第九章压强.docx
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第九章压强
第九章:
压强
第1节:
压强
授课时间:
2课时
【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。
【教学方法】
观察法、讨论法、讲授法
【教学手段】
演示实验、多媒体
第1课时
【教学内容】压强的概念
【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。
2、压强的引入
1.探究主题的引入
带领学生做图9-1-3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
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?
(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;
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。
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。
影响压力作用效果的主要因素;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)
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。
结合定义引出压强公式:
p=F/S;
理解压强公式,了解压强单位及相关物理学史内容。
【教学内容】
第2课时压强的理解
【教学过程】
三、压强公式及压强的单位
结合定义复习压强公式:
p=F/S;
给出压强的国际单位帕斯卡,单位符号Pa。
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)
举例计算:
课后习题
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。
初步了解物体能够承受的压强。
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9-1-6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。
课前反思:
压强这一章是难点,注意对新知识点的讲解:
概念、影响因素、公式、变形式、典型题型的讲解。
【板书设计】
1、压力的作用效果
3、压力的作用效果的影响因素
2、压强的概念
4、压强的计算
【练习设计】
1、练习册
备注:
固体压强要补充重力、压力的知识,变形式和计算。
压强的定义式及普适公式
液体压强要联系固体压强,抽象成液体柱,注意流动性,实验准备,理清重力、压力、压强的关系,液体圆柱体的压强、压力、重力的计算及比较,计算压力先算压强。
气体压强抽象成气体柱,联系液体压强P=ρgh来理解。
注意举例的典型性。
第二节:
液体的压强
授课时间:
2课时
【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。
【教学方法】
观察法、讨论法、讲授法
【教学手段】
演示实验、多媒体
【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9-1-5(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
观看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?
展开积极讨论:
(1)潜水时不一定都穿潜水服。
不同深度的海域要穿的潜水服不同。
(2)保护压力(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
(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。
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。
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。
要求填写猜想假设部分。
(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。
(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;
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;
写出各自的验证思路。
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?
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。
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。
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。
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。
第2课时
【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。
【教学方法】
观察法、讨论法、讲授法
【教学手段】
演示实验、多媒体
【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?
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。
(3)压强怎么计算?
(3)压强=压力/膜的受力面积
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。
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
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。
观察现象,关注实验现象及结论。
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)。
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。
【板书设计】
1、液体也存在压强。
2、液体压强的影响因素、实验证明,强调实验方法
3、液体压强的计算
【练习设计】
1、练习册
第三节、连通器和液压技术
授课时间:
1课时
【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。
【教学方法】
观察法、讨论法、讲授法
【教学手段】
演示实验、多媒体
【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”?
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。
如:
茶壶、污水处理厂的污水处理池等。
学生对照概念,列举生活中的连通器。
出示自己制作的简单连通器(如教材图9-3-2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?
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动时,各容器中的液面将_________。
学生填写教师给出的半命题:
连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面相平(或等高)。
4.应用、讨论
列出教材给出的和学生之前提出的连通器,组织学生用连通器原理一一分析它们的工作原理。
积极思考,解释连通器的工作原理。
出示船由上游驶向下游过程船闸的工作原理图(与教材示意过程反向)。
问:
(1)大家在图中看到船闸由哪些部分组成?
(2)其中有没有连通器?
(3)有没有同学愿意为我们讲解一下船闸的工作原理?
根据挂图分析船闸的结构,在教师问题的指导下努力结合连通器原理解释船闸的工作原理。
二、液压技术
1.压强在液体中的传递
通过分析船闸阀门的工作,指出开启和关闭阀门需要特殊的装置,实现“四两拨千斤”的效果。
出示船闸的图片,给出人字闸门的相关资料。
显出明显的好奇心,展开小范围的讨论。
生活中能见到很多“四两拨千斤”装置。
比如修车时用的千斤顶等。
这类装置背后有什么物理规律吗?
列举可能想到的省力装置。
得出结论:
密闭液体中的压强能够大小不变地向各个方向传递。
在教师总结的提示下,明确压强在液体中传递的规律。
师生共同举出一些利用液压技术的机械。
比如,千斤顶,推土机、挖掘机中用到的操作杆,汽车的液压刹车系统,机械中用的液压密封等等。
积极思考,举出生活中可能用到液压技术的装置。
以图9-3-8(c)汽车液压刹车系统为例简单分析。
问:
(1)图中哪部分相当于实验中的小针筒?
(2)哪部分等效于大针筒部分?
(3)系统是怎样实现制动的?
分析液压刹车系统的制动原理,进一步理解液压技术。
【板书设计】
(1)连通器的定义、原理、特点
(2)生活中常见的连通器举例。
(3)知道帕斯卡原理
(4)知道液压技术和压强在液体中传递的规律,知道一些利用液压技术的装置及工作原理。
【练习设计】
1、练习册
第4节:
大气压强
授课时间:
2课
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道大气压强的存在,知道托里拆利实验的原理、过程和结论;
(2)了解大气压强产生的原因;
(3)知道大气压强与高度和天气有关;
(4)通过演示实验,培养学生的观察能力和分析能力;
(5)通过对托里拆利实验的学习,培养学生的思维能力。
2.过程与方法
(1)学生进行实验探究,估测大气压的大小,体会科学探究的过程;
(2)通过对托里拆利实验的学习,使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
3.情感、态度和价值观
(1)通过演示实验,激发学生学习的兴趣和求知欲;
(2)运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活
的密切关系,具有将物理知 识用于解释日常生活现象的意识;
【教学重点】
大气压强的存在和大气压强的测定。
【教学难点】
理解托里拆利实验的原理。
【教学方法】
观察法、讨论法、讲授法
【教学手段】
演示实验、多媒体
【教学过程】第1课时
教师活动设计
学生活动设计
一、大气压强
教师演示实验,由实验设置疑问,引起学生的兴趣和求知欲望。
实验①:
将硬纸片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置过来。
提出问题:
放手后,会看到什么现象?
学生:
纸片会掉下来。
实验②:
将玻璃杯装满水,仍用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来。
问:
放手后,会看到什么现象?
教师放开手,硬纸片没有掉下来。
有的学生认为纸片会掉下来,有的认为不会
实验③:
在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上,浇上冷水,瓶子被压扁。
④:
用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,杯子被气球吸住。
提出问题:
硬纸片为什么不会掉下来呢?
塑料瓶怎么会被压扁?
杯子为什么会牢牢地吸在气球上呢?
①硬纸片受到一个向上的力;②空气对塑料瓶有压力;③杯子被气球粘住了。
教师用投影仪投影大气层的结构:
地球周围被厚厚的空气层包围着,这层空气又叫大气层。
空气由于受重力作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强。
大气对浸在它里面的物体的压强,叫做大气压强,简称大气压。
学生观看图片,听教师分析大气压产生的原因。
教师:
谁能解释一下我们刚做的三个实验的现象呢?
②硬纸片受到向上的大气压;
③瓶子被压扁,说明大气压向各个方向都有压强。
学生回答:
①这些现象都是由大气压引起的;
教师:
生活中还有哪些现象能说明大气压的存在呢?
①塑料挂钩被大气压压在墙上:
②用吸管吸汽水;
③墨水被吸到钢笔里。
学生思考,可能的回答:
二、大气压强的测定
教师投影马德堡半球实验的图片,讲解马德堡半球实验。
提出问题:
这个实验说明了什么?
大气压强究竟有多大?
学生回答:
①说明了大气压强的存在;
②大气压强很大,把两个半球紧紧压在一起。
学生纷纷猜测大气压强的大小,但是都不知道大气压究竟有多大。
教师指导学生用塑料挂钩的吸盘来模仿马德堡半球实验,感受大气的压力,估测大气压的值。
用测力计测出压力,吸盘的面积,算出大气压的值。
教师:
用这个方法,我们可以估算大气压的值。
但是我们怎样才可以确切地测定大气压的值呢?
同学们先想一想,实验②中硬纸片的受力情况如何?
学生回答:
受到水杯内水的压强和大气压强,大气压强大于水的压强