3.知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用。
2.知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小,知道感抗與哪些因素有關(guān)。
1.理解為什么電感對交變電流有阻礙作用。
(二)通過升高溫度從而獲得壓縮氣體
啟發(fā) 運用我們學(xué)過的氣體的實驗定律思考一下,還有什么方法可以得到壓縮氣體?
復(fù)習(xí)氣體實驗定律 查理定律:一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,壓強與熱力學(xué)溫度成正比。
結(jié)論2 (板書結(jié)論)2.一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,升高溫度,氣體的壓強增大,也可獲得壓縮氣體。
3.運用所學(xué)知識分析實際問題:
引入問題的分析 米為什么能爆成爆米花?
學(xué)生討論并解釋 根據(jù)查理定律,空氣受熱后,壓強增大,打開蓋子瞬間,由于內(nèi)部壓強遠大于外界大氣壓,米就被炸開了,成了爆米花。
應(yīng)用1 公交車的車門開關(guān)就是應(yīng)用壓縮氣體來工作的,車門是如何被打開和關(guān)閉的?請同學(xué)們觀察圖片加以解釋。
引導(dǎo)學(xué)生邊觀察圖片邊分析
開門:售票員或司機向右拉動電磁控制閥,壓縮氣體從總進氣管進入氣缸的左側(cè),壓縮氣體壓強較大,向右推動活塞,通過傳動機構(gòu),門就被打開。
關(guān)門:售票員或司機向左拉動電磁控制閥,壓縮氣體從總進氣管進入氣缸的右側(cè),壓縮氣體壓強較大,向左推動活塞,通過傳動機構(gòu),門就被關(guān)閉打開。
應(yīng)用2 1965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開“上升二號”飛船密閉艙,系者安全帶第一次實現(xiàn)了人類到茫茫太空中行走的夢想。但在返回飛船時卻遇到了意想不到的困難,因為太空幾乎為真空,他的宇航服有些向外膨脹,很難從密封艙的接口處鉆回艙內(nèi)。試估計宇航員在太空行走時每平方米宇航服上所承受的壓力。他應(yīng)用什么方法可以安全地回到密封艙內(nèi)?
引導(dǎo)學(xué)生思考
(1)由于宇航服內(nèi)部的氣體必須是大氣壓,而外界是真空,壓強幾乎為零。所以每平方米上的氣體壓強就是大氣壓強。
解: F=p0S=1.0×105Pa×1m2=1.0×105N
(2)可采取的方法(引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用前面所講的兩種方法著手解決這一問題)
①根據(jù)查理定律,降低宇航服內(nèi)氣體的溫度,從而減少內(nèi)部氣體的壓強,使宇航員回密閉艙。
②排出一些宇航服內(nèi)的氣體,從而減少內(nèi)部氣體的壓強,使宇航員回密閉艙。(但此舉很危險)
應(yīng)用3 高壓鍋有很好的密封性,基本上不漏氣。鍋蓋中間有一個排氣閥,上面套有類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住。當(dāng)加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時,氣體就能把限壓閥頂起來,部分蒸汽即從排氣孔排出鍋外。已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量是0.1kg,排氣孔直徑為0.3cm,則鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少?已知每增加3.5×103Pa,水的沸點相應(yīng)增加1℃,則這只高壓鍋內(nèi)能達到的最高溫度是多少?(g取10m/s2)
分析 什么時候氣體把限壓閥頂起來?只有當(dāng)內(nèi)部氣體的壓力和外部氣體的壓力之差剛好等于限壓閥的重力時,才把限壓閥頂起來。
解答 pS-p0S=mg
p= p0+= p0+
=(1.013×105+)Pa
≈2.428×105 Pa
由于水的沸點每升高1℃,氣體壓強增加3.5×103Pa,,所以高壓鍋內(nèi)氣體溫度最多能達到的值為t:
t=100℃+℃
=140℃
實驗3 潛水艇是怎樣完成潛入水中和浮起來的工作的呢?我們先來做一個小實驗,請大家仔細觀察并解釋其中的原因。
在一個量筒內(nèi)放入大半筒水,里面放入一個倒置的小瓶,小瓶內(nèi)留有大約一半水,使其能剛好浮出水面;再用橡膠薄膜把量筒口密封,如圖所示。當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時,觀察所發(fā)生的現(xiàn)象,并加以解釋。
學(xué)生觀察現(xiàn)象并做出解釋 當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時,根據(jù)玻意耳定律,量筒內(nèi)氣體壓強增大,將水壓入小瓶內(nèi),小瓶內(nèi)排開氣體的體積減小,所受浮力減小,所以小瓶就下沉。撤去外力時,量筒內(nèi)氣體壓強恢復(fù),小瓶內(nèi)氣體被排出,浮力增加,小瓶又浮出水面。
潛水艇的工作原理與此次相仿,請同學(xué)們回去自己查找相關(guān)資料,大家互相交流一下。
4.課堂小結(jié):
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們復(fù)習(xí)了氣體的兩條實驗定律,即玻意耳定律和查理定律,知道了獲得壓縮氣體的兩種方式:一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時,減小氣體體積可增加氣體的壓強,從而獲得壓縮氣體;一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,升高溫度,氣體的壓強增大,也可獲得壓縮氣體。并且,我們還通過對一些生活、科技中壓縮氣體的實例研究,學(xué)會了運用氣體的實驗定律解釋實際問題,并能進行定量運算。
5.課后作業(yè):
(一)通過減小氣體體積從而得到壓縮氣體
實驗2 “扁平塑料瓶實驗”--將扁平塑料瓶底部的四面用針對稱地刺幾個小孔,灌入大半瓶水。
實驗分兩步完成:
(1)擰緊瓶蓋,觀察現(xiàn)象;打開瓶蓋在觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象 蓋緊瓶蓋,水流出少部分后不會再流出,打開瓶蓋,水流出。
(2)從不同方向擠壓瓶蓋,觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象 從扁平的一側(cè)擠壓瓶子,水會流出;從窄的一側(cè)擠壓瓶子,水不會流出。
討論并分析實驗中包含的物理原理
(1)蓋緊瓶蓋,流走部分水,氣體體積增加,根據(jù)玻意耳定律,瓶內(nèi)氣體的壓強減小,比外界大氣壓小,故水不會再流出。打開瓶蓋,水上方和下方均為與大氣相通,壓強相等,水由于重力作用而流走。
(2)蓋緊瓶蓋后,瓶內(nèi)氣體質(zhì)量一定,從扁平一側(cè)擠壓瓶子,氣體體積減小,根據(jù)玻意耳定律,瓶內(nèi)氣體的壓強增大,大于大氣壓,故水會流出。而從窄的一側(cè)擠壓瓶子,將會使氣體體積增大,同樣根據(jù)玻意耳定律,氣體壓強將減小,所以水不會流出。
結(jié)論1 (板書結(jié)論)二、壓縮氣體的獲得:
1.一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時,減小氣體體積可增加氣體的壓強,從而獲得壓縮氣體。
啟發(fā) 今天,我們就先來討論,如何獲得壓縮氣體。請大家根據(jù)學(xué)過的知識,提出獲得壓縮氣體的方法。
2、壓縮氣體的獲得
1、引入課題
情景 展現(xiàn)一組生活實際中的爆米花的實例圖片(如圖所示)。
問題 大家看見過爆米花嗎?為什么最后“砰”的一聲巨響后可以把玉米爆成爆米花?
討論 學(xué)生猜測中的原因。
實驗1 展現(xiàn)一個充滿空氣的氣球,請學(xué)生用力擠壓,體會體積不斷減小時,手上感覺到壓力越來越大。
提出概念 像上面所舉的實例中可看出氣體溫度或體積改變時,氣體的壓強會隨之發(fā)生變化。我們把儲存在高壓容器中的氣體稱為壓縮氣體。
板書 D 壓縮氣體的應(yīng)用
3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計可分為四個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),從學(xué)生身邊的實例出發(fā),結(jié)合學(xué)生所熟悉的問題,引入壓縮氣體的概念。
第二環(huán)節(jié),讓學(xué)生動手操作并觀察“扁平塑料瓶”實驗,體會獲得壓縮氣體的第一種方式,即一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時,減小氣體體積可增加氣體的壓強。再復(fù)習(xí)學(xué)過的氣體實驗定律,歸納得到一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,升高溫度,也可得到壓縮氣體。
第三環(huán)節(jié),應(yīng)用所學(xué)的知識解釋實際生活中壓縮氣體的問題。
1、教學(xué)流程圖
2、流程圖說明
情景 例舉實例,展現(xiàn)圖片。展示生活中爆米花的圖片,體會壓縮氣體在實際生活中的運用,從而引入課題。
實驗1 擠壓充滿氣體的氣球,感悟到氣體體積越小,壓強越大,從而引入壓縮氣體的概念。
實驗2 扁平塑料瓶實驗,觀察蓋緊和打開瓶蓋兩種情況下,水流的情況,再從不同的方向擠壓塑料瓶,觀察水流的情況。從實驗中體會,一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變,減小氣體體積時,壓強增大,水流加快。
實驗3 動手制作沉浮子,體會壓縮氣體的應(yīng)用,學(xué)會運用所學(xué)知識進一步解釋實際問題。
應(yīng)用1 展示大客車的車門開關(guān)的原理圖,運用所學(xué)的知識解釋這一現(xiàn)象,體會壓縮氣體在實際中的一種應(yīng)用。
應(yīng)用2 觀察宇航員的宇航服在太空中的情況,討論、分析,如何將膨脹的宇航服體積減小。這一問題可以有不同的解決方法,從而進一步理解,獲得壓縮氣體不同途徑。
應(yīng)用3 分析高壓鍋的工作原理。并通過具體的運算,體會升高溫度從而獲得壓縮氣體的方法。
本設(shè)計的內(nèi)容包括三個方面:一是通過實際例子提出壓縮氣體的概念,二是研究獲得壓縮氣體的兩種方法:對扁平塑料瓶的實驗研究,得到一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時,減小氣體體積可增加氣體的壓強;從氣體的實驗定律出發(fā),得到要獲得壓縮氣體,也可使一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,升高溫度,三是應(yīng)用所學(xué)的知識解釋實際生活中壓縮氣體的問題。
本設(shè)計的基本思路是:從生活實際中的問題出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并提出壓縮氣體的概念,然后,從簡單的實驗著手,加上通過前兩節(jié)所學(xué)的氣體兩條實驗定律的復(fù)習(xí)得出獲得壓縮氣體的兩種方式:一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時,減小氣體體積可增加氣體的壓強;一定質(zhì)量的氣體,在體積一定時,升高溫度也可得到壓縮氣體。再引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的氣體實驗定律解釋生活實際中壓縮氣體的問題。
本設(shè)計要突出的重點是:壓縮氣體的獲得以及壓縮氣體在實際生活中的應(yīng)用。方法是讓學(xué)生自己動手做扁平塑料瓶的實驗和復(fù)習(xí)學(xué)過氣體的兩條實驗定律,將所學(xué)的知識與生活實際相結(jié)合,先討論得到獲得壓縮氣體的兩種方式,再例舉一些實際中壓縮氣體的應(yīng)用實例,引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識解釋實際的問題,再組織學(xué)生動手做沉浮子實驗,進一步體會所學(xué)的知識,加深對知識的理解。
本設(shè)計要突破的難點是:綜合應(yīng)用氣體的實驗定律來解釋生活實際中的壓縮氣體的應(yīng)用問題。方法是:先通過扁平塑料瓶實驗激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象中找規(guī)律,再通過兩條氣體實驗定律的復(fù)習(xí),加深對壓縮氣體的理解。再通過例舉學(xué)生熟悉的大客車車門、宇航服、高壓鍋以及潛水艇等問題,與學(xué)生共同討論壓縮氣體的問題。
本設(shè)計中通過學(xué)生動手實驗和復(fù)習(xí)學(xué)過的氣體實驗定律的知識兩個角度著手,研究壓縮氣體,并運用所學(xué)的知識解釋壓縮氣體在實際中的運用實例。通過學(xué)生動手實驗,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,感悟生活中的壓縮氣體的實際運用;通過學(xué)生的相互合作,共同討論,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,并學(xué)會將所學(xué)的物理知識運用到實際生活中。
完成本設(shè)計的內(nèi)容需一課時。
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