1大气压强教学设计(精选8篇)
教学目标: 知识与技能目标:
1、知道大气压的存在。
2、知道托里拆利实验原理。过程与方法目标:
1、培养学生初步的观察能力和分析、概括能力。
2、培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。情感、态度与价值观目标:
1、培养学生认真观察及研究问题的精神。
2、渗透等效思想。"
教学重点:大气压的存在及产生的原因 教学难点:解释生活中大气压强的现象
教学用具:
1、演示:课件;报纸,尺子;塑料瓶,硬纸片;拔罐玻璃瓶,蜡烛,火柴,平底盘;钢笔;注射器等
2、分组:大小试管各一个,水槽或大烧杯等。课
型:新授课 教学方法:实验探索法 教学过程:
一、实验引入新课
器;
教师导控: 把尺放在桌面上,由学生用力打下;把报纸盖在尺上面,再由学生用力打尺,观察现象。
设计意图: 由学生演示实验,同时引导学生观察前后两次实验现象的不同。设置疑问,引起学生求知欲望,在学生兴趣正浓时引入新课,充分调动学生学习的积极性。
二、新课教学
(一)、大气压强的存在:
1、教师演示实验:
师:同学们请看:我这有一个塑料瓶,把它灌满水,然后盖上硬纸片,倒过来,纸片为什么不掉下来?
生:手压着纸片
师:将托纸片的手移开,现在是谁压着纸片呢?(略有停顿)我们周围没有任何东西,只有——空气(最好等学生说出来),是大气压压住了,有没有同学认为是水把它粘住了?
生: 有
师:这个小瓶底部有一个小孔,我一直用手堵住了小孔,如果我把手移开,猜一猜会发生什么情况?(可能有各种猜想,可让学生任意说,猜想之后)事实胜于雄辩,实际做做看(学生做的过程中,强调要先把小孔堵住,纸片和杯口不能有空隙)
生:水洒了(有的学生不小心,把水洒了)
师:为什么?
(先由学生解释,最后教师补充)
师:如果是水把纸片粘住了,松开手时,纸片应该依然不掉。但它现在掉下来了,这主要是因为瓶底的小孔和大气相通,也受到了相等的大气压力的作用,水由于重力作用就将纸片压下来了。
(如果有的同学还不太明白)
师:同学们请看,把瓶灌满水,不要把小孔堵上,会看到水从小孔流下来,现在我用纸片把瓶口盖上,水为什么不流了?因为小孔处的水被大气压压住了,我把纸片拿走,上下都受到相等的大气压压力作用,水由于受到重力作用就又流出来了。那么到底什么是大气压强?大气压强是怎么产生的呢?(板书:产生原因:
1、受重力作用
2、具有流动性)
师: 原来地球周围被一层厚厚的空气层包围着,这层空气层就叫做大气层,由于空气受重力作用(板书:受重力作用)因此,大气有压强,而空气又象液体那样能流动,(板书:具有流动性)因此,空气内部向各个方向都有压强。我们把大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压强,简称大气压或气压(板书:定义:大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压强,简称大气压或气压)前面的两个实验都是大气压作用的结果。
设计意图: 取生活中的物品反复做实验,通过小实验的层层设疑,可以激活学生的求知欲,并由小实验的结论来引发学生的好奇心,同时可以活跃课堂气氛,促进学生的思维,通过归纳以上实验,引导学生总结出概念,培养学生观察能力和分析、概括能力。
师:其实早在1654年,德国马德堡市的市长奥托·格里克就已经用实验证明了大气压的存在。同学们请看屏幕:结合课件介绍实验过程(板书:证明实验:马德堡半球实验)
师: 同学们再看下面这个有趣实验:(结合课件)把一个瓶子铺上少许沙子,把浸过酒精的棉花点燃,放在瓶子里,然后把剥了壳的熟鸡蛋堵在瓶口,过一会,发现棉花熄灭了,鸡蛋落入杯中,谁能帮我解释这是为什么吗?
(引导学生回答并最后加以补充:棉花燃烧消耗了一部分空气,使瓶内压强小于瓶外大气压,是大气压把鸡蛋压入瓶内)
设计意图:通过应用课件,使学生有一个感性认识,并使课堂教学更直观,从而提高了教学效率。
2、学生分组实验:
师: 现在我们共同来完成一个实验:把大试管装满水,将空的小试管轻轻放入大试管内三分之一长度时,两手拿住大小试管,迅速倒置后,立即放开小试管,可观察到大试管里的水慢慢地流出,同时小试管在大试管内自行上升,在这个实验过程中,要注意用手保护试管,下面同学们边实验边讨论这是为什么?
(学生实验,教师巡视,指导,帮助困难的同学)(引导学生解释:水由于重力从两试管的夹缝中流出,使得小试管上部形成真空,大气压就将小试管压入大试管内)
师:同学们打过针吗?怕不怕?谁能描述一下注射器是怎么把药液吸上来的?
(结合学生的描述,教师边演示边复述:先把活塞推到底端,然后把针头插入药液中,再向外拉活塞,大气压就把药液压入注射器内了)
师: 同理,用吸管吸饮料,用钢笔吸墨水,也都不是吸上来的,而是大气压压上来的。
师: 现在同学们做下一个实验:把试管装满水,抓住管底向上提,保持试管口不要离开水面,猜想试管中是空的,装满水还是有水但不满?实际做做看。
生:装满水。
设计意图:通过这种逐步的实验分析,培养学生实验.观察.分析的能力.而后强调实
验条件,设法实验解疑,使学生的学习兴趣得到充分的调动,并且自己由实验现象总结规律,印象深刻,突出重点,突破难点.而学生自己动手做实验,不仅能培养实验操作和数据处理能力,还能让学生经历自己探寻规律的全过程,体会自己发现规律的那中快乐和成就感.增强学习物理的兴趣和学好的信心,并由感性认识上升到理性认识.
(二)、大气压强的值
接上面的实验
师:试管内的水产生不产生压强?
生:产生压强
师:水为什么不流出来?
生:大气压支撑着。
师:那么大气压到底有多大呢?这个问题,实际上在格里克做他的著名实验之前11年,已由伽利略的学生托里拆利解决了。(板书:测值实验:托里拆利实验)托里拆利做实验时用到了水银,而水银有毒,现在已经都不在课堂演示了,所以,请同学们看屏幕:(边看屏幕边讲解,把能支撑多高的水柱也计算出来,最好是一名同学上黑板做,其他同学在练习本做。最后强调他测出的这个值是海平面上的大气压值,地方不同,大气压也不同)(板书:760mmHg=1.01325×105Pa)
设计意图: 由于本实验中的水银有毒,所以由实验演示改为课件演示,同样使学生体会到科学推理、科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段,并透过生活现象抽象出其本质,抓住主要矛盾,使学生懂得理论来源于实践并指导实践.同时可以渗透等效思想。
三、小结:本节课主要学习了什么?(引导学生总结)主要学习了两个方面的内容:一是通过实验尤其是马德堡半球实验充分认识到大气压强的存在,二是托里拆利实验说明大气压的值等于实验中管内水银柱产生的压强。
设计意图:培养学生归纳、总结的能力。
四、应用练习:
师:下面应用本节知识解决点实际问题:
1、同学们见过拔罐器吗?谁用过,帮老师演示一下是怎么用的,好吗?(找两名同学到前面演示,之后提问)你知道这里面蕴涵着什么物理知识吗?(帮助解答)拔罐器抽出了一部分空气,使得罐里面的压强小于罐外面的大气压强,在大气压的作用下,肉就被压进罐里了。
2、下面老师要考验你们是否能灵活运用本节知识:我把一小段蜡烛固定在小盘上,在盘中加入少量红色水,将玻璃瓶倒置在水中,罩住蜡烛,同学们注意观察,并用本节知识解释你看到现象。(引导学生解释)蜡烛燃烧消耗了一部分瓶内的空气,使得瓶内的压强减小,外界大气压把水压进了瓶内。
设计意图:培养学生应用物理知识解决简单问题的能力和认真观察及研究问题的精神。
五、课后思考题:地球是我们人类赖以生存的“家园”,大气层是这个“家园”的保护伞,没有了它,人类将无法生存,请你设想一下,如果地球周围没有了大气层,在教材中涉及到的有关物理、生物实验及实例中,哪些现象将不在发生?
设计意图:加强物理和人类社会、生活的联系,发展学生的想象力。
六 板书设计
大气的压强
产生原因:
1、受重力作用 证明实验:马德堡半球实验
2、具有流动性 测值实验:托里拆利实验 760mmHg=1.01325×105Pa 定义:大气对浸在它里面的物体的 压强叫大气压强,简称大气压或气压.七、教学设计说明
1、本节设计的主要思想:重视实验探索,发挥“主体教学”的作用,通过学生自主创造性地学习,在积极的探索过程中形成创新意识,创造性地解决问题,从而培养和发展了学生的创造力。
2、“兴趣是最好的老师”。经过主动优化、补充简单演示实验和学生实验,使学生从简单到复杂的认识过程,真正认清事物的本质,留下深刻的印象,变“学会”为“会学”。既能培养学生的实验动手能力,又能培养学生的探索真知的兴趣和互助合作的精神。
3、采用“边观察、边实验、边讨论的启发式综合教学法”施教,是为了使学生主动、活泼地学习,真正成为学习的主体。
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:还原图托1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.
关键词:实验教学;课堂效率;探究
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)1(X)-0027-3
设计合适的实验教学,能使课堂教学达到事半功倍的效果。那么,课堂教学中如何选取,设计合适的演示实验和学生实验呢?下面结合《大气压强》教学实例谈谈如何组织实验教学来提高课堂教学效率:
1 设计好演示实验创设情境引入新课题
教育学和心理学为我们指明了学习活动的第一导向——兴趣,教师应尽可能设计演示实验创设情境引入新课题,引导和诱发学生学习科学的浓厚兴趣,使学生产生强烈的求知欲望,从而产生学习动力,积极主动参与学习活动。
由于各种各样的原因,中学生普遍存在生活经验不足,实践经验缺乏等特点,因此对抽象的概念,规律的形成与理解,往往存在着不同程度的困难,这就需要教师在课堂上做好演示实验进行补偿。
当然,有时学生获得的直接经验是片面的,甚至是错误的。利用这一特点,我们设计演示实验时,可以有意识的制造一些陷阱,让学生产生认知冲突,引发思考,然后引导学生对此做具体的分析和处理,以加深学生的印象,更有效的完成教学目标。
案例1 在《大气压强》一节的课堂教学中,为了引出大气压强的存在,通常采用“倒杯实验,玻璃注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来”等实验来展开教学。可是,在实际实验中还是存在着一些问题需要反思,如:在做倒杯实验时,要求玻璃杯不能太大,纸片软硬要适度,玻璃杯中不能进入空气,翻转过来时动作要迅速等,否则成功率较低;而玻璃注射器的活塞为什么没有被钩码拉下来实验,则较容易使学生产生错觉——注射器活塞对钩码向上的拉力来自活塞与注射器外壳之间的摩擦力。我设计了这样的演示实验:
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
演示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。
演示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(见图1)。
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。
演示3: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)。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!(见图2)
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。
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。
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。
松开左手食指,水应声落下。(学生开始相信大气有压强)
演示4:改用胶头,套住玻璃管的一端,再做一遍,同样获得满意效果。
至此,学生对空气有压强已深信不疑。可以十分顺畅地进行后面的教学。
在这个课题的引如过程中,有意识的通过演示1和演示2设置了一个感知陷阱,再通过演示3引起学生的认知冲突,使学生的认知过程一波三折,加深可印象,取得了一个了非常好的教学效果,同时体现了规律形成过程的曲折性和挑战性。试想,如果这里设计演示实验时,直接演示实验3和实验4,也可以切入课题,但相比之下,效果就要欠缺一些了。
因此,在课堂教学中,采用怎样的演示实验来引入课题,是需要仔细切磋和推敲的。
2 设计演示实验使学生加深对科学概念的理解
科学概念大多比较抽象,学生不易理解。在教学过程中教师可以设计演示实验使学生由形象思维过渡到抽象思维,从而加深对科学概念的理解,运用所学知识解释实验现象,培养学生理论联系实际和分析问题、解决问题的能力。
案例2 仍以《大气压强》一节的课堂教学为例,为加深对大气对各个方向都有压强的理解,我设计了这样的演示实验:
演示5: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。
演示6: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,如图2,说明向下有大气压。
演示7:取一只透明的玻璃瓶,塞子上插一根两端开口的直玻璃管和一根直角弯管,在直管的下端扎一只未充气的彩色小气球.如图3所示.当用抽气机从直角弯管上抽去瓶内空气时,瓶内彩色小气球被逐渐“吹”大.当取下抽气机时,彩色小气球恢复原状.试对以上现象做出科学的解释。
学生分析后教师小结:当瓶内空气被抽出时,瓶内气体压强逐渐减小,气球通过直玻璃管和大气相通,使小气球内大气压强大于小气球外(瓶内)的气体的压强。在大气压的作用下将小气球“吹”大。当取下抽气机时,空气进入瓶内,使瓶内、外压强都相等,都等于大气压强.小气球在弹力作用下又恢复原状。“吹”胀气球的实验可说明大气向各个方向都有压强,而且向各个方向的压强都相等。
建构主义认为,学习并不是简单的信息积累,更重要的是新旧知识经验的相互作用以及由此而引发的认知结构的重组。也就是说,学习是学生的经验体系在一定环境中自内而外的“生长”,它首先要以学习者原有的知识经验为基础实现知识的建构。按照奥苏贝尔的观点,新知识只有在认识系统中找到与之相关联的旧知识作为“固定点”,并在固定点的基础上,促使新旧知识之间相互作用,才能使新知识纳入旧知识系统而获得意义,固定点是否清晰,是否具有较强的固定力是实现高效建构的关键。在本案例中,大气向各个方向都有压强是建立在液体向各个方向都有压强的基础上学习的,是一种基于旧知识的知识建构,教师在这里首先要把液体压强的特点点明,使“固定点”更清晰,有利于同化新知识。通过以上演示实验,不仅加深了对所学知识的理解,还可以提高学生探索自然现象和日常生活中的科学规律的兴趣,并使得课堂效果更有活力。
3 改验证式实验为探究式实验,注重过程,注重体验。
课本中的演示实验很多是验证式实验,缺少启发性。我们将其中某些和学生已有知识关系密切的演示实验改探究式演示实验,引导学生通过设想、观察、分析、归纳而得出新概念、反应或原理。
案例3 对《大气压强》中的大气压强的大小与气体的流速的关系的教学,我就采用了如下方法:
问:看到的这幅图片(一幅有关火车看台的图片),你能提出一些问题来吗?老师有一个问题:在火车的站台上,标有一道平行于铁轨的直线。当列车驶过时,不允许旅客站在这条线内,以保证人体与铁轨离开足够的距离。你知道这是为什么吗?
要解释这个问题,就让我们一起来做几个探究实验吧!
【实验】研究气流的流速与压强的关系
(1)找一条薄纸带,捏住纸的一端,让纸自然下垂,当你用嘴朝水平方向吹气时,你会发现什么现象?若改变吹气的力量和速度,纸带会发生什么变化?
现象:纸向上飘起
(2)找两张相同的薄纸,用手捏住两张纸的一端,让两张纸自然下垂,相距3-5厘米,并使两张纸保持平行。沿两张纸的中间向下吹气时,猜测会出现的现象。试一试,结果与你的猜测相同吗?
学生猜测:纸条会被气流向两边吹开
现象:当吹气时,两纸条反而向中间合拢
分析:吹气时纸条为什么会向中间合拢呢?
肯定是纸条受到了力的作用,而且力的方向是指向内侧。那么是什么物体施与纸条力的作用呢?我们分析一下:与纸条接触的只有空气。吹气前,两条纸互相平行,保持一定的间距,没有吸引和推斥,表明它们受到外侧和内侧的力互相平衡;吹气时,两条纸相互靠近。纸条外侧的气体压强没有发生变化,说明是纸条内侧的气体压强变小了。吹气时与不吹气时有什么不同吗?两纸条内侧的气体的流速较大。
可见,气体流速的改变,改变了气体的压强;而且是气体的流速越大,压强越小。
问:现在你能解释在火车站的站台上,人为什么要与行驶的列车保持适当距离了吗?
行驶的火车和人之间的气流速度大,压强变小。人外侧的大气压大于火车和人之间的气压。这种情况下,会使人大气压挤到火车前,这样非常危险。
【实验】把一支玻璃管插入水中,当用另一支玻璃管对着它的上端吹气时,有什么现象?试一试,怎样对此现象作出解释。
现象:有水从管口吹出。
解释:玻璃管的上端气流速度大,压强小(小于大气压)。所以玻璃管中的水在大气压的作用下从管口出来。
【实验】纸飞机机翼上升实验
我们发现:空气流到机翼前缘后,分成上下两股气流,分别沿机翼的上下表面流过,在机翼后缘又重新汇合向后流去。机翼的上表面凸起,使流速加快,压强减小;而机翼的下表面流速小,压强增大。于是在机翼的上下表面出现了压强差,就有了压力差,这成为飞机上升的动力。当升力大于飞机重力的时候,飞机就可以升空了。
几次对比,让学生分析、讨论,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来,得出大气压强与气体流速的关系,全体学生都留下了深刻的印象。
从生动的直观到抽象的思维是认识的基本规律。由于科学教学中部分内容比较抽象,而学生又缺乏相应的感性认识,不少疑难问题很难给学生一个满意的解答。心理学研究表明:青少年儿童思维形式是以具体形象思维为主。而这种形象思维是借助对客观事物的表象而产生的,如果离开了客观实际,表象岂不成了无源之水、无木之本?所以“体验”之法就是让学生亲自体验问题的情境,获得丰富的直接经验。体验的方式很多,如摸一摸、掂一掂、闻一闻、压一压、推一推等,主要是让学生经历一个过程,得到深切的感受和体验,这种感受和体验是听和看所无法替代的,可以弥补听、看的不足。以上案例中先用一张纸、两张纸这样简单的教具吹一吹,就可以让学生体验并得出大气压强与气体流速的关系,然后通过做纸飞机机翼上升、吹蜡烛、吹不下来的乒乓球、打乒乓球时香蕉球的发法等日常生活中玩过的实验,既可以加深理解,又可以解答学生的疑难问题,还可以培养学生探究性学习的良好习惯。
总之,作为一名科学教师,应该为如何提高学生的学习兴趣,领会科学研究的基本方法做出努力。而科学课堂上,最能吸引学生的正是生动有趣的科学实验。成功完美的演示实验和学生实验有助于引导学生在观察、实验的基础上,用分析、比较、抽象、概括等科学方法揭示出事物的本质属性,建立概念,形成规律,再回到实践中去检验、运用和发展。同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练,多角度、全方面地让科学实验教学提高到一个新的水平。
参考文献:
[1]耿瑞艳主编,《中学理科教学与实验》,东北师范大学出版社,1999.12
[2]关文信主编,《新课程理念与初中物理课堂教学实施》,首都师范大学出版社,2003.5
[3]蒋金山, 试论物理演示实验的教学改革,《实验教学与装备》,2005.4
[4]毛建强,谈谈如何选取课堂教学中的演示实验,《中学物理》,2005.10
第十四章 压力和浮力 第三节 大气压强
(一)学习目标
1、知识与技能目标
1.了解大气压的存在.知道大气压强的数值是很大的.
2.理解托里拆利实验原理.
3.培养学生观察、分析、归纳能力.
4.培养学生动手实验能力.
5.培养应用所学知识解决实际问题的能力.
2、过程与方法
1.对托里拆利实验原理进行分析,使学生掌握推理的方法.
2.渗透等效思想.
3、情感、态度与价值观目标
通过马德堡半球实验的学习,使学生爱科学;在对托里拆利实验原理的学习,使学生体会理性思维的成就.
(二)学法点拨
我们学习了压强。固体能产生压强,液体能产生压强,那么气体能不能产生压强呢?请大家看书第86页
我们居住的地球周周被空气层包围,空气层的厚度有几千千米。包围地球的空气层叫大气层,我们生活在大气层的底层。塑料吸盘、吸管吸饮料、注射器吸取药液等等都说明了大气压强存在
1、大气压强
以上的几个实例说明了大气层中存在着压强。在有著名的实验——马德堡半球的实验证明大气压强的存在。
1.马德堡半球实验。这是两个金属半球,合拢后很容易拉开。现在把阀门打开,把两半球内的空气抽出去一部分(抽气),再将阀门关闭,现在请两位大力士来拉拉看(学生操作)这个实验就是著名的马德堡半球实验,它有力地证明了大气对浸在它里面的物体有压强。在公元1654年的最初实验时,用十六匹马才把半球拉开。
2.大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强,简称大气压或气压。地球周周的万物无不在大气层之中,它们都受到大气压强。诸如马德堡半球拉不开,鸡蛋进入罐内,小试管的上升,小纸片的不落都是大气压强的作用。
2、大气压强的大小
试管内装满水银,用食指堵住开口,倒立在水银槽内(书P87),水银不流出。请大家考虑水银为什么不流出?水银不流出是因为大气压强的缘故。但是玻璃管内的水也产生压强,水银不流出不仅是由于存在大气压强,而且大气压强大于管内水银柱产生的压强。那么大气压强到底有多大?这个问题早在著名的马德堡半球实验之前就由伽利略的学生托里拆利解决了。
这个实验就是托里拆利实验,它是用来测定大气压的值。
P0=1.013×10Pa 粗略计算时取10Pa
九年物理导学案
第十四章 第三节 大气压强 第1页
(三)学前自测
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 m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?
九年物理导学案
第十四章 第三节 大气压强 第2页
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.
(四)学后自测
1、大气压会随高度升高而______。青藏高原的大气压比内陆盆地的大气压_______(填“高”或“低”)。登山运动员把气压计从高山顶上拿到山脚下时,气压计的读数将__________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
2、大气压p0=_________Pa,不同高度的大气压也______,在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小_______。
3、如右图所示,C为扎在A管下端的小气球,则下列办法中能使气球膨胀的是(多选题)()
A、从A管向外抽气
B、从B管向外抽气 C、向A管内打气
D、向B管向内打气
4、氢气球升到高空时会破裂,其主要原因是()
A、B、C、D、高空温度低,橡皮膜的耐压能力减弱。
高空中大气压变小,球内气压比外界气压大得多,将气球胀破。高空大气压较大,将气球压破。
高空温度较低,球内气压增大,将球胀破。
5、测量大气压的仪器叫_______,氧气瓶、煤气瓶上的计量用表,就是一种_______。
6、请你列举三个使用金属盒气压计的实例。
(1)__________________________________。
(2)__________________________________。
(3)__________________________________。
7、如图所示,瓶内密闭着一定量的气体,瓶子及玻璃管内是水,当人用手捧着这个装置一段时间时,玻璃管内水面高度将怎样变化()
A、上升
B、下降
C、不变
D、无法判断
8、在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是()
A、软木塞因温度降低而收缩变小。
B、瓶内气体因温度降低而把瓶塞吸住。
九年物理导学案
第十四章 第三节 大气压强 第3页
C、瓶口因温度降低而收缩变小,把软木塞卡住。
D、瓶内气体因温度降低而压强减小,外界大气压把瓶塞压紧
9、请你找出日常生活中应用大气压为我们服务的4个例子。
(1)_________________
(2)_____________________________(3)__________________
(4)___________________________
10、大气对天花板的压力,最接近下列那种质量的物体产生的压力()
A、1N
B、500 N
C 10000 N
D、5×10N
11、关于大气压的大小,下列说法正确的是()。
A.因为空气和液体都有流动性,所以可以用公式P=ρgh计算大气压。B.大气压的大小是1.013×105 Pa C.大气压可能是1.013×105 Pa D、大气压的大小既能通过实验测得,也能通过P=ρgh计算求得。
(五)中考链接
1、(08年哈尔滨)如图所示,下列实验装置中属于连通器的是
2、(08年柳州)下列现象不是利用大气压的是
A.用吸管吸饮料
B.医生用注射器给病人注射药液
C.吸盘贴在光滑的墙面上
D.墨水被吸进钢笔
3、(08年安徽)青藏铁路建成后.乘高原列车去西藏旅游的人越来越多。与普通列车相比,高原列车内还配有供氧系统和医疗应急系统,这样做是因为高原上()A.大气压强小,空气中含氧量小
B.大气压强大,空气中含氧量大 C.大气压强小,空气中含氧量大
D.大气压强大,空气中含氧量小
4、(08年攀枝花市)下列是利用大气压工作的是()A.用高压锅煮饭 B.用吸管喝饮料
C.用针筒吸药水 D.玻璃厂用吸盘搬运大块的玻璃
5、(08年长沙市)望城县丁字湾盛产麻石,小明看到一块标明密度33为2.5×lOkg/m。的正方体样品,他用刻度尺测得其边长(如右图所示)为 cm,则其质量为 kg。它一个表面,所受的大气压的压力。
6、(08年怀化市)我们在学习和生活中,常会见到如下现象,其中都属于增大压强的是
1削铅笔的小刀刀刃磨得很薄
○2书包的背带做的比较宽
○3往墙上钉钉子是,要用力击打
○4火车轨道安装在枕木上
○
61○3
B○3○4
C○1○2
D○2○4
A ○
九年物理导学案
1、立足于“从生活走向物理,从物理走向社会”。
本节内容与生活现象密切相关,贴近学生生活。课堂开始用实验激发学生兴趣,通过探究生活中与大气压强有关的物理现象,感受物理就在身边。再用所学知识来解释身边的现象,服务于社会生活。
2、注重科学探究,教学方式多样化。
科学探究在本节课既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之—鼓励学生合作探究,体验科学探究的乐趣。更好的培养实践能力和创新精神,培养学生搜集、处理、利用信息的能力,为终身学习建立基础。
3、以建构主义理论为出发点的网络教学。
借助计算机,通过教师引导,同学合作,利用校园网、互联网上的学习资料。给学生自主探究、自主学习和提高能力以充足的空间,让不同层次的学生根据不同需要自主学习,获取知识。
教材分析:
本课内容出自人教实验版九年级物理课本第十三章《压强和浮力》的第三节《大气压强》。学生将在前两节已有固体压强和液体压强的知识基础上,自主探究气体压强的相关知识。
个体分析:
本节内容中关于大气压强的存在、与大气压有关的现象、及大气压在生活中的应用,经探究学生易于接受和理解。但托里拆利实验对大多数学生来说是难点。由于个体差异,需要对一部分同学课下进行辅导,以加深理解。
教学设计思路:
本节内容可分为三大版块:大气压强的存在、大气压强的测量、大气压强的应用。教学过程中将分别以“马德堡半球实验” “托里拆利实验”两实验为重点,“活塞式抽水机和离心式水泵”将以学生自主探究为主。其中托里拆利实验所用水银为有毒物质,故采用视频播放和动画结合的形式。教学过程中,始终充分利用网络资源,联系生活实际,将课本知识拓展开来,让学生从网络资源中获取更多相关知识。
教学方式:实验、探究、精讲、点拨
学习方式:任务驱动法、合作学习、自主探究。
教学目标:
知识与技能:
1、知道什么是大气压强及大气压强的应用。
2、了解大气压强的大小及测量方法。
3、了解抽水机的工作过程和工作原理。
过程与方法:
1、观察与大气压强有关的现象,感知它的存在。
2、观察托里拆利实验,弄清标准大气压的大小。
3、探究人类生活和生产如何利用大气压强。
情感态度与价值观:
1、培养实事求是的科学态度。
2、通过对大气压强应用的了解,初步认识科学 技术对人类生活的影响。
教学重点:大气压强的存在与测量
教学难点:托里拆利实验及拓展
教学过程:
(一)实验导入,激趣设疑。
1、请同学们来看小魔术,吞蛋实验,观察思考原因,边演示边设疑:我将怎样做呢?鸡蛋到哪里去了?你可知道其中的奥妙?
2、覆水实验:用食指堵住两端开口的玻璃管管口下端,注满水。
设疑:水会不会流下来?
大胆设想,此时若将管倒拿,开口朝下,水会不会流出来?
设疑:水为什么没有流出来?是失去重力了吗?我的特异功能将水吸住了吗?
学生活动:动脑思索,回答问题,考虑这些现象与什么有关?
设计意图:激趣、设疑,引出本节课题,既使学生自发产生强烈的求知欲,又抓住他们的注意力。创设一种学生要学、想学的情境。体现兴趣是最好的老师这一教学思想的活力。
(二)播放动画,引人入境。
屏幕广播,辅以绘声绘色地讲述:
千百年来人们对大气压的认识经历了漫长的过程,最初人们并不承认它的存在。直到1654年法国奥托。格里克做了验证大气压存在的经典实验。他将两个金属半球紧密结合在一起,抽光空气,达到真空,而外面有空气。两侧曾各用七匹马拉不见分晓。有谁知道,最后每侧各加到几匹马呢?我们看到马夫将鞭子甩的啪啪作响,马嘶啸啸,尘土飞扬。最后砰的一声球裂为两半。八匹马各带半块小球一下冲出几百米远。有力证明了大气压的存在。
学生活动:学生由视听感受犹如身临其境感受大气压的存在。
设计意图:激发兴趣,让学生从感性上认识到大气压的存在。
(三)自主探究、合作交流
提出问题,请同学点击“我的知识点”自己找寻答案。
探究问题:
1、什么是大气压强?产生原因是什么?
2、生活中应用的例子?注射器是怎样应用大气压强的?
3、你能将吸盘附着在墙壁上吗?试解释吸盘挂钩原理。
设计意图:使学生对大气压强由感性认识上升到理性认识,同时学会将物理。知识联系生活实际。
共同释疑:现在你是否清楚我们的课前实验都是在利用什么呢?
(四)点拨精讲、解难析疑
过渡:现在谁愿意亲自感受一下大气压强?请两位大力士来拉开这马德堡半球,采访一下你们的感觉,大气压大不大?有多大呢?引出托里拆利实验。
教师活动:
1、播放视频“托里拆利实验模拟录像”。
2、动画演示“托里拆利实验”过程。
3、对比当年托里拆利实验的结果,你发现了什么?引学生发问;引学生思索,两者为什么有差异呢?由此可猜想大气压会受哪些因素的影响?
设计意图:学生尽情猜想可以从不同方面自由提出自己的见解,为他们的多向思维提供空间,激发他们课下自主探究,利用网络资源寻求答案,敢于猜想能提出自己的见解将为他们敲开科学探究之门。
引出:760mm汞柱就是物理学中规定的一标准大气压的`值,等于1.013×105Pa。继续播放实验中的拓展部分,设疑:接下来的实验发生了变化?
学生活动:学生观察实验步骤和现象,分析原因。
1、玻璃管倾斜,水银柱怎样变化?你怎样理解高度?
2、玻璃管提起些又怎样?
3、向槽内再倒入水银结果如何?
分析:水银柱高度不变的原因是什么?
(外界大气压强没变,等于液柱产生的压强,而液体压强只与密度、高度有关,密度不变高度自然不变与其他因素无关)
设计意图:让学生在教师引导下,将液体压强公式与本节内容相联系,弄清实验过程,突破难点。教师的点拨,引导作用在此环节要发挥得淋漓尽致,恰到好处。
(五)自主学习,合作交流:
生活中怎样测量大气压强?请同学们赶快步入“资料超市”了解气压计,找寻答案,同学发言。
1、常用气压计有哪些,各自特点是什么?
2、简单介绍金属盒气压计。
设计意图:放手让学生自己利用信息,增强自主学习的能力,加强合作交流的能力。
(六)分组讨论、合作探究。
导言:大气压是我们的朋友,大家生活在城市里,一定没见过活塞式抽水机和农业生产中发挥重要作用的离心式水泵,想了解吗?一起来吧!
先播放视频资料,了解离心式水泵。再请同学自主了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程及原理,演示动画,共同探究,明确问题。
学生活动:自由浏览,利用信息资料学习。分组讨论,自主探究。
设计意图:让他们可以利用网络资源,自主探究,获得自主学习的能力。
培养团结协作的能力。当他们带着疑问主动去发现会比被动接受印象深刻。
(七)反馈练习:请同学点击“想想做做”,自我检测,分组讨论,点击答案,验证。提出疑难。疑难由学生解释,教师点拨补充。
设计意图:培养用所学知识解释问题的能力,加强同学间的交流,理论联系实际。
(八)知识拓展:时间同学自由支配,可以进入“自由浏览”、 “科学家简介”、 “习题套餐”、“网络平台”根据需要自由选择。相信网络中一定有你感兴趣的大气压的知识,开始自由选择吧!
设计意图:据九年级学生特点。适应不同层次,不同要求学生的需要,给他们自主学习,提高能力一定的空间。开阔同学们的视野”让他们的思维更鲜活,更富有个性,使他们真正进入网络时代,充分感受网络环境的魅力。
(九)创新交流:
主题:你还知道生活中哪些现象与大气压有关?你的收获、感受以及你更感兴趣的问题给我留言好吗?
学生活动:学生在留言本中与教师、同学交流,畅谈自己的感受,将知识拓展创新。
设计意图:这是师生交流的平台,给学生广阔的思维空间。培养学生理论联系实际和创新精神。
(十)作业:
1、利用网络资源,分组查寻高度、天气对大气压的影响。
2、你是否有自己的测量大气压的方法?
一、引入有效:“瓶吞蛋”实验抓住学生的好奇心,引入大气压帮忙把鸡蛋压入瓶内。
二、教学设计有效:教学理念新颖、教学设计合理。新课程的核心理念是以学生发展为本,让学生参与是新课程实施的核心。如何实施,应尊重学生,还学生学习的自由,提高学生的学习兴趣;优化教学环境,加强交流与合作;给每位学生以期望和激励,让学生有成功感。依据新课程理念的要求:从大气压强的存在到大气压强的测量再到大气压强的应用。特别重视物理概念和物理规律的形成过程。
三、提问有效:不再是简单的设问,学生不是简单的用“是”或“不是”来回答。例如:大气压怎么把鸡蛋压入瓶内?让学生体会瓶内气压小于瓶外气压大气骨科鹱饔谩U庋嵛视薪锨康钠舴⑿杂胝攵孕裕谈牟皇羌虻サ闹叮撬嘉姆椒ā
四、教学活动实在有效:课堂气氛活跃,互动有效,让学生真正动起来。例如:学生上讲台亲自拉马德堡半球、学生做覆杯实验亲自体验大气压强的存在。
学生上来喝饮料,一位同学能喝到、另一位不能。让学生在快乐的氛围中理解平时吸饮料如何利用大气压强的。
一、测量大气压强实验的准备
准备如下供选器材: 弹簧测力计、 玻璃片、吸盘、刻度尺、小桶、大注射器、小注射器、沙子、橡皮筋及铁架台等。
因为学生已经知道可以根据公式P=F/S确定待测物理量, 所以可以请同学们利用所提供的器材分组讨论来设计一种方案来估测大气压的值。
二、教学策略
(一) 分组讨论、引导置疑
让学生分组实验并用多媒体投影学生的实验方案, 部分学生选用了吸盘测气压的方案, 并请学生分析其可行性, 同时根据学生自己设计的方案进行简要演示, 在演示的过程中学生发现测力计无法拉脱吸盘, 我趁机置疑:怎么办? 学生自行思考得到解决办法: (1) 换用更大量程测力计; (2) 换用更小吸盘。
(二) 拓展思路、注重能力的全面提升
为了拓展学生的思路, 可让学生模仿课本中用注射器测大气压强的实验方案, 在此过程中请学生演示。 在演示的过程中, 有不少学生发现用力拉弹簧直至超出弹簧测力计的量程也没有拉动注射器的活塞。 此时, 要引导学生分析原因, 学生通过讨论找到原因所在有可能是我们所提供的弹簧测力计量程过小也有可能是注射器容积太大所致。于是换用了容积比较小的注射器 (2ml) , 继续演示。
(三) 强化分析实验数据能力, 注意让学生养成实事求是的科研精神
因为大气压强本身教材已有数据, 因此在实验过程中要注意避免学生“为了预期的结果而实验”的现象。可以预见, 实验中测得大气压值与标准值是不一样的。 因此, 要注意让学生实事求是的分析实验数据。
在实验做完后, 收集不同小组用此种方法测得的大气压值, 引导学生对实验进行评估, 引导学生分析可能产生误差的原因?学生很容易分析得到空气未排尽会导致测量结果偏小, 然后继续引导学生分析有无其他因素影响到测量结果, 学生不难想到活塞与筒壁间的摩擦会产生实验误差。甚至还有人提出同学发现在拉动弹簧测力计的过程中读数由于抖动等原因, 数字很不易读准, 影响实验结果。
特别要注意的是, 在实验过程中要避免直接将实验的误差原因直接灌输给学生, 而是让学生经历了一定的思维过程, 提升了学生思维的品质, 培养了学生分析解决问题的能力。
(四) 引导学生参与教材的实验改进
为了取得更好的教学效果, 在分析了误差产生的原因后, 可以引导学生继续探究, 适当引导学生在基础上改进实验装置尽可能减小实验误差。
首先给出铁架台、注射器、小筒、沙子及弹簧测力计等器材。经过小组讨论有学生提出将注射器竖直放置。这样虽然活塞与筒壁的摩擦依然存在, 但由于活塞有向下的重力所以可以抵消掉一部分, 减小了由于摩擦而造成的误差。接着可继续提问如何测量大气对活塞的压力, 并且最好在静止状态下测量。 学生结合所提供的器材认为可将小桶挂在活塞下, 让小桶拉活塞。我就请爱动脑筋的同学演示具体的操作, 发现小桶要想拉动活塞必须得加沙子, 要测大气对活塞的压力只要测出活塞刚被拉动时桶和沙子的重量就行, 而在静态下进行测量减小了实验误差。 最后, 我肯定了同学们的思维成果, 并收集了同学们用这种方法收集到的数据, 与上一次实验比较数据是否更加接近大气压强的值。
在完成以上工作后, 必须请学生有效总结。学生总结了改进后的优点:第一, 减小了由于摩擦而产生的误差;第二, 在静态过程中测量更易读准数据。 当整个过程结束后, 顺势问学生刚才这个过程是否复杂难懂, 学生都觉得这个过程水到渠成并不难理解;然后继续鼓励学生以后遇到此类问题只要多开动脑筋就会取得意想不到的结果, 帮助学生找到一定的成就感。
三、结束语
在课堂实践中通过教师适当的引导, 加强学生间的合作与交流, 鼓励同学们主动开动脑筋自行解决问题而不是被动的做笔记, 提升学生思维的品质, 提高了课堂效率, 保证了活动的有效性。更主要的好处是通过创造这样一个环境可以帮助学生建立一定的成就感, 为他们以后的学习树立信心。
在实验教学中, 可以把较多的时间花在引导学生和学生自主的分析上, 并没有要求学生做很多的笔记。这样一方面降低了学生学习的难度让学生觉得这是一个水到渠成的过程, 使学生获得了一定的自信, 并且因为都是学生自己思考出来的东西所以学生自然而然产生一种成就感;另一方面学生更加领悟到物理学的严谨。
摘要:针对初中物理的测量大气压强实验存在的实际教学问题, 引导学生分析实验过程, 改进了实验装置, 提高了实验教学实践活动的有效性, 增强了学生学习物理的信心。
关键词:测量,大气压强,实验,初中物理,教学策略
参考文献
[1]刘永数, 李海英.纸上得来终觉浅——测量大气压强实验的教学实践[J].湖北教育, 2013 (5) :48.
人与大气有不可分离的密切关系,人体是在体内压强(如肺气压和血压等)和体外大气压强的平衡下才觉察不到大气压的存在的,但这个大气压也不是时刻都平衡的,一旦外界大气压产生变化而体内又来不及调整和它相平衡时,人就有不适应感,如外界气压高过体内压强的时候,它能促进我们的体液循环,我们就会觉得神清气爽,而当外界气压低于体内压强的时候,就会感觉胸闷心慌,这时人的心情不好就是由于大气压的变化造成的。如果没有了外界大气压人又会怎么样呢?答案是连儿秒钟也生存不了。1971年6月,前苏联载人航天器“联盟号”返回后,打开舱门一看,3名宇航员都已死亡,连挣扎的痕迹都没有。事后调查,原来是航天器漏气,使座舱里人工大气压猛然下降,人体突然暴露在没有大气压的宇宙空间,一瞬间就丧失了生命。
人的呼吸要靠体内外气压的压力差来完成,当吸气中枢兴奋时,通过膈神经使胸腔和腹腔间的横膈肌肉收缩,胸腔容积扩大,肺气泡也跟着扩大,使其中的气压下降,并低于外部大气压,于是外界空气就在大气压的压力差作用下,从鼻孔或嘴流进肺部,进入肺气泡。呼气的情况正好相反,由于胸腔容积缩小,肺内空气收缩,内部壓强大于外部,气体便从肺里呼出来。人体的血液循环要受外界大气压的影响,当气压明显下降时,人体内血压与外界大气压失去平衡,血压升高,血液循环加快,此时伤处或病变部位的毛细管不完全适应,在显微镜下可以看到伤处人体皮肤有淤血或毛细管血流不畅现象,于是才有不舒适的疼痛感觉,在医疗气象学上统称“天气痛”。血液循环不畅,不但会造成缺氧,还会导致脑血管的贫血,引起人体内腔窝扩大,产生窦膨胀和窦炎,增加心脏的负担,眼球也会因为气压下降而向外膨胀变形,从而影响视力等空盘不寸。
人体还要靠大气压连接四肢,在我们身上各关节处都有一个关节腔,空腔内不存在向外的作用力,这样就能借助外部大气压紧紧地压在身体上。更有趣的是,人体还靠大气压把腿和上身连接起来。原来,人腿里有块股骨。股骨头部是一浑圆球体,嵌在身体髓骨臼的凹部。尽管股骨头部和髓骨之问用关节连接起来,并且用韧带系住了它们,但如果仅仅是这样,我们就会感到两条腿非常沉重,甚至难以拖动它们。而实际上股骨与髓骨之间有一个没有大气的空腔,空腔内不存在向外的作用力,那里是个天然的,“马德堡半球”,因而股骨是靠外部大气压紧紧地压在身体上的。有人在尸体解剖后作过测算,作用在股髓关节上的大气压力约为22千克,大大超过了下肢重量,因此我们抬起腿来走路便不觉得费力了。