2019年(秋)六年级生物上册 4.3《气压》教案 上海版.doc

2019年(秋)六年级生物上册 4.3气压教案 上海版【实习目的】通过实习了解测量气压的常规仪器及其构造原理，掌握气压的观测方法及气压观测记录的订正方法。【实习仪器】动槽式水银气压表、空盒气压表、自记气压计等。【实习内容】一、气压的观测气压是指作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压以百帕（hPa）为单位，测量时精确到0.1hPa。测量气压的仪器主要有水银气压表、空盒气压表、气压计、电测气压传感器。通常用水银气压表来测量气压，用气压计来连续记录气压的变化，进行野外观测时通常使用空盒气压表。电测气压传感器主要有振筒式气压传感器和膜盒式电容气压传感器，用于气压的自动观测。以下主要介绍在常规地面气象观测及其它气压观测中广泛使用的水银气压表、空盒气压表和气压计的构造原理及使用方法。（一）水银气压表常用的水银气压表有动槽式水银气压表和定槽式水银气压表两种，均是根据托里拆利原理制成。水银气压表主要由水银柱内管、含读数标尺的外套管、水银槽三部分组成，如图4-1所示。图4-1 动槽式水银气压表和定槽式水银气压表水银气压表安装在温度少变，光线充足的室内，垂直悬挂，并避免阳光直接照射。1动槽式水银气压表动槽式水银气压表又被称为福丁式水银气压表，水银柱内管是一根直径约8mm，长约900mm的玻璃管，顶端封闭，底端开口，管内灌满纯净水银后开口端插入水银槽内，在玻璃管的上部形成一段真空。外套管用黄铜制成，其作用是保护和固定水银柱内管，并且在外套管上刻有标尺刻度，用于测定水银柱顶端的高度。套管上部前后都开有长方形窗孔，可以直接观测到水银柱内管中水银柱的顶端。正面窗孔的右侧有刻度标尺，窗孔装有游尺，转动右侧的游尺调整螺旋可以使游尺上下移动。在外套管的中部装有一支附属温度表，简称附温表，用来测量气压表表身的温度。外套管的下端与水银槽连接。水银槽分上、下两部分，中间有一个玻璃圈，通过玻璃圈可以看见槽内水银面。水银槽上部有一个上木杯，木杯上部用羊皮囊与水银柱内管包扎联结，上木杯下面有一个针尖朝下的象牙针，以象牙针尖作为气压表刻度尺的基点。水银槽下部有一个下木杯，木杯下面包扎有一个圆袋状的羊皮囊，用来盛装水银，羊皮囊用木托托住，借助水银槽底部的水银面调整螺旋可以升降羊皮囊，使水银槽内的水银面恰好与象牙针尖接触。动槽式水银气压表的观测方法如下：读取附属温度。观测附属温度表，读数精确到0.1。调整水银槽内水银面。调整时旋动水银槽底部的水银面调整螺旋，使水银面自下而上缓慢地升高，直到象牙针尖恰好与水银面相接，水银面上既无小涡，也无空隙。调整游尺与读数。旋动游尺调整螺旋，先使游尺稍高于水银柱顶，再慢慢下降游尺，直到游尺环的前后下缘与水银柱凸面顶点刚刚相切。此时，游尺下缘零线所对标尺的刻度即为整数读数，再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度相吻合的刻度线，则游尺上这根刻度线的数字就是小数读数。降低水银面。读数后，旋动水银槽底部的水银面调整螺旋来降低水银面，使水银面离开象牙针尖约23mm。2定槽式水银气压表定槽式水银气压表又被称为寇乌式水银气压表，定槽式水银气压表的构造与动槽式水银气压表大体相同，由水银柱内管、含读数标尺的外套管、水银槽三部分组成，所不同之处是刻度尺零点位置不固定，槽部无水银面调整装置，采用补偿标尺刻度的办法，以解决零点位置的变动。定槽式水银气压表的观测方法如下：观测附属温度表，读数精确到0.1。用手指轻击气压表表身。调整游尺与读数，旋动游尺调整螺旋，使游尺环的前后下缘与水银柱凸面顶点刚刚相切，并进行读数。3水银气压表的读数订正水银气压表的读数需要按照仪器差订正、温度差订正、重力差订正的顺序进行订正，将其订正为器差为0mm、温度为0，纬度为45，重力场高度为平均海平面的标准条件下的气压值，即本站气压。（1）仪器差订正 由于水银气压表本身的误差而造成的偏差称为仪器差。仪器差订正时，根据气压观测读数值，在水银气压表的仪器差订正表上查出相应的器差订正值，与气压读数相加得到的代数和，即为经过仪器差订正后的气压值。（2）温度差订正 水银气压表的标尺刻度是以0时为标准的，即使气压保持不变，当温度变化时，水银的密度也随之改变，同时测量水银柱高度的黄铜标尺的长度亦会发生胀缩，并且水银和黄铜标尺的膨胀系数是不同的，由此而引起的误差称为气压温度器差。由于水银的膨胀系数大于黄铜，因此当温度高于0时，订正值为负，温度低于0时，订正值为正。温度差订正时，用经过仪器差订正后的气压值和附属温度值，从气象常用表（第二号）第一表上查取温度差订正值，用经过仪器差订正后的气压值和温度差订正值相加得到的代数和，即为经过温度差订正后的气压值。（3）重力差订正：水银气压表是以纬度为45的海平面上的重力加速度为标准的，不同纬度、不同海拔高度的重力加速度不同，这种因重力不同而引起的偏差，称为重力差。重力差订正包括纬度重力差订正和高度重力差订正两个方面。纬度重力差订正：由于地球的极半径小于赤道半径，从而使得重力加速度随纬度的增加而增大，因此当纬度大于45时，订正值为正，纬度小于45时，订正值为负。纬度重力差订正时，用经过温度差订正后的气压值和当地纬度值，从气象常用表（第三号）第一表上查取纬度重力差订正值。高度重力差订正：由于重力加速度随海拔高度的增加而减小，因此当海拔高度高于海平面时，订正值为负，低于海平面时，订正值为正。高度重力差订正时，用经过温度差订正后的气压值和当地海拔高度值，从气象常用表（第三号）第二表上查取高度重力差订正值。纬度重力差订正值和高度重力差订正值相加得到的代数和，即为重力差订正值。用经过温度差订正后的气压值和重力差订正值相加得到的代数和，即为经过重力差订正后的气压值，称为本站气压。例：水银气压表的气压读数P=765.55mm，附属温度=12.5，当地纬度=30，海拔高度h=50m，求本站气压。气压读数：765.55mm仪器差订正值： -0.05mm 仪器检定证上的器差订正表765.55+（-0.05）=765.50mm温度差订正值：-1.56mm 气象常用表(第二号)765.50+（-1.56）=763.94mm 纬度重力差订正值：-1.01mm 气象常用表(第三号)高度重力差订正值：-0.01mm 气象常用表(第三号)重力差订正值：(-1.01)+(-0.01)=-1.02mm本站气压：763.94+(-1.02)=762.92mm将气压的单位由mm汞柱换算为hPa：762.92mm=1017.2 hPa 气象常用表(第二号)4海平面气压订正本站气压只表示当地海拔高度上的大气压强。气象上为了比较各地气压的大小，分析水平气压场，必须将各地的本站气压统一订正到海平面上，这种订正称为海平面气压订正或高度差订正，订正后的气压称为海平面气压。海平面气压（P0）= 本站气压值（Ph）+ 高度差订正值（C）（1）海拔高度低于15.0m时，高度差订正值为式中：h为当地海拔高度；t为当地年平均气温。（2）当海拔高度达到或过15.0m时，高度差订正值的计算方法如下：计算空气柱平均温度式中：tm为空气柱平均温度；t为观测时的气温；t12为观测前12小时的气温；h为当地海拔高度。用tm和h，由气象常用表（第三号）第四表查算出M值。用本站气压Ph 和M值计算出高度差订正值，计算公式为（二）空盒气压表空盒气压表又称固体金属气压表、变形气压表或弹性压力表，如图4-2所示，空盒气压表是一种便携式的气压观测仪器，便于携带和使用，适于野外观测使用。图4-2 空盒气压表空盒气压表利用金属空盒的弹性力与大气压力相平衡的原理制成，由感应部分、传递放大部分和指示部分构成。感应部分是一个或一组有弹性的密闭圆形金属空盒，金属空盒内近似真空，盒的两面都有圆形波纹，用以增大金属空盒的弹性。气压增大时，盒面内凹，气压减小时，盒面外凸。空盒的一端固定在底座上，另一端与传动放大部分连接。传递放大部分由传动杆、水平轴、拉杆、游丝等部件组成，将感应部分的微小变形进行传递放大1000倍以上，并带动指针偏转。指示部分由指针、刻度盘和附属温度表组成，根据指针在刻度盘上位置，即可读得当时的气压值。附属温度表用于读取附属温度。空盒气压表的观测及订正方法如下：观测附属温度表，读数精确到0.1。用手指轻击空盒气压表表面。待指针静止后，读取指针所指示的气压值，读数精确到0.1hPa。刻度订正：刻度订正是为了消除空盒气压表的刻度误差。对照气压读数值在空盒气压表检定证中查出刻度订正值，用气压读数值和刻度订正值相加得到的代数和，即为经过刻度订正后的气压值。温度订正：温度订正是为了消除温度的变化对金属空盒的影响，在空盒气压表检定证中查出温度变化1时的气压订正值，与附属温度值相乘得到温度订正值，再用经过刻度订正后的气压值和温度订正值相加得到的代数和，即为经过温度订正后的气压值。补充订正：补充订正是为了消除空盒气压表的残余变形引起的误差。在空盒气压表检定证中查出补充订正值，用经过温度订正后的气压值和补充订正值相加得到的代数和，即为实际的气压值。（三）气压计气压计又被称为自记气压计、空盒气压计，是自动、连续记录气压变化的仪器。由感应部分（金属弹性膜盒组）、传递放大部分（杆杠）和自记部分（自记钟、笔挡、自记笔、自记纸）组成，如图4-3所示。图4-3 气压计气压计的感应部分通常由57个空盒串接而成，其感应原理与空盒气压表相同。空盒的底轴固定在双金属片上，双金属片用以补偿温度变化对空盒变形的影响。气压计的传递放大部分和自记部分与双金属片温度计基本相同。由于自记钟筒走时的快慢，感应部件反应的滞后，传递机械的摩擦等原因，气压自记纸上的读数往往存在误差，需要进行时间订正和读数订正，订正方法与双金属片温度计、毛发湿度计相同。附送：2019年(秋)六年级生物上册 4.4物体的沉浮教案 上海版一、教材分析本节课的教学内容是人教版八年级下册第十章第三节物体的浮沉条件及其应用第一课时，教学对象：八年级学生。课程标准对本节课的要求是：让学生知道物体的沉浮条件及其应用。从这节课教材的地位来看，它是学生运用浮力知识，分析解决实际问题，使浮力知识在这节课中得以升华与拓展。本节课是建立在上一节阿基米德原理的基础上，通过实验探究让学生观察乒乓球在清水和盐水中的浮沉现象；通过简单的受力分析让学生加深对物体浮沉现象的认识，知道物体在不同状态下对应的浮力与重力大小关系，从而得出物体浮沉条件；引导学生运用控制变量法分析出改变物体浮沉两种的方法；通过实验演示和讲授可以帮助学生弄清楚轮船、潜水艇、气球与飞艇的工作原理。二、学情分析由于这节课教学对象是八年级学生，他们的好奇心和求知欲都很强，因此在教学过程中需要注意激发学生的学习兴趣。从知识储备上看，学生已经学习了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相关知识。虽然他们在生活中已经对常见的物体的浮沉现象有了大致了解，但是毕竟没有经过系统学习，难免会有一些潜在的模糊的甚至是错误的意识，比如：物体的浮沉状态究竟有哪些？物体浮沉条件是怎样的？是不是重的物体就一定会下沉，而轻的物体就一定会上浮等等。而这些问题如果不解决就会一直困扰着学生。因此在教学中我设计了较多的能体现学生的主体地位的活动，如：让他们多动手实验，多观察现象，留给他们足够多的时间去思考，真正帮助学生纠正认知上的错误，理解他们所学的知识。三、教学目标1、知识与技能（1）知道物体的浮沉是由物体在液体中所受浮力与重力的大小关系决定的；（2）知道F浮G，F浮G，F浮=G这三个表达式的含义。能综合运用阿基米德原理、二力平衡等知识来讨论浮沉条件。（3）知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。2、过程与方法（1）通过实验探究和受力分析，得出物体的浮沉条件；（2）通过对演示实验的观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。3、情感态度与价值观（1）初步认识科学技术对社会发展的影响；（2）初步建立应用物理知识解决实际问题的意识。四、教学重、难点的确定重点确定：物体的沉浮现象学生虽然在生活中常见，但对物体的浮沉现象和浮沉条件并不一定清楚明白，而这个结论又是本节课的后续教学基础，因此把物体的浮沉现象及学生对浮沉条件理解定为本节课重点；说到轮船的工作原理，学生也是略知一，但对轮船为什么能漂浮以及排水量的知识都存在认识误区，因此把轮船工作原理就定为本节课的第二个重点。难点的确定：由于物体的沉浮条件内容较多，如果学生对此理解不到位，就会直接影响到本节课的后续教学内容浮力应用的学习，所以把学生对该条件的理解确定为本节课的教学难点；而学生在学习轮船、潜水艇的工作原理时，由于涉及到对前面所学知识的综合运用，这可能会造成学生思维上的混乱，因此把这部分知识也定为本节教学的难点。五、教法： 采用学生探究和教师演示实验法、讲授法和谈话法相结合的教学方法。五、教学策略设计本节课在教学的指导思想上，始终坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，通过教师创设问题情境和有效的设问引导，让学生亲历物理知识的构建过程；在教学方法和手段上，采用学生实验探究与教师、学生演示实验相结合、观察实验现象与作图受力分析相结合，归纳与比较详解、物理理论知识与生活实际等多种方法，并辅以多媒体等手段，把教学过程设计成以学生对浮沉现象认识的实验探究为切入点，以观察实验和已有知识为基础，以问题为主线的师生对话交流的过程；在学法指导上，让学生尝试自己观察思考、描述实验现象，分析概括，得出结论；使学生在获取知识过程中，领会物理学的研究方法，受到科学思维方法训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。 六教具：多媒体课件、玻璃水槽一个，自制潜水艇模型，等体积的铝片两个，盛液筒1个，水适量，气球和氢气球各一个学具：分组实验：15组，每组：200毫升和50毫升各1个，玻璃棒1个，盐60克，一次性纸杯1个，装适量沙子的乒乓球 1个，水适量七、教学流程图知识回顾漂浮、悬浮、下沉、上浮创设情景 导入新课引出问题：物体的浮沉条件及应用完成对乒乓球浸没在清水和盐水中的浮沉现象观察实验探究； 观察感知浮沉现象讲授新课：一、物体的浮沉条件浮沉条件利用多媒体课件来对浸没在液体里的物体进行受力分析比较悬浮和漂浮；下沉和沉在容器底部的异同点实验探究 总结规律总结物体的浮沉条件；1、G不变，F浮改变； 演示实验得出轮船原理（老师做）二、如何改变物体的浮沉条件2、F浮不变G改变；演示实验：潜水艇模型的浮沉(学生做)1、轮船:工作原理、排水量、漂浮、浮力大小不变且等于重力F浮不变G改变；演示实验：潜水艇模型的浮沉(学生做)2、潜水艇：演示实验，分析在水面下时浮力与重力的变化F浮不变G改变；三、物体的浮沉条件的应用3、气球和飞艇：演示对比实验，原理-物G物 （1）原理八、教学过程设计教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图一、知识回顾：阿基米德原理及表达式二、创设情境，引入课题先向学生展示先向学生展示四张不同物体浮沉的图片，其中一张是关于潜水艇的照片。让学生说出它们的浮沉情况.教师倾听，必要时帮助纠错问：潜水艇这么一个庞然大物，却能自由地上浮与下沉，同学们想知道它的浮沉原理吗？提出问题：为什么这些物体的浮沉情况不一样？并继而提出：物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？从而引出本节课的主题：物体的浮沉条件及应用。积极思考，回答问题观察好奇兴奋思考回答为后面改变浮力大小变化以及轮船从海里到河里，排开液体体积等问题的解决提供必备的知识用贴近时事和生活的例子引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。三、讲授新课：一、物体的浮沉条件1、实验探究： 按照幻灯片的图示，完成对装有适量沙子乒乓球浸没在清水、盐水中的浮沉现象观察实验探究；结合多媒体图片对悬浮和漂浮，下沉和沉底进行对比。观察到装适量沙子乒乓球的物体浮沉情况是：下沉-沉在容器的底部；悬浮；上浮-漂浮。回答让学生通过观察该实验感知装有适量沙子的乒乓球浸没在清水和不同密度的盐水中的浮沉现象。用FLASH帮助学生加深印象2受力分析：让学生回顾物体在液体中的几种常见状态：漂浮、悬浮、下沉、上浮，提问学生，为什么不同的物体放到液体中会有不同的状态？让学生说出自己的想法。引导学生从受力分析角度，探究物体的浮沉条件。并对物体处于漂浮和悬浮这两种状态以及下沉和沉在容器底部的浮沉情况的异同加以比较3.总结规律，得出物体的浮沉条件：师生共同得出物体的下沉与上浮条件：上浮：F浮G 向上运动 漂浮：F浮=G静止 V排 V物悬浮： F浮=G V排=V物 静止 下沉：F浮G 向下运动 沉在容器的底部。F浮G静止引导学生思维：从受力分析角度探讨问题。先让学生对物体在液体中处于上浮和下沉两种运动状态进行分析，然后对物体静止在液体的三种状态进行受力分析，得出物体处于这五种状态时要满足浮力与重力的大小对应关系即物体浮沉条件。用课件总结出物体下沉与上浮条件，并将结论写在黑板上。引导学生分步对物体进行受力分析。思考回答观察思考分析回答理解记忆由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力。通过老师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。让学生对物体进行受力分析，培养学生的理论分析能力。利用多媒体课件解释物体的浮沉条件，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于让学生的把感性认识上升到理性认识。通过总结让学生对物体的浮沉条件有系统的了解。通过进一步提问，加深学生对物体浮沉条件的认识，让学生明确漂浮与悬浮是物体在液体中的两种状态，而下沉和上浮则是两个过程。二、如何改变物体的浮沉条件得出改变物体的浮沉的方法是：1、 G不变， F浮改变；2、F浮不变， G改变接着，观察现象后得出：演示实验中采用了G不变，采用“空心”的办法，增大排水体积，从而增大可利用的浮力，使物体漂浮于水面。从而揭示了轮船的工作原理.以此进入第三个内容的学习，物体浮沉条件的应用。引导学生分析物体浮沉得出物体的浮沉是由物体所受的浮力与重力的大小关系来决定的。教师的演示实验两张完全相同的铝片，一个制成空心方槽，另一个不变，先后放入水中思考分析讨论观察并尝试说说演示实验中是通过什么方法来改变它们原来的浮沉情况对此问题的讨论，为后面讲解轮船、潜水艇和气球和飞艇原理储备了知识，让学生体会到物理知识在科技生活中的应用价值，激发学习物理的热情。演示实验中改变物体的浮沉让学生想到了轮船的原理，为下一个专题浮力的应用完成了一个很好的过渡。三、物体的浮沉条件的应用1、轮船:1）工作原理：采用_的办法，增大_ ，从而增大可利用的_.2）排水量：轮船的大小用排水量来表示:轮船满载时排开水的质量 3）由于轮船在河里和海里都是漂浮，因而所受浮力相同，且有浮力与重力大小相等4）同一艘轮船从河里到海里，船会上浮些还是下沉些？为什么？2、潜水艇的浮沉原理。1. 让学生亲自参与教师自制潜水艇模型演示实验来感受潜水艇的浮沉原理:2、引导学生运用物体的浮沉条件来解释潜水艇的浮沉原理。 漂浮：F浮=G下沉：F浮G3、气球和飞艇原理：物G物教师引导学生对实验结论进行总结：即对于密度大于水的物体如钢铁材料可以做成空心，这样可以增大排水体积，从而增大可利用的浮力，使物体漂浮于水面-轮船原理教师从排水量来解释，用多媒体展示从物体浮沉条件及阿基米德原理来解释的内容。提示学生：潜水艇能自由的浮沉，要得益于潜水艇的特殊构造潜水艇有两个储水仓，储水仓能自由地进行充水和排水，从而改变潜水艇自身的重量潜水艇也是用钢铁作成的，可它为什么能在水中上浮和下潜呢？ 总结：潜水艇是靠改变自身重力来达到改变浮力和重力的关系，从而决定上浮或下潜的。分析：潜水艇浸没水中后浮力 的变化 对比实验：一个充入空气和另一个充入氦气的气球，同时释放，让学生观察它们在空气中的不同状态，从而得出气球升空的原理。阅读课本58页，了解轮船相关知识，思考回答幻灯片的内容。学生分析思考讨论回答观察潜水艇模型在水中的运动情况，思考潜水艇是怎么利用浮沉条件来实现浮沉的。听讲观察思考，回答观察思考，回答通过老师一步步的引导，提高学生的逻辑推理能力；并将规律教学导入应用阶段，培养学生学以致用的能力，让学生感受到物理的科学性和实用性。通过自制模型向同学们展示潜水艇上浮和下潜的过程。引导学生利用物体的浮沉条件，分析潜水艇上浮，下潜的原因。有机地融入了演示实验，帮助学生对知识的理解。六、板书设计： 第三节 物体的浮沉条件及应用一、物体的沉浮条件：上浮：F浮G 向上运动 漂浮：F浮=G静止 V排 V物悬浮：F浮=G V排=V物 静止 下沉：F浮G物，物体在空气中