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視頻課題：第五屆全國初中物理實驗教學說課視頻錄像《空氣的“力量”—托里拆利實驗的改進》云南省昆明

教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國初中物理實驗教學說課視頻錄像《空氣的“力量”——托里拆利實驗的改進》云南省昆明市第十中學初中物理

《空氣的“力量”——托里拆利實驗的改進》說課稿
                              云南省昆明市第十中學   李應亮
一、使用教材
滬科版教材八年級物理第八章第三節
二、實驗器材
1.在裝有水銀的密閉水銀槽中接三根玻璃管。其中兩根約1m長，直徑分別為5mm和10mm，上端口為水銀凈化裝置，距離上端口10cm處帶閥門裝置；另一根用來連接打氣筒，并可以與大氣相通。如圖1所示。

 
2.水銀凈化裝置是在管子上方的漏斗中用包有硫磺的棉花填充，安裝在三個管子口。如圖2所示。
3.整套裝置安裝在一個可以自由轉動的支架上，便于研究玻璃管傾斜時水銀柱高度是否變化。整套裝置如圖3所示。

三、實驗改進要點
1.用打氣加壓的方法給玻璃管灌裝水銀。避免了教材方案中的三個問題：手直接接觸水銀；水銀灑落污染環境；管內空氣難排盡。
2.安裝水銀凈化裝置。利用硫的氧化性，將單質汞氧化為硫化汞，避免了汞蒸氣的污染，可以在教室進行演示。
3.安裝粗細不同的玻璃管。便于觀察水銀柱的高度是否與玻璃管的粗細有關。
四、實驗的原理
1.測量大氣壓的原理：通過向密閉水銀槽中打氣加壓，將水銀柱壓到玻璃管閥門上方5cm左右，關閉閥門就完成水銀柱的灌裝，避免了手直接接觸水銀。打開瓶子上的閥門，與大氣相通，水銀柱下降一定高度就不再下降了，測量出托住的水銀柱的高度，利用液體壓強計算公式計算出大氣壓的大小。
2.水銀凈化原理：利用硫的氧化性，將單質汞氧化為硫化汞，從而減少汞的污染起到環保的效果。
五、實驗教學目標
1．知識與技能
經歷托里拆利實驗，會根據實驗數據計算大氣壓強的大小。
2．過程與方法
通過“發現問題、分析問題、設計實驗、觀察現象、得出結論、總結反思”的
研究過程來建構知識。
3．情感、態度、價值觀
通過觀察，培養學生尊重客觀事實，實事求是的科學態度。
六、實驗教學內容
本實驗的教學內容是托里拆利實驗測量大氣壓的原理，同時用改進的實驗方案讓學生親身經歷方便、直觀、安全環保的測量過程，并計算出大氣壓的大小。
七、實驗教學過程
  同學們在前面的學習中知道了大氣壓是客觀存在的，現在大家一定很想知道大氣壓的大小，那大氣壓大小可以怎樣測量呢？我們可以用這套改進的裝置進行測量，具體的測量過程如下：
1.灌裝水銀。打開兩根玻璃管上方的閥門，用打氣筒給密閉水銀槽加壓，兩管中的水銀柱上升并超過閥門5cm時，關閉閥門。此時兩玻璃管灌滿了水銀。
2.獲得真空。拔掉氣筒，連接打氣筒的玻璃管上再接上一個水銀凈化裝置。緩慢打開與氣筒相連的閥門，此時瓶內液面與大氣相通，觀察到水銀柱下降，當下降到一定高度將不再下降，玻璃管上方形成真空。
3.測量水銀柱高度。測出水銀槽中液面和玻璃管內的液面間的豎直高度差。
4.計算大氣壓大小。將托起的水銀柱高度代入到液體壓強公式，學生算出大氣壓的值。
5.觀察水銀柱高度是否變化。觀察粗細不同，管子傾斜不同時會不會影響測量結果。在支架上的兩根不同粗細的管子可以自由轉動，能夠一目了然地演示給學生觀察，加深學生對大氣壓的理解。
 
八、實驗效果與評價
1.經過多次實際測量，在昆明大氣壓的值為61cmHg,與用課本上的方法測量結果相同。見圖4、圖5。

2.本實驗對氣密性要求很高，所以為了確保良好的氣密性可以在幾個閥門中墊真空紙，但不建議涂抹凡士林。
3.學生能觀察到實驗的整個過程，能準確地測量出大氣壓的大小，使實驗證據充分、可信。能方便的演示玻璃管傾斜時水銀柱的高度不變，有利于加深對大氣壓的理解。更重要的是由于減少水銀污染，可以在教室演示。
4.通過教學實踐，實驗效果顯著，操作簡單，安全環保，具有推廣價值。
 

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