡蛋会怎么样呢, 生:鸡蛋慢慢进入了广口瓶内„„ 师:这是为什么呢,怎么鸡蛋会掉进广口瓶中,第一次鸡蛋怎么没有掉进去,前后两次对比实验有什么区别,(此处可以作为一个探索点) 生:第二次点燃了纸„„ 师:在第二次操作中，由于纸张的燃烧，会消耗广口瓶中的什么呢,从而什么的量就会减少,(此处探索点) 生:燃烧消耗氧气，广口瓶中的空气减少„„ 师:鸡蛋放到瓶口，它的上下都有大气压的存在，第一次实验中保持不动说明内外大气压相等，第二次鸡蛋自己慢慢进入瓶里，说明内、外大气压还相等吗,哪个更大一些呢, 生:外边的大气压更大„„ 师:外界大气压没有发生任何改变，实际上是广口瓶内部气压减小了，而内部气压减小是因为什么呢,(此处探索点) 生:广口瓶中空气减少„„ 师:体积一定的情况下，空气质量改变，大气压力大小发生改变。 (学生可能不太理解体积的意思，老师可以适当转化语言:例:我们的教室能容纳多少同学,或者盒子能装多少东西就是它的体积。) 总结:教师给出实验～“瓶子吞蛋”的演示器材～让学生思考如何能让鸡蛋钻进瓶子里。师生讨论完后～教师按照学生的可行进行试验并解释为什么鸡蛋会进入瓶子中。通过该实验教师引出在空气体积一定的情况下～要想改变大气压力就要改变空气的质量。 【教师演示实验三】(10分钟) 师:大气压大小发生改变能把鸡蛋推进瓶里，那么它是不是也能帮我们取水呢,我们现在看下，老师手里的是什么,(示意注射器) 生:注射器„„ 师:现在老师要请一位同学帮助我完成实验(请同学上台，此时教师将注射器的活塞向外拉。)现在，你来推拉注射器，觉得很轻松吧,在注射器的小孔处有什么在流动, 生:是，空气„„ 师:现在，我要用手指堵住管口，你再试试,还轻松吗,大家思考为什么,(此处可以作为一个探索点) 生:„„ 师:一定质量的空气，体积大，大气压力小，体积小，大气压力大。 (两次实验，引导学生重点感受，两次推注射器的感受有何不同，造成不同的原因是什么,近而感受大气压的存在。) 总结:教师给学生演示注射器的试验～教师让某学生体验不堵管口时～推拉注射器时手部用力的感受～在堵上管口再推拉活塞的感受～让学生思考其中的原因。并通过问答形式将玻意尔定律一步一步引出。 师:现在，我们利用玻意尔定律来一起制作一个抽水机吧。 生:„„ 三、动手实践:(25分钟) 师:我们一起熟悉下抽水机有哪些配件，抽水机机身1个?人、抽水机盖1个?人、抽 拉注射器活塞1个?人、密封皮塞1个?人、密封圈2个?人、单向阀2 个?人，并把它们整齐的摆在桌子上。都摆整齐了吗, 生:摆整齐了。 师:好，接下来，我们一起来制作抽水机。 制作流程: 1、 将两个密封圈分别安装在抽水机机身和抽水机盖的小圆孔中， 2、 检查单向阀阀门的方向，将阀门统一朝上(确保抽拉注射器活塞在拉动时空气能从 抽水机下面的单向阀进入抽水机内，推动时空气能从抽水机内从上面的单向阀 排除)并将密封活塞安装在抽拉注射器手柄上。 3、将注射器活塞安装在注射器筒中，盖上抽水机盖，制作完成。(将抽水机机身放入水中，抽拉注射器的手柄活塞观察抽水机进水和出水的情况) 温馨提示: 1、教师可以课前制作一个抽水机的结构图，便于学生认识抽水机并理解抽水机中运用到的科学原理。 2、教师需要注意安装密封圈的时候要将小圆孔和密封圈的凹槽吻合安装。 3、安装单向阀前要先确定单向阀的的排气方向，再安装。 4、教师在进行抽水机试验时，注意避免出水口的单向阀突然喷出的水柱溅到身上。 四、科学原理:(5分钟) 师:抽水机做好了，我们想想抽水机是怎么工作的, 生:„„ 师:当我们拉注射器活塞的时候，外界的空气通过下方单向阀进入瓶里，占用瓶内一定的空间。压活塞的时候，瓶内空气跑不出去，但是所占用的体积变小了。根据玻意尔定律:一定质量的气体，体积增大，压力减小;体积减小，压力增大。瓶内的大气压力比外界空气的大气压力大，就把空气从上面的单向阀压出去。此道理与农村压水洋井原理相似，都是改变内外压力差，从而来取水。 生:„„ 总结:讲解抽水机的工作原理要结合玻意尔定律～教师引导学生说出其原理～最后～教师总结即可。 五、总结延伸:(10分钟) 1、知识竞赛 师:我们学习完本节课后，谁能告诉老师，演示实验一，报纸和尺子的实验告诉我们什么, 生:空气内部向各个方向都有压力，叫——大气压力。 师:那大气压力的大小能改变么, 生:体积一定的情况下，空气质量改变，大气压力大小发生改变。 师:谁还记得玻意尔定律说的什么内容, 生:一定质量的气体，体积增大，大气压力减小;体积减小，大气压力增大。 师:那抽水机的工作原理呢, 生:当我们拉注射器活塞的时候，外界的空气通过单向阀进入瓶里，占用瓶内一定的空间。压活塞的时候，瓶内空气跑不出去，但是所占用的体积变小了。根据玻意尔定律:一定质量的气体，体积增大，大气压力减小;体积减小，大气压力增大。瓶内的大气压力比外界 空气的大气压力大，就把水压出去了。 总结:本节课学生通过实验感受到大气压力的存在～并且掌握玻意尔定律的含义～通过制作抽水机～认识到抽水机的工作原理。 2、课后探索 试着将一杯盛满水的杯子用一张塑料硬薄片盖在上面，慢慢将杯子倒置，看看杯子里的水会不会流出来，想一想为什么, 知识链接: 大气压力的证明——马德保半球实验 在17世纪那个时候，德国有一个热爱科学的市长，名叫奥托?冯?格里克(他是个博学多才的军人(后来，投身政界，1646年当选为马德堡市市长(无论在军旅中，还是在市府内，都没停止科学探索。 有一天，他和助手做成两个半球，直径14英寸，即30多厘米，并请来一大队人马，在市郊做起“大型实验”。 格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈;再把两个半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出，使球内形成真空;最后，把气嘴上的龙头拧紧封闭(这时，周围的大气把两个半球紧紧地压在一起，格里克一挥手，四个马夫牵来八匹高头大马，在球的两边各拴四匹(格里克一声令下，四个马夫扬鞭催马、背道而拉～好像在“拔河”似的“加油～加油～”实验场上黑压压的人群一边整齐地喊着，一边打着拍子，4个马夫，8匹大马，都搞得浑身是汗(但是，铜球仍是原封不动(格里克只好摇摇手暂停一下，然后，左右两队，人马倍增(马夫们喝了些开水，擦擦头额上的汗水，又在准备着第二次表现(格里克再一挥手，实验场上更是热闹非常(16匹大马，死劲抗拉，八个马夫在大声吆喊，挥鞭催马，实验的上的人群，更是伸长脖子，一个劲儿地看着，不时地发出“哗～哗～”的响声，突然，“啪～”的一声巨响，铜球分开成原来的两半，格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告:“先生们～女士们～市民们～你们该相信了吧～大气压是有的，大气压力是大得这样厉害～这么惊人～” 实验结束后，仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开，七嘴八舌地问他，他又耐心地作着详尽的解释:“平时，我们将两个半球紧密合拢，无须用力，就会分开(这是因为球内球外都有大气压力的作用;相互抵消平衡了(好像没有大气作用似的(今天，我把它抽成真空后，球内没有向外的大气压力了，只有球外大气紧紧地压住这两个半球”(