托里拆利实验是初中物理“大气压”教学内容中一个非常重要的演示实验。该实验不但可以证明大气压的存在，而且还可以测出大气压的数值（出于水银有毒性的安全考虑，现在的托里拆利演示实验多用学生观看录像来代替了）。然而，在历次的托里拆利实验演示（或看录像）之后，总有相当一部分学生对该实验不理解，主要是弄不清楚玻璃管中76 cm高水银柱的压强，为什么会等于外界的大气压强，即便教师费尽口舌，从液体内部不同深度压强变化的角度去分析，也仍然只有为数不多的学生达到似懂非懂的地步。这很可能与大气压比较抽象有关，对于空气人们看不见，也摸不着，大气压强我们又感觉不到，不像人在水中能感觉到水压强的存在。所以，对于初中生来讲，大气压强是非常抽象的。为此，笔者尝试采用类比的教学方法，如同用水流作比来讲解电流、用水压作比来讲述电压一样—用液体内部的压强作比来讲解大气压强，收到了意想不到的教学效果。 现将笔者在托里拆利演示实验前的教学过程实录如下，以期得到大家的指点。
一、复习提问
教师：液体内部为什么会有压强？
学生：因为液体有重力。
教师：液体内部的压强有何特点？
学生：液体内部向各个方向都有压强；同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体内部的压强随深度的增加而增大；深度相同时，液体的密度越大，压强越大。（学生回答的这些内容，均来自课本，而且是以前作为重点来学习的，所以回答得很顺利。这是本节课导入的重要依据。）
二、新课讲解
1.引入
教师：在茫茫宇宙中，我们所赖以生存的这颗蓝星球—地球，被一层厚厚的大气所包围。如果把大气层比作海洋的话，那么，我们人类就生活在这个海洋的最底层。大气“海洋”的厚度大约有80 km。与一般海洋不同的是，大气“海洋”没有明确的界面，只不过越往上空气密度越小，当高度上升到距地面80 km时，空气变得非常稀薄，已接近于真空了。那么，请同学们思考一下，空气有没有重力呢？什么现象可以证明你的观点呢？
学生（思考后回答）：空气有重力。不然的话，空气就不会附着在地球的周围，而应该跑到太空中去了。
教师：回答得很好。大气层之所以能“消防正压送风口钉”在地球的周围，没有逃逸到太空之中，就是因为空气受到地球的吸引力，也就是说，空气有重力！既然空气有重力，又具有流动性，跟液体类似，空气对“浸在”它中间的物体也应该会产生压力，从而产生压强，这就是今天我们要学的内容—大气压强（板书课题：14.3大气压强），大气压强简称为大气压。
教师：同学们是否感受到大气压力的存在？
学生（互相观望后，摇头）：没有。
教师：能猜一下原因吗？
学生：可能是因为大气压太小了，所以我们感觉不到。
教师：同学们猜的也许是对的（未对学生的猜想加以评判，而是对“也许”二字加重了语气。多数学生认为“可能是因为大气压太小了”，这非常符合学生的认知特点，通过后面的
一些实验，让事实来改变学生的这种错误观点）。下面，我们研究一下能否用实验测出我们认为非常小的大气压的数值来。
2.演示
氢氧发生器在方形玻璃水槽内倒入清水，拿一个两端开口的粗玻璃管，一端用橡皮膜封闭（橡皮膜扎得不太紧，而且用的是绿橡皮膜，便于学生观察），在演示之前提问。
教师：将玻璃管封橡皮膜的一端插入水中，有何现象发生？
学生：橡皮膜会向上凸起。
教师：为什么？
学生：因为橡皮膜的下面受到水向上的压强。
做演示实验，左手将玻璃管插入水中，可以看到绿橡皮膜的确在向上凸起。右手端起一杯用墨水染红的水（告诉学生染只是为了便于观察，其密度与清水密度一样），准备倒入管中，未倒之前，提问。
教师：向管内倒水时，肯定会改变橡皮膜的形状，在我未倒水之前，同学们能预测一下橡皮膜形状的变化规律吗？
学生（思考后回答）：如果管内的水面低于槽中的水面，橡皮膜仍向上凸；若管内水面高于槽中水面，橡皮膜将向下凹；如果管内水面与槽中水面相平，橡皮膜应该是平的。
教师：好，我们让事实来评判。
进行演示，发现与学生预测的一样（此时，全体学生无不流露出胜利的喜悦），然后提出新的问题。
教师：在刚才的演示中，我们向管内倒入的是水。请同学们思考一下，如果我们向管内倒入的不是水，而是水银，那么，倒入多深的水银，才可使橡皮膜的上下压强相等，从而使橡皮膜是平的呢？
学生：（思考一段时间后）：当水银的深度是管外水深度的1/13.6时，橡皮膜是平的（由于水银有毒，所以，该演示可做，但未做，而是在黑板上画出了演示的示意图（如图1所示），并在图的旁边注明p汞=p水，以加深学生对玻璃管内外压强相等的印象。
图1
3.建立物理模型，设计理想实验
板书：假设某人身高170 km，手里拿着一根长100 km的玻璃管油门拉线
学生（还未等板书完，便有很多学生大声地指出“纰漏”）：老师，您把单位写错了！不应该是千米，应该是厘米！
教师（回头给学生一个鬼脸）：老师没有写错，我写的是“假如” 。
然后笔者用粉笔在黑板上快速地勾勒出一幅简笔画（如图2所示）：一人手拿玻璃管，站在齐腰深的“大气海洋”中，并向学生作简要的画面说明。学生都会意地笑了—平时，学生非常佩服笔者的简笔画“功底”。
图2
学生：这个人不能站起来！
教师（愕然）：为什么？（其他学生也感到诧异。）
学生：没法呼吸！（师生恍然大悟。这时课堂气氛异常活跃。）
教师：××同学非常善于思考，能注意从“生活”中发现问题，这也是我们以后在物理学习中应该倡导的。是的，该人若真的想站起来做实验的话，请大家给他想个办法。学生甲：戴潜水员用的呼吸面罩。
学生乙：拿根长管子，一头插入大气层中，另一头套在鼻子上。
这样的讨论效果很好，一方面活跃了课堂气氛，另一方面使学生对大气层有了直观的理解，也为学生理解大气压强奠定了基础。
教师：同学们出的这些“怪招”非常好，也是较为实用的。假如这位“高人”（学生笑了）将手中的100 km长的玻璃管在大气层之外用橡皮膜封住一端，然后管口朝上插入大气层中，同学们想象一下，将会有什么现象发生？
学生（不加思考地）：应该与我们刚才做的演示一样，橡皮膜向上凸起。
教师：同学们再思考一下，能否用刚才我们演示的方法，测出某地大气压的大小？应该怎样来做？
学生（思考后回答）：将玻璃管有橡皮膜的一端从大气层之外一直插到地面附近，然后从上端向玻璃管内倒水，当橡皮膜变平时，就说明管内水的压强与管外的大气压强相等，用刻度尺量出水的深度，就可以算出大气压。
教师：××同学的方法大家说好不好？
学生（齐声回答）：好！（教室内响起热烈的掌声）方形磁铁
教师：该方法不是一般的好。应该说是非常的漂亮！（有学生小声说：可惜没有这么高的人）同学们，在做这个想象中的实验时（告诉学生，这样的实验，物理学中称之为理想实验，这也是研究物理问题的一种方法），如果不小心玻璃管上方进入了空气，对实验有没有影响呢？
学生：应该会有影响吧，因为管内若进入空气，管内也有大气压强了，管内水的压强将小于管外的大气压强。
教师：你的分析是正确的。看起来，我们想象中的这位“高人”，想用这根长管子测量大气压的话，管口只能在大气层之外，绝不可以倾斜而让外面的空气进入。同学们再估猜一下，
向管内倒多高的水，橡皮膜才会变平呢？（这个问题较难，学生很难估测出来。）猜不出？好，我再换一个新的问题：水柱的高度会不会等于80 km？
学生：肯定不会！应该比大气层的厚度小得多。因为空气的密度比水的密度小得多。
教师：大家的观点非常正确！我告诉大家结果—当水柱的高度达到大约10 m时，管子下面的橡皮膜就变平了。（惊愕的表情写在学生的脸上，大家议论纷纷：太大了吧。）对这个结果同学们大都持怀疑态度，与我们开始的猜想差距甚大，10 m深水的压强确
实很大，它相当于五六个人摞在一起，摆成“人塔”对地面产生的压强！好，我们马上就通过实验来告诉大家。还是回到刚才的问题讨论，若10 m高的水柱能使橡皮膜变平的话，如果换成水银，其高度大约是多少呢？
学生（思考后回答）：应该不到1 m，因为水银的密度是水密度的13.6倍。
教师：“高人”用100 km长的玻璃管做实验来测量大气压，如果在管中注入水银的话，水银柱的高度还不足1 m，管子这么长，既不方便，也是一种浪费，请同学们思考一下，能不能将该装置上面没有水银的空管用锯锯掉，单留下面1 m长的短玻璃管来测量呢？若可以
的话，那岂不方便多了？
丝锥磨床
学生：不可以，上面的管子锯掉之后，外面的空气就进入玻璃管了。
教师：有没有一种方法，既可以锯掉上面的玻璃管，又不让外界的空气进入呢？
学生甲：用纸堵住锯开的管口。
学生乙：用高温将锯口烧化，焊接住。
教师：我们不如取根一端封闭的玻璃管了。既然用1 m长的玻璃管就可以做此实验，我们就没有必要去劳驾“高人”，咱们“常人”在大气层“海洋”的最底层也应该能做此实验。好，下面我们来进行该实验。
板书：托里拆利实验。
接下来让学生观看托里拆利实验的演示录像。与本节课相关的一些演示实验，诸如“覆杯实验病房呼叫系统”“瓶吞鸡蛋实验”等，均放在了托里拆利实验之后，用来加深学生对大气压的理解。
三、结束语
课堂反馈发现，这样导入的结果，绝大多数学生能理解该实验，知道管内水银柱的压强等于外界大气压的原因，明白道理之后，再谈大气压的应用，课堂教学就顺利多了。
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