91 压强教学设计好.docx
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91压强教学设计好
《9.1压强》教学设计
【设计思想】
本设计在引导学生探究物理知识的同时,渗透以人为本的培养理念,让“研究性学习”走进课堂,增强课堂教学的开放性、民主性,发展学生的创新思维和实践能力。
教学中通过引导学生理解压强的概念、公式、单位,并通过实验操作的方法加深理解。
在教学方法上采用了观察法、探讨法、演示实验法、训练法,使学生在探究过程中达到掌握知识的目的。
【教学目标】
1、知识与技能:
知道压力的概念和方向,理解压强的概念、公式、单位,并能应用压强知识进行有关计算,知道增大或减小压强的方法。
2、过程与方法:
培养学生制定计划、设计实验、操作实验、观察实验的能力,培养学生分析、论证、概括出规律性结论的能力。
3、情感、态度与价值观:
让学生在探究实验中,体会到客观规律的可认识性和有效的利用规律,培养学生热爱科学积极研究探索科学知识的精神。
【教学准备】
钢直尺、砝码盒、钩码盒、气球、小桌等。
【教学过程】
一、新课引入
展示两幅图片:
1.啄木鸟
2.鸭子
请同学们从图片中总结出各自的特点
示问:
如果把啄木鸟的嘴换成鸭子的嘴、
把啄木鸟的脚换成鸭子的脚,
会出现什么现象呢?
今天我们就来学习其中的道理。
二、新课教学。
1、展示本节课学习目标
2、对物体受力分析得出压力
①小孩对地面的压力(如图)
结论:
小孩垂直压在地面上
②图钉对墙壁的压力(如图)
结论:
图钉垂直压在墙面上
③木块对斜面的压力(如图)
结论:
木块垂直压在斜面上
总结三条结论:
小孩垂直压在地面上的力
图钉垂直压在墙面上的力压力
木块垂直压在斜面上的力
得到压力的概念:
垂直作用在物体表面上的力叫压力
3、练习画出压力的示意图并与重力进行比较
对比项
名称
施力
物体
受力物体
方向
两者关系
重力
压力
分析归纳:
课本受到重力的施力物体是地球,桌面受到压力的施力物体是课本。
重力的方向是竖直向下的,压力的方向是垂直于接触面的。
4、练习
5、分析压力的作用效果
分析图片,学生活动:
从课桌上的器材中,做出能够说明压力作用效果的实验。
6、提出问题:
压力的作用效果与哪些因素有关?
(学情预设:
学生的猜想可能是多种多样的,教师要针对实际情况做好引导工作,为引入演示实验做好铺垫。
)
学生猜想:
压力的作用效果与受力面积和压力的大小有关,或猜想还与其他什么因素有关。
制定计划与设计实验:
猜想压力的作用效果与压力的大小和受力面积两个因素有关。
所以,用控制变量法,控制受力面积相同,研究压力大小对作用效果的影响;再控制压力相同,研究受力面积大小对作用效果的影响。
学生自行实验:
利用桌上的实验器材
教师演示实验,选用器材:
小桌、砝码盒、钩码盒和一海绵。
〔设计意图:
把砝码盒和钩码盒分别放在小桌所产生的压力大小不同,但小桌的受力面积相同,因此,可以比较出压力的大小对压力效果的影响;把反放能保证压力相同而受力面积不同,可以得出受力面积对压力作用效果的影响。
〕
课件回顾实验,学生分析
分析论证:
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
学生活动:
判断压力作用效果的明显程度,进而转入压强的学习。
7、压强的学习
物理学中,把单位面积上所受到的压力大小叫做压强。
压强的计算公式为:
P= 。
(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积。
)
压强的单位是由压力和受力面积的单位组成的复合单位,写作“N/m2”,物理学中称为帕斯卡。
帕斯卡是非常小的单位;我们把三粒芝麻压成粉,均匀地分布在1cm2的面积上,所产生的压强约为1Pa。
实际应用:
比较芭蕾舞演员和大象所产生的压强。
例题:
比较图中芭蕾舞演员足尖对舞台的压强和图中大象对地面的压强.哪个大?
已知:
(1)对演员来说
F1=G1=475N,S1=9.5cm2=9.5x10-4m2
(2)对大象来说
F2=G2=60000N,S2=600cm2x4=0.24m2
求:
芭蕾舞演员对地面的压强P1,大象对地面的压强P2.
比较可知,芭蕾舞演员虽小,但是她对地面的压强却远大于大象对地面的压强。
〔设计意图:
通过对压强的相关计算进行练习,加强对于压强知识的进一步掌握和应用.〕
交流与讨论:
3.压强的增大与减小。
提出问题:
怎样才能增大压强?
怎样才能减小压强?
分析归纳:
压力一定时,减小受力面积可以增大压强;受力面积一定时,增大压力可以增大压强。
压力一定时,增大受力面积可以减小压强;受力面积一定时,减小压力可以减小压强。
应用:
(1)把两个核桃同时放在一只手上捏,由于两个核桃互相挤压,其接触面积非常小,产生的压强很大,很容易把核桃压开。
(2)俗话说“磨刀不误砍柴功”,它的科学道理是什么?
答:
减小受力面积,增大压强。
减小受力面积来增大压强的应用:
钉子、箭头、刺刀、长矛等。
增大受力面积来减小压强的应用:
建筑物的地基、载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多、学生的书包做成双肩背且背带做得比较宽。
三、课堂反馈。
判断下列事例是增大压强还是减小压强,并指出各是采用什么方法?
1、用来割麦子的镰刀用久了要磨锋利才好使
2、建房时要先筑起比墙宽的墙基
3、把图钉按在墙上时要用力压
4、载重汽车要用多个轮胎
5、在固定螺丝的螺母时垫一个较大的垫圈
四、课堂小结。
一、压力:
1、定义:
物理学中把垂直压在物体表面上的力叫做压力。
2、压力的作用效果:
(1)与压力的大小有关
(2)与受力面积有关
二、压强:
1、定义:
物体单位面积上受到的压力叫做压强。
2、公式
3、单位
4、增大和减小压强
五、现实问题考虑
如何自救:
一小孩在冰面上行走时,突然发现冰面将要破裂,这时他应该如何自救呢?
请你们一起帮他想想办法。
【设计思路】
1.本节从学生常见的但没有思考过的现象引入新课,意图引起学生的学习物理兴趣;再介绍压强的铺垫重点知识压力,通过对四个图例的分析来理解压力的的概念;提出压力的作用效果与哪些因素有关的问题,用演示实验的方法进行探究;为了描述压力的作用效果,用类比的方法引入压强的概念;之后对压强的相关计算进行练习,并口头解释压强现象,解决课前提出的问题,引导学生寻找增大与减小压强的方法,突出物理学是描述自然现象,解决实际技术问题的学科。
2.在教学过程中总是鼓励学生积极动脑,通过演示实验的活动,学习物理概念和规律,体验科学的乐趣,了解科学方法,获取科学知识逐步树立科学创新精神。
3.本节课学生通过实验探究获得结论,培养了能力,使学生能够主动学习,课堂气氛活跃,对物理学习的兴趣大大提高,通过对压强的相关计算进行练习加强对于知识的进一步掌握和应用。
第九章压强
第1节压强
1.[2013·绵阳]体重60kg的张超为了估测自己双脚站立时对地面的压强,他穿上一双平底鞋站在一张方格纸上,描画出一只鞋的鞋底边缘的轮廓如图所示,已知小方格每边边长2cm,他对地面的压强大约是
( )
A.1.5×104Pa B.3.0×104Pa
C.1.5×103PaD.3.0×103Pa
2.[2013·绥化]有一质地均匀的长方体放在水平地面上,对地面的压强为p1,若把长方体沿图示的虚线方向竖直切成a、b两部分,使b的体积是a的二倍,取走a后,剩余部分b对地面的压强为p2,则( )
图9-1-5
A.p2=p1B.p2<p1
C.p2>p1D.无法确定
3.下列实例中,属于减小压强的是( )
图9-1-6
4.少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇。
表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量。
这时两手指对地面的压强最接近于( )
A.3×102Pa
B.3×104Pa
C.3×106Pa
D.3×108Pa
5.如图9-1-7所示,将一木块平放、立放、侧放时,它对地面的压强( )
图9-1-7
A.平放时最大
B.立放时最大
C.侧放时最大
D.平放、立放、侧放时,一样大
6.放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.茶杯对桌面的压力就是重力
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
图9-1-8
7.[2013·广东]如图9-1-8所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
8.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图9-1-9甲、乙所示的实验。
图9-1-9
(1)实验能够得到的结论是___________________________________________。
(2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图________(填“丙”或“丁”)所示实验。
9.[2013·宜昌]小华质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2,他双脚站立时对水平地面的压强为________Pa,他走路时对水平地面的压强会__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(g=10N/kg)
10.将重
为2.5N、边长为0.1m的正方体物块,放在水平课桌面中央。
该物块对桌面的压力大小为________N,压强为________Pa;如沿竖直方向将该物块切去一半,则剩余部分对桌面的压强为________Pa。
11.细心的小玲同学发现,较重的衣服挂在图9-1-10中甲衣挂上时更不容易变形,这是因为压力一定时,甲衣挂能增大与衣服的_________________________________________________________________,
从而减小了对衣服的____________。
图9-1-10
12.如图9-1-11所示,用两食指同时压铅笔两端,左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1;右手指受到铅笔的压力为F2、压强为p2。
则F1______F2,p1______p2。
(均填“大于”、“小于”或“等于”)
图9-1-11
13.小华在滑冰场上快速滑行,在1
0s内滑行了80m,她和冰刀的总质量为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2。
问:
(1)小华和冰刀的总重力是多大?
(2)小华滑行的平均速度是多大?
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压强是多大?
当小华双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化?
简要说明理由。
(g取10N/kg)
14.如图9-1-12所示,a、b两个不同的实心圆柱体,放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是( )
图9-1-12
A.a的密度大,受的重力大
B.a的密度小,受的重力小
C.a的密度小,受的重力大
D.a的密度大,受的重力小
15.高度相同的实心圆柱体铁块A、正方体铁块B和长方体铁块C如图9-1-13所示放在水平桌面上。
已知正方体铁块最重,长方体铁块底面积最小。
针对“这三个铁块对桌面的压强哪一块最大”的问题,同学们提出了以下三种猜想:
图9-1-13
猜想一:
正方体铁块最重,所以它对桌面压强最大。
猜想二:
长方体铁块的底面积最小,所以它对桌面压强最大。
猜想三:
三个铁块高度相同,所以三个铁块对桌面的压强一样大。
(1)以图中的长方体铁块C为研究对象,推导它对桌面的压强大小的表达式(已知铁的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S),根据表达式判断上述哪一个猜想是正确的。
(2)利用细沙等简易器材,设计一个实验粗略验证这种猜想的正确性。
(简要写出实验步骤及判断方法)
16.如图9-1-14所示,甲、乙两个实心正方体放置在水平表面上,它们对水平表面的压强相同。
已知甲的质量为1kg,甲的底面积为0.01m2。
g取10N/kg,求:
图9-1-14
(1)物体甲的重力。
(2)物体甲对水平表面的压强。
(3)如果沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在剩余部分上,若这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,请判断p甲和p乙的大小关系,并说明理由。
答案解析
1.A 【解析】根据G=mg求出重力,人对地面的压力等于其重力;数出鞋底占有的方格数(大于或等于半格的算一格),求出鞋底与地面的接触面积,根据p=
求出人对地面的压强。
人对地面的压力:
F=G=mg=60kg×9.8N/kg=588N;
鞋底占有的方格数为52格,一小格的面积为2cm×2cm=4cm2,
人站立时与地面的接触面积S=2×52×4cm2=416
cm2=0.0416m2,
他对地面的压强:
p=
=
≈1.4×104Pa,最接近于答案A,故选A。
2.A 【解析】放在水平地面上的均匀实心长方体对地面的压强p=ρhg,若把长方体沿图示的虚线方向竖直切成a、b两部分,a、b两部分的密度不变,高度不变
,故原来长方体对地面的压强与剩余部分b对地面的压强相等,故选A。
3.B
4.C 【解析】一般人的重量为600N,倒
立时中指和食指与地面的接触面积约为2cm2,根据p=
得,两手指对地面的压强最接近于:
p=
=
=3×106Pa。
5.B 【解析】三次放置,物体对地面的压力相等,当立放时,木块与地面之间的受力面积最小,故压强最大。
6.A 【解析】压力是由于物体相互挤压发生形变而产生的,压力的方向垂直于接触面且指向被压
物体。
本题中,茶杯对桌面的压力作用在桌面上,施力物体是茶杯。
压力和重力是两个完全不同的力
。
7.C 【解析】放在水平桌面上的木块对桌面的压力来自于自身的重力,此时压力和重力相等,因为木块的重力不变,所以在这一过程中,木块对桌面的压力也不变;在压力不变的情况下,随着物体
被缓慢推出,受力面积逐渐减小,由p=
可知,压强逐渐增大。
因为压力和接触面的粗糙程度都不变,故摩擦力不变,故选C。
8.
(1)受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
(2)丁
9.1.25×104 变大 【解析】
(1)站立时压力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
站立时与地面的接触面积:
S=2S1=2×2×10-2m2=4×10-2m2,
站立时压强:
p=
=
=1.25×104Pa;
(2)他走路时,压力不变还等于重力,即F=G=500N,但受力面积变小,根据公式p=
可知,在F不变时,S减小,压强变大。
10.2.5 25
0 250
11.受力面积
压强
12.等于 小于 【解析】铅笔处于静止状态,根据二力平衡条件可得,铅笔左右两端受到的力相等。
铅笔对手指的力和手指对铅笔的力属于相互作用力,大小相等,因此F1=F2。
由于右手指与铅笔的接触面积小,在压力相等时,压强更大。
13.
(1)400N
(2)8m/s (3)2.67×105Pa 当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小。
因为当双脚站立时,压力不变,而脚与冰面的接触面积增大。
【解析】
(1)小华和冰刀的总重力
G=mg=40kg×10N/kg=400N
(2)小华滑行的平均速度
v=
=
=8m/s
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压力
F=G=400N
她单脚滑行时对冰面的压强
p=
=
≈2.67×105Pa
当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小。
因为当双脚站立时,压力不变,而脚与冰面的接触面积增大。
14.A 【解析】由p=
=
=
=
=ρgh,∵p一定、ha<hb,∴ρa>ρb;由F=pS,∵p一定,Sa>Sb,∴Fa>Fb,Ga>Gb。
15.
(1)p=
=
=
=
=ρgh,由该式知,物体对桌面的压强大小只与物体的密度和高度有关,故猜想三正确。
(2)①取一容器(如水
槽)装适量细沙,将容器内的细沙摇匀、铲平,轻轻地将圆柱体铁块A放入沙中,静止后轻轻取出,测量陷入沙的深度hA;②同理,依次测量铁块B、C,陷入沙的深度分别为hB、hC;③比较hA、hB、hC,深度越深,对接触面的压强越大,可验证猜想的正确性。
【解析】要计算长方体铁块C对桌面的压强,可根据压强的公式p=
入手推导;而本题的第二问具有一定的开放性,只要设计正确合理即可。
16.
(1)G甲=m甲g=1kg×10N/kg=10N
(2)p甲=
=
=
=1000Pa
(3)p甲<p乙
甲、乙被切去并叠加后,对水平表面的压强都变大,设它们的增大压强分别为Δp甲、Δp乙。
Δp甲=
-
=
·
=p甲原·
Δp乙=
-
=
·
=p乙原·
因为p甲原=
p乙原,而(h甲-h)>(h乙-h)
则p甲原·
<p乙原·
,即Δp甲<Δp乙
所以p甲<p乙。