八年级物理下册第十章教案科教版.docx
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八年级物理下册第十章教案科教版
第十章压强
一、压强
授课地点:
物理实验室
授课时间:
1课时
【仪器材料】 一头削尖的铅笔、酒瓶、海绵、橡皮泥、沙盘、细沙、体重计、方格纸等
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 正确理解压强概念和压强公式,能用压强公式进行简单计算;
(2)结合生活实际明确改变压强的方法,培养学生应用知识的能力;
(3)在实验探究中,提高学生的观察能力、分析能力和操作技能。
2. 过程与方法
(1) 经历实验探究过程,学习控制变量法;
(2)在压强概念的学习中,理解比值定义的方法;
(3)通过简单估算处理,使学生体会、学习估算的思想和方法。
3. 情感、态度与价值观
(1)通过实验探究,激发学生学习物理的兴趣,使学生认识科学方法的重要性;
(2)通过对日常生活、生产中压强现象的解释,培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识 应用于日常生活、生产的意识。
【教学重点】
理解压强概念。
【教学难点】
比值定义法定义压强。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、认识压力
复习提问:
力的作用效果是什么?
回答:
使物体发生形变或改变物体的运动状态。
演示小实验:
向下按海绵;将钢尺一端搭在讲桌上,另一端悬空,向下压悬空部分,让学生观察形变,描述力的方向。
学生观察现象,初步理解压力的概念。
总结:
例子中的物体都受到了压力。
压力是垂直作用在物体表面上的力。
二、压强的引入
1.探究主题的引入
带领学生做图10-1-3的小实验,让学生描述手指的感觉。
学生回答:
摁住笔尖的手指比较疼。
教师提出问题:
压力的作用效果可能与哪些因素有关?
针对教师的设问积极猜想:
可能与施加的压力有关;与接触物体的大小、形状有关等等。
抓住学生猜想中含有科学成分的部分,给予引导,逐步逼近主题。
2.探究实验
演示实验:
将酒瓶放在一块厚海绵上,要求学生观察海绵的变化,并简单回答产生变化的原因。
学生观察演示实验回答:
海绵被压得凹下去了。
这是酒瓶给它的压力的作用效果。
边做实验边提问:
(1)改变酒瓶的质量,海绵有变化吗?
怎么变?
(往瓶中加沙)
(2)质量一定的酒瓶,改变它的放置方式会有什么现象?
说明了什么(原来竖放的酒瓶横放。
横放时稍微转动一下,观察海绵的变化;再把瓶子口朝下竖放)?
(3)除了海绵,我们还能用什么来显现压力的作用效果?
学生猜测:
(1)改变酒瓶质量,作用效果会发生变化;
(2)改变酒瓶的放置方式,海绵形变可能会变;
(3)用沙盘或者橡皮泥也能达到目的。
而且在拿走瓶子后,橡皮泥和沙盘还能保留作用效果。
指导各小组选择合适的材料,自行探究上述问题,记录实验步骤、现象,写出小组书面结论。
各小组选择不同的形变显示材料(海绵、沙盘、橡皮泥)实验,改变相关变量观察记录形变结果。
经讨论各组得出结论。
3.建立压强概念
比较各小组结论,选出有代表性的进行总结、提升:
压力的作用效果与压力的大小和受力面积都有关。
压力的作用效果与压力大小成正比,与接触面积成反比;
比较压力的作用效果,可以控制成反比的量——接触面积的大小,只比较同样面积上压力的大小。
即比较单位面积上所受的压力。
在教师的总结提升下明确:
影响压力作用效果的主要因素;
压力作用效果与各个因素的基本关系;
比较压力的作用效果要同时考虑压力和接触面积两个因素,可以控制一个,比较另一个。
这是“控制变量法”。
给出压强的概念:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
建立压强的概念。
三、压强公式及压强的单位
结合定义引出压强公式:
p=F/S;
给出压强的国际单位帕斯卡,单位符号Pa。
说明该单位是为了纪念法国科学家帕斯卡。
简单介绍帕斯卡的生平和学术成就。
(链接帕斯卡的相关资料)
理解压强公式,了解压强单位及相关物理学史内容。
要求学生根据公式找出帕斯卡与力和面积国际单位的关系。
在公式基础上指出,帕是很小的单位。
一颗瓜子平放在手心里对手的压强就有20Pa。
给出常用的压强单位。
由公式得出1Pa=1N/m2。
提问:
能否粗略估算自己对地面的压强?
需要知道哪些物理量?
如何测量?
(必要时出示方格纸,对学生进行估算指导)
回答教师的问题,意识到要利用压强公式来计算,明确需要测量的物理量。
对如何测量与地面的接触面积可能存在困难,学生在教师提示下明确测量方法。
学习如何估算面积。
给出教师的体重,实际测量鞋子的面积,估算教师自己对地的压强。
在教师带领下,初步估算受力面积,推出教师对地的压强。
发放方格纸,要求学生估算自己对地的压强。
兴致高涨,实际估算自己对地的压强。
四、改变压强的方法
设想每人穿一双底面积1m2的大鞋子,让学生计算此时他对地的压强。
与上题结果比较。
得出结论:
压力不变时改变受力面积能改变压强。
学生计算新的压强,进行比较。
实际生活中要根据需要限定压强的大小。
提问:
我们能通过改变哪些物理量来改变压强?
通常是改变哪些量?
改变压强可以改变压力和受力面积大小。
改变受力面积比较常见。
对照图10-1-6分析它们各自是需要增大压强还是减小压强?
主要是通过改变什么量来实现的?
你还能举出哪些生活中控制压强的例子?
结合图示分析书中事例。
明确增大压强要减小受力面积;反之要增大受力面积。
结合学生提出的例子,教师再提出一些实例(如订书机),一起分析分别是通过改变哪些量来实现目的的。
举出生活中控制压强的例子。
如:
菜刀、图钉、滑雪板等等。
和教师一起逐一分析。
带领学生讨论“发展空间”中自我评价的第2题。
针对第二题展开讨论,进一步理解改变压强的方法。
五、课堂小结
(1)建立起正确的压强概念;
(2)理解压强公式,能用压强公式进行简单估算;
(3)结合生活实例说明如何控制压强。
六、课后练习
让学生完成“发展空间”中自我评价的第1题,以及学生活动手册的内容。
【实践活动】
(1)分小组自主调查完成“火车通过铁轨对地面的压强和火车轮直接作用于地面的压强比较”研究性课题,写出调查报告。
(2)动手做一做“发展空间”中“压强知识在杂技中的应用”相关小实验,查询相关资料,写出实验体会。
【教学反馈】
压强概念是本节的教学重点,也是后续学习的基础和主线,同时又是前面力学知识的延续。
本节课的设计,突出压强概念的建立,坚持把学生的学习过程放在首位。
引导学生自己改进实验装置、层层深入,总结得出影响压力作用效果的因素和压强的概念。
本节课通过影响压力作用效果因素的探究过程,培养了学生的问题意识、设计实验、控制变量等探究能力,激发了学生探索的兴趣和创新意识。
课堂中带领学生进行了简单的估算处理,让学生初步体会估算的思想、方法。
【备注】
学生在讨论探究实验方案时,教师要注意监督、巡视,努力使每个小组成员都积极思考,参与讨论。
二、液体的压强
授课地点:
物理实验室
授课时间:
1课时
【仪器材料】 侧面有开口并配有橡皮膜的容器一个、微小压强计、烧杯每组各一个
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 知道微小压强计的构造和使用方法;
(2)知道流体的概念和流体压强的基本特点;
(3)通过实验探究,知道液体内部压强规律,发展学生由猜想到实验设计、现象分析的能力,由现象概括结论的归纳能力和创造性思维能力。
2. 过程与方法
通过完整的实验探究过程,让学生体会物理实验是研究问题的重要方法,明确探究是研究物理问题的基本方法。
3. 情感、态度与价值观
通过各个教学环节,激发学生的求知欲,并使学生体验探究的乐趣,培养学生乐于探究物理知识的精神。
【教学重点】
液体压强的特点。
【教学难点】
液体内一点各个方向上压强大小相等。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、流体的压强
回忆上堂课压强的相关内容,给出流体概念:
流体包括液体和气体,具有很强的流动性。
明确流体的概念、范围和特点,知道流体(特别是水等液体)的压强特点:
内部处处有压强。
由于流动性,流体具有与固体不同的性质,对与之接触的物体都施加压力,而且流体内部也存在压强。
演示图10-1-5(a)实验,让学生观察并讨论,橡皮膜上有什么现象,该现象说明了什么。
观察到未注入水时,橡皮模是一个平面,水漫过橡皮膜后,它向外突起,说明容器内的水对容器壁施加了压力。
二、液体压强特点探究
1.引出课题
播放一段海底景象的录像,引导学生注意,潜水员穿着笨重、奇特的潜水服。
提问:
潜水时都要穿这样的衣服吗?
为什么只有潜到深海时才需要穿这种特殊的服装?
观看教学录像,学生情绪比较高涨,展开积极讨论:
(1)潜水时不一定都穿潜水服。
只有比较深的地方才需要穿,而且到不同深度的海域要穿的潜水服不同。
(2)穿潜水服是为了保护潜水员,海水会对人体施加压力;很深的地方压力(压强)很大。
引出深海潜水器使用特种钢板的例子,结合流体压强特点提问:
潜水器使用特种钢板的原因是什么?
让我们猜一猜,水这样的流体内部压强满足什么规律?
(1)深海潜水器用特殊钢材的原因应该和潜水服一样。
(2)水属于流体,水的内部应该存在压强。
总结学生可能的猜想:
液体内部不仅存在压强,而且越深的地方压强越大。
在像海底那样的地方,压强是非常大的。
猜测:
压强随水深的增加而增大。
2.实验仪器介绍
告诉学生可以借助工具探测液体内部压强。
出示微小压强计,讲解它的构造并演示使用方法。
认识微小探测器,仔细观察教师的演示,理解仪器的构造和使用方法。
在微小压强计原理基础上,引导学生观察、使用图
10-2-4的简易液体压强计。
能够理解压强计的原理,部分同学开始利用简易压强计探测水中压强。
3.设计探究实验
提问:
对于液体压强,你有哪些猜想?
比如:
压强的大小、方向,压强与液体深度的关系等等。
发放实验猜想验证卡(每人一份)。
要求填写猜想假设部分。
积极思考,可能提出的猜想:
(1)液体内处处有压强,但只在竖直方向上存在压强;
(2)液体内部处处存在压强,一个点上,各个方向都有压强,大小可能不相等;
(3)液体内部处处存在压强,一个点上各个方向都有压强,大小相等;
(4)液体内部压强的大小随深度增加而加大;
(5)液体内部不是处处有压强,比如,紧贴液面下的区域压强可能为零;等等。
写出各自的验证思路。
提问:
能否利用手边工具验证你的猜想?
你打算怎样验证你的猜想?
能否按步骤详细地写下你的方案?
要求填写验证方案部分。
组织小组讨论,协助小组筛选题目。
小组讨论排除一些猜想,可能形成初步的小组验证思路。
4.演示实验验证部分猜想
收集部分学生的猜想,选出与压强方向有关的猜想进行总结。
利用微小压强计演示探究在一点上液体压强的特点。
引导学生观察现象,归纳结论。
教师板书。
观察教师演示实验,总结结论。
明确液体内部一点上压强的规律。
5.学生探究实验
要求并适当指导各小组讨论修改方案,利用简易液体压强计探究液体压强随深度的变化规律。
各小组就探究方案展开讨论,知道利用简易压强计进行探究。
各小组确定实验方案后,教师组织进行实验。
小组展开实验,记录下相关现象。
部分小组已经开始尝试平衡橡皮膜的实验。
根据各小组实验情况,提示:
(1)橡皮膜凹凸程度满足什么规律?
说明了什么?
(2)怎么能使橡皮膜恢复平衡状态?
(3)加水使橡皮膜平衡后,改变玻璃管的位置有什么现象出现?
(4)恰好平衡时,管内外的水面有什么关系?
你能从中总结出什么规律吗?
在教师的提示下,各小组进一步探究,总结规律。
要求学生记录实验现象,填写验证卡。
总结实验现象,得出结论,填写验证卡。
6.总结
组织各小组讨论得到小组结论。
要求组内推举一位同学准备向全班汇报。
全班总结交流实验结论。
小组内交流讨论,形成统一结论。
并挑选出一名同学代表全组发言。
各小组代表向全班汇报该组的实验结论。
教师在交流的基础上,总结液体压强规律:
(1)液体内部各个方向上都有压强。
(2)在液体的同一深度,各个方向的压强大小相等。
(3)液体内部的压强,随深度的增加而增大。
汇总后,全班学生在教师带领下针对实验结论展开讨论,总结得出液体压强规律。
指出,帕斯卡在1648年就得到了液体产生的压强与深度成正比的结论。
三、课堂小结
(1)让学生回顾探究的基本步骤;
(2)深入理解液体内部压强特点。
四、课堂练习
(1)将简易压强计内筒擦干,筒口朝下做“发展空间”中“设计潜水装置”的实验,让学生展开讨论,使其初步形成设计思路。
(2)讨论自我评价的第1、2题。
【实践活动】
收集关于潜水工具的相关资料,形成简单的书面报告。
【教学反馈】
本节是液体压强规律的定性探究课,为压强定量公式的学习奠定基础。
由于内容并不复杂,思路相对简明清晰,本节内容比较适合开展探究教学。
本节课的设计主要采用学生实验探究的教学方式,以小组为基本单位,让学生经历比较完整的猜想、方案设计到实验实施、结论分析、交流总结的探究过程,是一次较好的探究教学的尝试。
教学过程中要注意调节好课堂气氛,兼顾对集体与个人的指导。
尽量保证所有学生都能最大程度地参与到课堂探究中来。
二、液体的压强
授课地点:
教室
授课时间:
1课时
【仪器材料】 大烧杯、一端带橡皮膜的玻璃管、气球、较长的输液软管、漏斗、铁架台等
【教学目标】
1. 知识与技能
(1)知道液体内部压强公式,能用该公式简单说明一些物理现象;
(2)通过观察简易压强计的实验,培养学生的观察能力和分析推理能力;
(3)能用液体压强公式解释帕斯卡实验,培养学生用理论解释实验现象的能力。
2. 过程与方法
通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验,引导学生初步学习替代的思想,了解它是物理学中常用的思维方法之一。
3. 情感态度和价值观
(1)通过对液体内部压强公式的推导,让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密的特点;
(2)通过帕斯卡实验的学习,激发学习物理的兴趣。
【教学重点】
用液体压强公式解决相关问题。
【教学难点】
液体压强公式的推导。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、液体压强的大小
1.提出问题设计方案
演示简易压强计的实验,引导学生回忆上堂课实验得出的结论。
回忆并回答液体压强的特点。
强调:
得到的这个规律是定性的,我们能不能具体测出液体内部一点上的压强是多大呢?
同学们有没有什么方案?
对于定量测量,开始时,学生可能缺乏思路,在教师提醒下大胆猜想,慢慢接近主题:
提出方案环节衔接不上时,教师适当分解问题,如:
(1)橡皮膜凹进玻璃管中受到哪些力?
(1)橡皮膜受到液体给它向上的压力被压进玻璃管中去。
(2)能否从受力平衡入手来测量液体给橡皮膜的压力?
(2)可以给膜施加一个向下的力与压力平衡。
测量这个力的大小就能得到液体压力的大小。
(3)压强怎么计算?
(3)压强=压力/膜的受力面积;往管内加一定的水或沙,它们的重力等于压力。
要求学生写下自己的实验方案。
根据自己对问题的综合思考形成设计方案,写在设计卡片上。
请学生报告自己的实验方案或对各个问题的回答。
教师进行适当点评和改进。
交流讨论实验方案,基本形成合理的定量推理思路。
2.挑选方案,推导公式
画出烧杯、玻璃管的结构图,带领学生对橡皮膜进行受力分析,画出受力图,分析F水柱=G水柱=ρ水gh水柱S。
由受力分析得:
P=F水柱/S=ρ水gh水柱。
能正确分析橡皮膜的受力,推导出液体压强公式。
进行演示实验,提醒学生注意观察平衡时管内水面与烧杯水面的关系。
提示:
加入水时,水柱的高度就等于膜到液面的距离,即对应位置的深度。
这也和我们以前得到的结论“越深的地方,压强越大”是一致的。
注意到最终管内水柱与液面相平。
最终明确公式中常用的h即为液体该处的深度。
3.推广结论
推广得出:
液体内深度为h处的压强为:
P=ρgh
意识到公式中的h是液体的深度,该公式适合于任何密度均匀的液体。
指出推广公式的物理意义,适合于任何密度均匀的液体。
结合公式,分析影响液体压强的几个因素。
知道影响液体压强的因素有:
液体密度、该处深度和重力加速度。
二、帕斯卡实验
一定量的水改变深度将会得到不同的压强值。
帕斯卡实验刚好验证了这个结论。
演示以下实验:
观察现象,关注实验现象及结论。
用输液软管连接漏斗和灌有一定量水的气球。
把连接气球的一端固定在铁架台上,漏斗置于较低位置时加水。
让学生观察现象。
气球变大变薄,但没有破(将破未破)。
问学生:
改变漏斗位置会发生什么?
缓慢提高漏斗,达到一定高度时,气球破裂(课前注意反复试验,把握好灌水量,不要在提高漏斗时再加水)。
针对教师问题积极猜想:
(1)提高漏斗,不会有变化;
(2)提高漏斗,气球会破。
提问:
气球怎么破的?
是什么使它破的?
听取学生的解释,适当总结。
一些同学能够根据压强公式解释现象。
引入数据讲解书上例题。
积极思考例题计算过程,对实验现象及原因有更深的理解。
引申提问:
生活中有没有类似帕斯卡实验的现象发生?
我们是怎样利用液体这个特性的?
展开讨论,举出类似的例子。
或在教师提示下将关注并收集相关资料。
三、课堂小结
(1)液体内h深度的压强公式;
(2)定量计算及定性解释帕斯卡实验。
四、课堂练习
讨论完成“发展空间”中“自我评价”的第3题。
【实践活动】
(1)利用身边材料,自己动手做一做帕斯卡实验,加深液体压强公式的理解。
(2)收集关于三峡大坝的相关资料,包括坝体的形状、高度、宽度等数据及坝体设计原理等,形成小型书面总结。
【教学反馈】
本节的主要内容是分析和推导液体内深度为h处的压强计算公式。
难点在公式的逻辑推导上。
新教材引入带橡皮膜的玻璃管,通过加入液体,计算液柱所受的重力等效于计算压力,解决了从前教材利用假想液柱来计算压力的比较抽象的缺点。
教学关键是要做好实验,充分调动学生的积极性和注意力。
定量公式推导的实验已经在上节课由学生探究了一部分,教师要注意内容的衔接;帕斯卡实验要突出演示效果,激发学生思维,鼓励学生从定性解释上升到定量计算的意识。
三、连通器和液压技术
授课地点:
物理教室
授课时间:
1课时
【仪器材料】 自制连通器、压强在液体中传递演示仪、关于连通器原理和船闸原理的挂图
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 能在实际情况中辨认连通器,在此过程中培养学生的观察能力和概括能力;
(2)知道船闸的工作原理,能用连通器原理解释一些简单的实际问题;
(3)了解液压技术的原理,知道一些液压技术在生产、生活中的应用;
(4)通过分析日常生活中应用连通器和液压技术的事例,培养学生运用知识的能力。
2. 过程与方法
(1)通过模型和挂图认识连通器和液压技术,经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程,使学生进一步体会建立模型是物理学的研究方法之一。
3. 情感、态度和价值观
(1)使学生体会物理与生活、生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活、生产的意识;
(2)通过对船闸的学习,使学生进一步体会STS的理念,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】
连通器原理及运用。
【教学难点】
船闸的工作原理。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、连通器及其特点
1.引出问题
基于学生关于三峡大坝收集的资料,提问:
三峡大坝拦腰截断了长江,为什么下游的船只还能驶到上游?
它们是怎样“翻越”大坝的?
同学之间相互交流收集的资料。
抓住学生讨论中的闪光点,逐步设问:
(1)水位高度可以调节吗?
(2)水库大坝采用什么方法调节水位?
(3)有没有同学知道其中采用了什么原理?
(4)什么是“连通器”?
可能一些学生已经收集到相关资料,提到连通器及连通器原理。
比如:
“大坝旁都要修建船闸,利用连通器原理,船闸可以调节上下游的水位落差,实现通航。
”
给出“连通器”概念:
连通器是上端开口、下部相连通的容器。
学习连通器的概念。
2.探究连通器的特点
从概念出发,让同学回想生活中有哪些是连通器,记录下来。
学生对照概念,列举生活中的连通器。
如:
茶壶、污水处理厂的污水处理池等。
出示自己制作的简单连通器(如教材图10-3-2所示)。
对照连通器概念分析仪器,验证该仪器确实是连通器。
认识仪器,观察实验。
把两支注射针筒固定在两个铁架台上,调节两边针筒等高,向管中注入水。
让学生观察并描述两管内水面的关系;
用一根红线系在两铁架台间,标识出此时水面所在位置。
两边针筒等高时,学生观察到两边水面相平。
问:
如果举高或降低一边针筒,水面会变化吗?
怎样变?
为什么?
让学生进行讨论。
两边不等高时,学生对水面情况的猜想可能不一样。
缓慢调节一边针筒,使两边针筒明显不等高。
要求学生观察、描述现象,进行总结。
观察演示实验,描述现象。
针对学生的描述,教师做出相应解释和总结。
要求填写下面半命题:
连通器里的同一种液体不流