最新人教版八年级物理下册第九章压强1 导学案.docx
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最新人教版八年级物理下册第九章压强1导学案
第九章 压强1导学案
9.1.1 压力和压强
【学习目标】
1.知道压力概念,会画压力的示意图和会求压力大小。
2.知道压强的概念、压强公式和单位,会用压强公式进行计算。
重点难点:
1.影响压强大小的因素及压强的计算。
2.压力与重力的区别,压力的画法。
学习内容:
压强
学习指导:
阅读课本P29-P31上面文字内容和插图,重点内容作上记号,记一记。
【自学检测】
1.力是物体对物体的作用,力的作用是相互的。
2.阅读课本后我们知道:
压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,还跟受力面积的大小_有关。
【合作探究】教师巡视指导
一、压力
1.在修公路时压路机把路面压平,手向墙上按图钉时都给对方施加了一个力,想一想这些力的方向有什么共同特点。
(1)垂直受压物体,
(2)指向受压物体。
可见:
压力是指垂直作用在物体表面上的力,方向是指向受压物体。
2.物理学中压力是指:
垂直作用在物体表面上的力,压力方向是垂直于受力面,指向受力物体_,画出下面物体对支持面的压力示意图:
3.压力与重力的关系如何?
下列物体对接触面的压力是怎样产生的?
如图物体重10N,说出下列各图中物体对接触面的压力大小和重力大小的关系。
二、探究:
压力的作用效果跟什么因素有关?
参看课本的实验(图9.1-3):
1.怎样显示压力的作用效果?
海绵的凹陷程度。
2.怎样改变压力的大小?
在桌子上加减砝码。
3.怎样改变受力面积?
桌脚朝下或桌面朝下。
4.比较乙、丙,压力一定时,受的面积越小,压力的作用效果越明显;比较甲、乙,在受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
可见:
压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。
5.在这个探究实验中用到的研究物理问题的主要方法是:
控制变量法。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
压力与重力的区别:
①性质不同:
压力是弹力,重力是引力;②方向不同:
压力方向垂直于接触面指向受力物体,重力方向竖直向下,压力与重力联系:
只有放置在水平面上静止的物体的重力才等于水平面受到的压力。
【即时练习】
1.下列说法中,正确的是(C)
A.重力就是压力
B.压力的方向与重力的方向总是一致的
C.压力和重力是两种不同性质的力,有的压力是由重力产生的
D、所有压力的大小与重力无关
2.如图所示,物体A对斜面压力的示意图正确的是(D)
3.用大拇指和食指夹住一端削尖,已用得很短的铅笔两端试一试,两指间的凹陷程度是不同的(填“相同”或“不同”),这表明压力作用效果与受力面积有关。
4.判断下图桌面受到的压力F压与物块重力G物之间的大小关系。
F压=G物_ F压=G物
F压=F+G物 F压=G物-F
F压=F-G物 F压=F_
学习内容三:
压强及计算
【自学检测】
1.定义:
在物理学中,物体所受的压力的大小与受力面积的比叫做压强,用公式表示为p=
_。
压强在数值上等于物体单位面积所受到的压力。
压强越大,压力作用效果越明显。
2.单位:
公式中力的单位是牛(N),面积单位是平方米(m2),压强单位是Pa(N/m2)。
3.换算关系:
1Pa=1_N/m2,2Pa表示的物理意义是1m2面积上受到压力是2N。
【合作探究】教师巡视指导
1.学习P31例题思考:
①本题所求未知量是什么?
②要求未知量必须知道哪些量?
③先求什么?
后求什么?
④计算时,单位要统一成什么单位?
2.将一重10N的底面积为1dm2的正方体放在一上表面积为1m2的水平桌面上,正方体对桌面的压强最大是多少?
最小是多少?
解:
最大压强p最大=
=
=
=4000Pa,最小压强p最小=
=
=
=1000Pa。
【精讲点拨】
1.应用压强公式p=
及变形式F=pS和S=
可以计算压力大小和受力面积大小。
2.在应用压强公式计算时,要先把单位换成国际单位后再计算。
3.受力面积是指接触部分的面积,而不是物体的底面积或表面积。
【即时练习】
1.一个质量是60kg的人,仰躺在硬床上和“席梦思”软床上,身体与床的接触面积分别为0.01m2和0.4m2,请你计算人受到的压强各是多少?
2.人站立时和行走时,对地面的压强一样吗?
估算一下站立时对地面压强多大?
【当堂练习】见训练案基础部分
9.1.2 增大减小压强的方法
【学习目标】
知道增大和减小压强的方法,会解释日常生活中利用和控制压强的现象。
重点难点:
利用增大或减小压强方法,解决生活中实际问题。
学习内容:
怎样减小或增大压强
学习指导:
阅读课本P31~P32文字内容和插图。
【自学检测】
根据压强公式知道:
要增大压强,可以增大压力或减小受力面积,要减小压强,可以减小压力或增大受力面积。
【合作探究】教师巡视指导
请用压强知识解释下列现象:
1.指出P31四图各采用什么方法增大或减小压强?
2.交通部门为什么限制货车超载?
(减小压力从而减小压强)
3.为什么房子地基做得又宽又厚?
(增大受力面积从而减小压强)
4.由同种材料制成的质地均匀的圆柱体、长方体、正方体,高都为h,底面积不同,静置于地面上,分别求出它们对地面的压强。
(提示:
设底面积分别为S圆柱、S正、S长,密度为ρ,推导结果p圆柱=p正=p长=ρgh)
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.圆柱体、长方体等柱状物体压在水平面上的压强只与ρ和
h有关,而与S无关,计算公式为P=ρgh。
2.在计算压强时,先确定压力和受力面积,怎样确定受力面积的大小呢?
受力面积是指两个物体发生力的作用时的实际接触面积,不一定等于施压物体的底面积或受压物体的表面积。
【即时练习】
1.P32页第2题。
2.如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2。
则
(1)A对B的压强多少帕?
(2)B对桌面的
压强是多少帕?
(提示:
A对B的压力的受力面积是B的底面积,B对桌面的压力是A与B的总重力。
)
2.P32第4题。
【当堂练习】见训练案基础部分
9.2.1 液体压强特点
【学习目标】
1.了解液体内部存在压强及形成液体压强的原因。
2.掌握液体内部压强的特点。
重点难点:
1.液体内部压强的特点。
2.探究影响液体内部压强因素的实验设计。
学习内容一:
液体压强特点
学习指导:
阅读课本P33文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,然后观看演示实验(图9.2.2)
【自学检测】
家里水池底部的橡皮塞容易提起,装满水后橡皮塞不易提起,证明水对容器底_有压强,液体能从容器的侧壁喷出证明液体对容器侧壁_有压强,喷泉能向上喷起说明液体向__上___也有压强,由于液体具有流动性,所以液体内部向各个方向都有压强。
【合作探究】教师巡视指导
探究液体内部压强规律:
1.常用测液体压强的仪器是什么样的?
压强计由哪几部分构成?
2.认识压强计:
我们用U型管压强计来探究液体内部压强特点,它是根据U型管左右液面产生的高度差_来反映液体内部压强的大小。
2.教师演示:
(1)将U型管压强计的探头伸入水中,发现U形管左右两侧液面__有__高度差,说明液体内__有__(均选填“有”或“无”)压强。
(2)保持探头中心在水中同一深度处,使探头向不同方向,发现U形管左右两侧液面产生的高度差相等_(“相等”或“不相等”),说明在同一液体的同一深度处,向各个方向的压强都相等_(“相等”或“不相等”)。
(3)增大探头在水中的深度,发现U形管左右两侧液面产生的高度差变__大__,说明液体的压强随深度的增加而增大_(“增大”或“减小”)。
(4)将探头分别放在水、盐水的相同深度处,发现U形管左右两侧液面产生的高度差不相等_(“相等”或“不相等”),说明液体的压强与液体的密度_有关,不同液体的同一深度密度大的液体的压强大。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.液体内部压强规律:
液体内部向各个方向都有压强,且在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等,同一液体内部的压强随着深度的增加而增大,液体内部的压强还与液体的密度有关,在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
液体压强产生的原因:
液体具有重力和流动性。
2.探究液体内部压强的大小与深度和液体密度的关系时,采用的是控制变量法。
【即时练习】
P38第1、2题
学习内容二:
液体压强大小计算方法
学习指导:
阅读课本P35至P36上面文字内容和插图,特别是液体压强公式推导过程,弄清每步换算的理由,记住液体压强计算公式。
【自学检测】
1.液体压强的计算公式是:
p=ρgh。
2.符号的意义及单位:
p——压强——帕斯卡(Pa)
ρ——密度——(kg/m3)
g——重力与质量的比值——(9.8N/kg)
h——深度——(m)
【合作探究】教师巡视指导
1.液体压强公式推导过程:
请同学们思考:
如图9.2.3所示,液面下的h米深的S面上,液体产生的压强的方向怎样?
讨论:
(1)处在同种液体同一深度各点的压强有什么特点?
(2)能否用我们已经学过的计算压强的公式p=F/S进行解答?
(3)所取S面以上的液体柱重力如何表达?
(4)液面下h米深的压强如何表示?
总结:
液体压强计算公式P=ρgh,由此公式可知:
液体内部的压强大小跟液体密度_和所处液体深度_有关。
2.学习例题:
思考:
本题分几步计算,每一步用到公式是怎样的?
计算时要注意什么问题?
3.尝试练习:
P38第4题。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨
】
总结归纳:
使用液体压强公式P=ρgh时,应该注意问题:
(1)P=ρgh是液体压强的专用公式,但对于置于桌面上的均匀材料组成的直柱形固体(圆柱体、正方体、长方体等)同样适用。
(2)计算时,各物理量要统一到国际制单位。
(3)公式中“h”表示压强处到液面的竖直长度(高度)。
(4)非直立柱体时液体对容器底的压强可用P=ρgh计算,不能用P=G/S计算。
(5)非直立柱体时液体容器底的压力可用F=PS=ρgh计算。
例题分析
例1如图所示,两个完全相同的容器里分别盛有质量相同的水和酒精,A、B两点到量筒底部的距离相等,则这两点液体的压强PA和PB的大小关系是(B)
A.PA>PB B.PA<PB
C.PA=PB D.无法判断
解析:
柱状液体对容器底部的压力大小等于液体重力,即F水=G水,F酒精=G酒精,
“质量相同的水和酒精”,“两个完全相同的容器”可得两种液体对容器底部的压强P水=P酒精,因为“A、B两点到容器底部的距离相等”,A、B两点下方的液体对容器底压强PA下〉PB下,A、B两点的压强是两点上方的液体产生的,则PA=P水-PA下,PB=P酒精-PB下,即解。
例2下图是三个底面积相同的容器(容器壁厚忽略不计),装有同种液体,则液体对各容器底部的压力F与液体重力G的大小关系怎样?
解析:
以圆柱形容器为例,容器底受到的压强P=ρ液gh,压力F=PS=ρ液gh·S=ρ液gV液柱=ρ液gV液=G液,底小口大的容器底受到的压强P=ρ液gh,压力F=ρ液gh·S=ρ液gV液柱<ρ液gV液体=G液,底大口小的容器底受到的压强P=ρ液gh,压力F=ρ液gh·S=ρ液gV柱>ρ液gV液=G液。
【即时练习】
1.一烧杯中盛满了水,现将一木块放入水中,水对容器底的压强(A)
A不变 B变大 C变小 D无法确定
2.上面第2题中如果装入质量相等的不同液体,则容器底受到的压强大小关系怎样?
(提示:
由V甲>V乙>V丙,所以ρ甲<ρ乙<ρ丙,p甲<p乙<p丙)
【当堂练习】
见训练案基础部分
9.2.2 连通器
【学习目标】
连通器原理及连通器应用
重点难点:
连通器的应用分析
学习内容:
连通器
学习指导:
阅读课本P36至P37文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,记一记。
【自学检测】
1.连通器:
上端开口,下端连通的容器。
2.连通器的特点(原理):
连通器里装入同种液体且不流动时,各容器中的液面总是相平_的。
3.列举生活和生产中,应用连通器的实例。
【合作探究】教师巡促指导
1.为什么各容器的液面是相平的?
学生提出自己的理
由,教师带领学生画图分析原因。
分析:
如图所示,设想U形管最底部有一个液片,因为液体静止,所以液片处于静止平衡状态,则液片两边所受压力相等,又因为液片两边的面积相等,根据p=F/S可得:
液片两边所受压强相等。
即p左=P右,当容器里只有一种液体(ρ一定)时,由P=ρgh得,h左=h右,两管液面高度相等,即两管液面相平。
2.如果连通器各容器中装的不是同种液体(黑板上画出草图),液面还会相平么?
为什么?
先做一做,然后用刚才的方法分析。
3.如果连通器中装有同种液体,但是连通器处于运动状态,液面会相平么?
4.阅读课本P36页“想想议议”“科学世界”,了解连通器的应用:
水壶,锅炉水位计、自来水管与水塔是怎样形成连通器的,这样设计的作用
是什么?
各自的结构又有何不同?
5.连通器还有一个重要应用——船闸,你能根据图中的情况说明船闸的工作过程吗?
观看船闸视频(或图9.2.7)。
分析:
船由下游通过船闸驶向上游的示意图:
A﹑B是两个阀门,C﹑D是两座闸门_,当打开阀门B_时,下游跟闸室构成连通器,闸室内的水流出,待闸室里的水面跟下游水面相平时,打开闸门D_,船驶入闸室,关闭D和B,再打开阀门A_时,闸室跟上游构成连通器,上游的水流进闸室,闸室水位逐渐上升,待闸室水面跟上游水面相平时,打开闸门C_,船驶入上游。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.连通器里如果盛有两种不同液体时,液面不相等。
2.细玻璃管与一个带喇叭口的玻璃管间用软胶管相连,如图所示.内有一定量的水,当喇叭口慢慢向上提起时,左管内水面(C)
A.向上移动,但总比右管水面低
B.向上移动,但总比右管水面高
C.向上移动,但总与右管水面相平
D.不移动,两管水面相平
(分析:
当喇叭口向上移动时,使左管内水面上升,根据连通器原理,两管水面始终相平。
)
【即时练习】
1.在图中的几种情况中,不能称为连通器的是(C)
2.如图所示,盛有同种液体的连通器在斜面上静止时,有关液面的情况,下列说法正确的是(C)
3.课本P38第5题
【当堂练习】见训练案基础部分
9.3.1 大气压及其测量
【学习目标】
1.知道什么是大气压,能说出几个证明大气压存在的例子。
2.知道大气压产生的原因,并能解释有关现象。
3.知道大气压的测量,记住大气压的值。
重点难点:
1.大气压的应用实例分析
2.托里拆利实验相关现象分析
学习内容一:
大气压的存在
学习指导:
阅读课本P39文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,熟记三种运用大气压的实例。
【自学检测】
1.大气产生的压强叫大气压强,简称大气压。
2.哪些现象说明大气压存在?
(说出两个)______________、______________。
【合作探究】教师巡视指导
1、解释图9.3.1甲图吸盘的工作原理:
将吸盘内的空气压出,制造一个真空的环境,内部就没有空气压力了(也没有压强),外部__有__(填“有”或“无”)大气压力,这样外部大气压强将吸盘压在墙上。
2、将玻璃杯装满水,用纸片盖住杯口,一手压纸片,把玻璃倒过来,小纸片为什么不掉下来?
(__手__压着纸片,所以不掉)将手移开,纸片掉下来吗?
慢慢将杯口向各个方向转一圈,纸片掉下来吗?
图9.3.1乙图覆杯实验除了说明大气压的存在外,还能说明大气压一个什么特点?
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
大气压是怎样产生的呢?
原来我们生活的地球被空气包围着,空气跟液体固体一样,受到重力作用,而且具有流动性,因而空气也对浸在其中的物体有压强,并且空气内部向各个方向都有压强。
【即时练习】
1.下列现象不是应用了大气压的是(D)
A.塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服
B.纸片能托住倒过来的满杯水而不洒
C.用吸管吸饮料
D.用注射器将药液注入肌肉里
2.甲型H1Nl流感疑似病例和确诊病例,都要被送到专业医院的“负压病房”进行医学隔离观察和治疗,以防止病毒扩散。
同学们对“负压”两字的含义有如下四种猜想,正确的是(B)
A.病房内大气的压强大于病房外大气的压强
B.病房内大气的压强小于病房外大气的压强
C.因为病房是封闭的,所以病房内大气的压强可能大于也可能小于病房外大气的压强
D.与普通病房无区别,病房内大气的压强等于病房外大气的压强
学习内容二:
大气压的测量
学习指导:
阅读课本P40文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,细读P40“大气压的测量”实验。
【自学检测】
大气压把图9.3-2中的铁桶压扁,用吸管吸饮料靠的是大气压。
【合作探究】教师巡视指导
做一做完成下面问题:
1.玻璃管内为什么要倒满水银;用手指堵住,然后倒插在水银槽中?
2.玻璃管内外液面高度差是多少?
玻璃管倾斜高度差又会怎样?
玻璃管往下插或往上提,管中水银柱的高度差会变吗?
改用粗管或细管做试验,管内外水银柱的高度差怎么变?
3.实验中玻璃管内水银面的上方是真空,没有气压,是大气压支持管中这段水银柱不落下。
4.根据液体压强和密度的有关知识,请你计算760mm水银柱产生的压强是多大?
解:
760
mm水银柱产生的压强p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
5.托里拆利首次较准确的测出大气压的值,我们把760mm水银柱产生的压强规定为1标准大气压强,1标准大气压强p0=1.013×105Pa=76cmHg压强=760mmHg压强。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
(易错题)如图所示,外界气压
为1标准大气压(760mmHg),当玻璃管内的水银柱稳定后(管内外水银面高度差h=700mmHg),管顶内壁受到的压强为60mmHg。
若在管顶穿一小孔,那么管内水银将
(D)
A往上喷出
B稍微下降
C保持原来的高度不变
D降到与管外液面相平
(提示:
穿孔后管内外形成连通器,所以管内水银会下降到与管外液面相平,选D。
)
【即时练习】
1.教师演示:
证明大气压存在且很大的著名例子——马德堡半球试验,然后集体完成P43第2题和第4题。
2.在托里拆利实验中,下面哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化(D)
A.向水银槽里加少量水银
B.将玻璃管倾斜
C.将玻璃管换成粗的
D.外界大气压发生变化
3.在用注射器吸药水前,先将活塞向里推,将针头插入药液内,再向外拉活塞,这样管内气压比管外大气压__小__,大气压使药水进入针管。
4.1标准大气压能支持多高的水柱?
(提示:
由p大气压=ρ水gh求出)
【当堂练习】见训练案基础部分
9.3.2 大气压的变化
【学习目标】
1.知道大气压与海拔高度的关系。
2.知道液体沸点与气压的关系。
重点难点:
气压的变化规律
学习内容:
大气压的变化规律
学习指导:
阅读课本P41至P42文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,记下气压和海拔高度的关系,气压与液体沸点的关系。
【自学检测】
1.测量大气压的仪器叫气压计,登山用的高度计实际上就是一个气压计,常见的气压计有水银气压计和金属盒气压计,它们各自有什么优缺点?
氧气瓶,灭火器上用的气压计属于金属盒气压计。
2.液体的沸点随液面上方的气压的降低而减小。
标准大气压下水的沸点是100摄氏度。
【合作探究】教师巡视指导
1.P41想想做做——自制简易气压计的方法:
取一个瓶子,装上适量的带色的水,带色的原因是为了便于观察,取一根两端开口的细玻璃管,并让它穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体。
吹入气体的原因是使瓶内气体压强大于大气压,水沿管子上升到瓶口以上。
2.自制过程中要注意哪些问题?
(1)瓶口必须密闭,不能漏气,
(2)不要用手直接拿瓶子。
原因是以免瓶子受热,影响实验效果。
3.如果从楼下到楼上(结合P43第5题数据分析),管内水柱如何变化?
原因是什么?
4.实验结果表明大气压随海拔高度的升高而降低。
在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约减小100Pa,高山上水
的沸点低于100℃,食物煮不熟,高山上要用压力锅做饭的原因是:
增大液体上方气压从而提高液体沸点,使食物容易煮熟。
【展示交流
】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.大气压除了与高度有关外,还与季节和温度的变化有关。
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天大气压比夏天高。
2.阅读科学世界观看活塞式模型,结合课件分析它们的哪个工作环节利用了大气压强?
【即时练习】
1.有关大气压的说法,哪句话是错误的(C)
A.大气压的值,不是固定不变的
B.大气压的值,跟天气有关
C.大气压的值随高度的增加而增加
D.同一地点,不同时间大气压的值不完全相同
2.在某地区同时有甲、乙、丙三架飞机飞行,三个飞机上的气压计读数
分别是560、500、600毫米汞柱,飞行高度最大的是__乙__飞机,飞行高度最小的是__丙__飞机。
3.试解释原因冬季把装有半瓶热水的玻璃杯盖旋紧,经过一个晚上后,瓶盖不易打开,其原因是瓶内气压小于大气压,在不破坏瓶子的条件下,你能打开瓶盖吗?
4.高山反应就是平原上生活的人在3千米以上会头晕、头痛、恶心、呕吐、呼吸加快、四肢麻木,造成这种现象的原因是高山上大气压低。
【当堂练习】见训练案基础部分
9.4 流体压强与流速的关系
【学习目标】
1.能说出流体压强与流速的关系。
2.会解释飞机的升力是怎样产生的。
3.能解释生活中跟流体压强与流速有关的现象。
重点难点:
1.探究流体压强与流速的关系。
2.流体压强与流速有关的现象解释。
学习内容一:
流体压强与流速的关系
学习指导:
阅读课本P44文字内容和插图,基本概念、现象结论用红笔做上记号,细读硬币跳高原因分析,熟记流体压强特点。
【自学检测】
1.流体包括液体和气体,它们都没有一定的形状,且很容易流动。
2.流速和压强的关系是:
在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的地方压强越大。
【合作探究】教师巡视督促指导
1.“硬币跳高”比赛,试一试,看谁能在最短的时间能成功。
方法是在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币,在硬币前架一个高约2cm的栏杆,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就能跳过栏杆,原因是(A)
A.硬币下方的压强比上方的大
B.硬币后面的压强比前面的压强大
C.硬币后面的压力比前面的大
D.硬币下方的空气密度比上方的大
2.仿照P44实验做一做,结合纸张的运动情况,分析纸张内外压强的大小与流速的关系。
①两张纸自然下垂时,两纸中间与两纸外侧压强大小关系怎样?
②当在两纸中间向下吹气时,两纸片运动情况怎样?
③说明两纸外侧压力大于内侧压力。
④总结:
流速大的位置压强越小。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.打开自来水龙头(下左图),使自来水流过如图三所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是C处,压强较小的是C处,细管中液面最高的是A处的细管(选填“A”“B”或“C”)。
(分析:
流量一定,横截面积越大水流速越小压强越大,流速关系vC>vB>vA,所以pA>pB>pC,压强越大能支持的水柱越高。
)
2.P47第4题(上右图),当用力向B管吹气时,会看到A管中水位上升,原因是A管口上方空气流速增大,气压减小,管内液体在管外大气压作用下