最新人教版八年级物理下册第九章 压强.docx

1、最新人教版八年级物理下册第九章 压强第九章压强第1节压强导入一:社会上有“伪科学者”当众表演“绝技”,他将一块钉有成百上千颗钉子(钉尖朝上,且都在一个平面上)的平木板,放在松软的水平泥土地上,自己躺卧其上,一个大力士把一块足有七八十斤的石板放在他的腰部,然后拿起大铁锤使劲砸在石板上,结果石板被砸裂了,他却安然无恙.你知道这其中蕴含的物理知识吗?导入二:1.播放一段风光片:金色的海滨,松软的沙滩,人们的身后是一串串大小不等、深浅不同的脚印;茫茫雪原,浩浩无边,在上面步行的人双脚深陷,几乎寸步难行.雪橇却能使人插上翅膀2.观察两幅精美的图片:小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,重重的骆驼却可以

2、凭借宽大的脚掌成为沙漠之舟.3.同学们自己分别用笔尖和笔帽扎手,体验有什么不同的感觉.从同学们看到的、感觉到的这些现象中,大家会想到什么问题吗?一、压力的定义思路一列举四个特殊例子:学生思考,并尝试画出压力.学生根据观察和理解,回答压力的三要素.教师指出压力的三要素:(1)压力的作用点:在受压面上;(2)压力的方向:与受压面垂直;(3)压力的大小:当物体放在水平面上时,F压=G.学生充分认识压力和重力的区别.设计意图虽然学生对压力的作用效果跟压力的大小的关系有生活体验,但许多学生容易混淆压力与重力,认为压力的作用效果跟重力有关.因此,在这里,有必要将压力和重力稍加比较,以使学生正确认识压力的概

3、念,并为压强的教学扫除障碍.知识拓展压力的大小可由“物体的平衡条件”和“相互作用力大小相等”这些规律来确定,当物体放在水平面上静止且在竖直方向上只受重力和支持力时,物体对水平面的压力大小在数值上等于重力的大小,一般情况下物体对支持面的压力并不等于物体的重力,甚至有时与物体的重力毫无关系.如图所示是物体对水平面压力的大小的几种情况,物体所受的重力为G.过渡语力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态,下面我们一起来探究一下压力的作用效果.思路二这里有一块重力为8 N的砖,放在水平桌面上,对桌面竖直向下的作用力是多大?学生:8 N.教师:把它平放、侧放、竖放、它对水平桌面的作用力各是多大?学

4、生:8 N.请同学们用我们学习的力的概念和二力平衡的知识分析一下,为什么砖对水平桌面的压力都是8 N.砖放在水平桌面上静止不动,它受到了重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小是相等的,都是8 N,由于物体间力的作用是相互的,在桌面对砖施加力的作用的同时,也受到了砖对桌面施加力的作用,这两个力大小也是相等的,都是8 N,所以砖对水平桌面施加的作用力等于砖的重力,是8 N.(这段内容,学生不一定能分析全,但教师应引导学生进行分析)放在水平面上的物体都对水平面产生一个作用力,这个力垂直地压在物体表面上,我们把垂直压在物体表面上的力叫压力.上述例子中,静止在水平面上的物体,对水平面的压力等于物

5、体的重力,但是不是所有静止在接触面上的物体对接触面上的压力都等于物体的重力?请同学们观察一个实验.观察实验:用两块木块支起一把钢板尺(在钢板尺两端支起),以下内容边演示边讲述.(1)用手指轻压钢板尺中央,钢板尺弯曲变形,用力越大弯曲形变越大,用力越小弯曲形变越小,可以用形变大小来判断钢板尺受压力的大小.(2)将一长方体金属块置于两端支起水平放置的钢板尺中央,钢板尺发生弯曲形变,表示它受到一个压力,这个压力是多大?学生:等于金属块重力.(3)将钢板尺一端高度不变,另一端抬起(为使金属块不下滑,可以用两面胶把金属块粘在钢板尺上)请学生观察钢板尺弯曲形变发生了什么变化?说明了什么问题?回答:钢板尺弯

6、曲形变变小,说明它受的压力变小.(4)如果继续抬高钢板尺一端,会看到形变继续变小,表明压力继续变小.这个实验表明,静止在斜面上的物体对斜面的压力小于物体的重力.教师:如果我们将图钉钉入墙内,这时图钉对墙面的压力方向如何?图钉重力的方向如何?学生:图钉对墙的压力方向垂直墙面,图钉重力的方向竖直向下.教师:这时图钉对墙的压力来自哪儿?这个力与图钉重力有没有关系?学生:这个力来自手指对图钉的作用力,与图钉的重力无关.通过以上实验及事例分析可以知道,压力有时等于物体重力,有时与物体重力有关但数值上不相等,有时与重力无关.二、压力的作用效果思路一两个手指用同样大的力向中间压一支铅笔,两个手指的感受相同吗

7、?如果逐渐增大力度,尖的那一端感觉有什么变化?学生积极参与活动,并根据自己的感受和观察回答问题.设计意图学生对压力的作用效果和受力面积有关缺乏感性认识,因此,在这里设计了一个活动,加深学生对压力作用效果和受力面积有关的感受,从而为下面的探究实验进行铺垫.教师:通过此活动,我们很容易想到:压力的作用效果可能与压力大小和受力面积有关.接下来让我们尝试通过实验来检验上述想法.引导学生进行实验:探究影响压力作用效果的因素,并提出思考问题.如何体现压力的作用效果?如何改变压力?如何改变受力面积?学生小组合作,动手实验.让学生小组代表回答,得出结论:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关.

8、设计意图教师在处理问题时不包办,不代替,给学生充分展示的机会,让他们有真实、深刻的感受.注重学生的实践体验,让学生经历运用控制变量的方法检验自己的猜想的实验探究过程,总结出压力的作用效果跟压力大小和受力面积两个因素有关,为压强的概念的引入做好认识上的准备.过渡语要比较压力的作用效果,就应取相同的受力面积.在物理学中,为了更清楚地描述压力的作用效果,我们引入了一个新的概念压强.思路二1.问题情境图钉的头做得很尖,就容易嵌入物体;大型载重车安装了许多车轮,就不会压坏路面.2.提出问题压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?3.猜想与假设【学生讨论】提出压力的作用效果跟压力大小,受力面积的大小有关.4.

9、制订计划与设计实验【学生活动】围绕怎样改变压力,怎样改变受力面积,如何观察和比较压力作用的效果(形变)来设计实验方案.(教师点拨怎样利用控制变量法)教师评价实验方案.5.进行实验与收集证据(1)将小方桌的正面朝上放在沙面上,观察桌脚陷入沙面的深度并测量.(2)仍使小方桌正面朝上放在沙面上,在桌面上放砖块,观察桌脚陷入沙面的深度并测量.(3)将小方桌反面朝上放在沙面上,观察桌面陷入的深度并测量.(4)然后在桌面上放同样大小的砖块,观察沙面下陷的深度并测量.6.分析与论证比较(1)与(2),(3)与(4)的实验现象,可知在受力面积相同时,压力越大,沙面下陷的深度越大(力的作用效果越明显),说明压力

10、的作用效果跟压力的大小有关,比较(1)与(3),(2)与(4)的实验现象,可知,在压力相同时,受力面积越小,沙面下陷的深度越大(力的作用效果越明显),表明压力的作用效果跟受力面积大小也有关.思路三观察实验一:取一支圆珠笔,用笔尖顶住一个手指先稍稍用力按一下,观察手指表面的形变,再用较大的力按一下,观察手指表面的形变,手指两次的感觉和形变一样吗?说明了什么?用力大时手指形变明显,痛的感觉明显,用力小时手指形变小些,痛的感觉轻些,说明压力的作用效果与压力的大小有关.观察实验二:用两只手的食指顶住圆珠笔的两端,稍稍用一下力,两个手指的感觉和形变一样吗?说明了什么?接触笔尖的手指受压感觉及形变比另一只

11、手指要明显许多,说明压力的作用效果与受力面积有关.从以上两个实验中我们看到压力的大小和受力面积两个因素都影响着压力的作用效果,我们在研究这个问题时采用了什么样的办法?先固定一个因素不变,第一个实验先固定受力面积不变,研究压力作用效果与压力大小的关系,第二个实验两个食指受力大小一样,但是受力面积不同.以上实验中我们采用的方法是控制变量法,这种方法我们以前介绍过,通过这个实验我们看到压力作用效果与压力大小和受力面积有关,受力面积小,压力作用效果明显,下面我们进一步用实验来研究这个问题.学生实验:每组一个玻璃盘,里面装满水泥粉,用纸板刮平,形状体积相同的长方体铁块、铝块各一块,将金属块以不同方式放在

12、水泥粉上,观察水泥粉下陷程度与什么因素有关.学生进行分组实验,教师在学生中巡视指导,实验结束后请同学们讲述自己的实验方法,分析实验结果.将长方体铁块和长方体铝块以相同的竖直方式放在刮平的水泥粉上,这时它们的接触面积相同,但铁块下陷明显,说明在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显.将长方体铁块以平放、侧放、竖放三种方式放在水泥粉上,竖放下陷最明显,侧放次之,平放最不明显,说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.三、压强的定义1.定义物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强.p表示压强;F表示压力;S表示受力面积;公式:p=变形式:F=pS,S=压强在数值上等于物体单位面积所受的

13、压力.单位:Pa(帕斯卡)(1 Pa表示物体在1 m2面积上受到的压力是1 N)2.压强的应用水平桌面上放一本书,书所受的重力为3 N,与桌面的接触面积为510-2 m2,计算书对桌面的压强.解:由公式p=,可知书对桌面压强p=60 Pa.知识拓展(1)压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F,S之间却有着密切的联系:在S一定时,p与F成正比;在F一定时,p与S成反比.(2)压力与压强的联系是:压力是产生压强的原因,压强是用来表示压力的作用效果的.(3)“受力面积”,压力只能产生于相互挤压的地方,所以受力面积就是指物体间接触并受力部分的面积.过渡语有的压强是有益的,有的压强是有害的,

14、我们应如何增大有益压强和减小有害压强呢?四、增大压强和减小压强的方法从上面例题可以看出,压强在我们生活中很重要,但要真正的学以致用,就要懂得掌握增大压强和减小压强的方法,接下来,我们一起来讨论一下如何增大压强和减小压强?设计意图引导学生充分利用压强公式进行分析,说明压强与压力或受力面积之间的关系,从而归纳出增大和减小压强的方法.学生思考,根据压强公式总结方法.教师引导学生根据压强公式p=找出增大压强和减小压强的方法:改变压力或受力面积.举出生活实例(如:坦克履带、菜刀、冰刀、针头、书包带等)加以说明,加深理解.减小压强的应用:播放视频,引导学生思考:两名大一学生在冰面上拍照时,不慎掉入冰水里,

15、无力自拔,处境危急.假如你此时正好路过,你该怎么救他们呢?学生观看视频,思考并回答问题.设计意图引导学生注意观察,勤于思考,提高他们应用物理知识解决实际问题的意识和能力,落实“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念.把静态的图片上升到动态的画面,让学生充分体会到物理知识在生活中的应用,在提高学生对物理学习兴趣的同时,提升学生的人文素养.(这里,老师可以用幽默风趣的语言把自己置身其中,把被救人换成自己,引导学生思考和讨论)增大压强的应用:小游戏:看谁能快速增大自己对地面的压强?学生快速做出动作并回答.设计意图通过游戏,把本节教学上升到最高潮,同时锻炼学生的反应能力.1.体重60 kg的张超为

16、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2 cm.他对地面的压强大约是() A.1.5104 PaB.3.0104 PaC.1.5103 Pa D.3.0103 Pa解析:人对地面的压力:F=G=mg=60 kg9.8 N/kg=588 N;鞋底占有的方格数约为52格,一小方格的面积为2 cm2 cm=4 cm2,人站立时与地面的接触面积S=2524 cm2=416 cm2=0.0416 m2,他对地面的压强:p=1.4104 Pa,最接近于答案A.故选A.2.下列实例中,属于减小压强的是 ()A.推土机的推土

17、铲刃做得很锋利B.铁轨下面铺枕木C.破窗锤的敲击端做成锥状D.图钉尖做得很细解析:A.推土机的推土铲刃做得很锋利可以减小受力面积,在压力不变时,减小受力面积,可以增大压强,不符合题意;B.铁轨下面铺枕木,可以增大火车与地面的受力面积,在压力不变时,增大受力面积,可以减小压强,符合题意;C.破窗锤的敲击端做成锥状,可以减小受力面积,在压力不变时,减小受力面积,可以增大压强,不符合题意;D.图钉尖做得很细,可以减小受力面积,在压力不变时,减小受力面积,可以增大压强,不符合题意.故选B.3.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

18、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解析:茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面的作用力,是由于茶杯发生形变而产生的,A选项正确,B,D选项作用对象错误;茶杯的重力是产生压力的原因,但两者不相同,C选项错误.故选A.4.如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强 ()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,一样大解析:同一块砖的重力是一定的,不论砖平放、立放,还是侧放时对水平地面上压力都等于砖的重力,是相等的;立放时,地面的受力面积是最小的,根据压强的计算公式p=,在压力一

19、定时,受力面积越小,压强越大.故选B.5.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验.(1)本实验用到的实验方法是(写出一种).(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.(3)由甲乙得到的结论是.解析:(1)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,实验探究时应采用控制变量法;(2)探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,要控制压力大小不变,改变受力面积大小,又因同一个实验发生形变的物体材料要相同,所以应再做图丁所示实验;(3)甲乙的受力面积相同,甲的压力大,被压物体下陷程度大,故可得结论:受力面积一定

20、时,压力越大,压力作用效果越明显.【答案】(1)控制变量法(2)丁(3)受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显一、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:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强.2.公式:p=3.单位:帕斯卡(Pa)4.增大和减小压强的方法.一、教材作业【必做题】教材第32页动手动脑学物理的1,2,3题.【选做题】教材第32页动手动脑学物理的4题.第2节液体的压强导入一:设置疑问,激发兴趣【思考1】展示在不同深度处潜水时的情景:(1)无器具潜水;(2)潜水至20米深处;(

21、3)潜水至500米深处.指导学生思考,三幅图的相同点和不同点.【思考2】展示带鱼和潜水艇.指导学生思考:(1)带鱼生活在深海中,为什么我们没有见过活带鱼?(2)潜水艇为什么要用抗压能力很强的厚钢板制作?水下的压强大吗?设计意图从学生熟知的生产生活中的现象入手,让学生认识到液体有压强,进而引出课题.这不仅能引起学生的思考、激发学生学习新知识的兴趣,同时也体现了“从生活走向物理”这一新课程标准的基本理念.导入二:情境导入:历史上有一位法国科学家帕斯卡,他对液体进行过很多研究,做过很多有名的实验,有一次,他在一个封闭的桶中装满水,再把一根很细的长管子与桶的开口处连接起来,并且密封好,如图所示,然后他

22、站在楼上的阳台上,向细管中注水,倒入一小杯水后,水就把水桶压破了.你知道为什么一杯水就能压破水桶吗?导入三:1.烧杯放在水平桌面上对桌面会不会产生压强?为什么?2.如果在烧杯中加入水,水对烧杯底和杯壁会不会产生压强?为什么?3.当问题出现不同意见时,最好的验证方法是什么?学生回答:1.会,因为烧杯受到重力.2.不会(讲不出原因);会,因为水受到重力并具有流动性.3.实验验证.设计意图(1)在复习旧知识时引出新问题,激发学生的探究欲望和学习兴趣.(2)培养学生的科学素养和学习兴趣.(3)学生的想法很多很多,他们的好多想法来自生活,有的难免有点不着边际,但是老师应当给予适度的评价,切不可抹杀学生的

23、积极性、发散性思维及创造性.一、探究液体对容器底部和侧壁的压强思路一1.如何设计实验探究液体对容器底部和侧壁有无压强(例如水)?2.其他液体行不?比如盐水.设计意图(1)让学生讨论液体对容器底部和侧壁有压强的原因,既锻炼学生的自主设计能力,又促进学生之间的合作与交流,学会倾听别人的想法和建议,让学生养成善于思考的习惯,更是为了学生在接下来的学习中,能够敢于大胆的想象,为解决液体内部压强大小做个铺垫.把课堂交给学生,让学生充当主人,自主设计实验.(2)设置一个小问题,就从研究水转移到其他液体上.这体现了从一般到特殊的认识规律.(3)引导学生在实验过程中注意观察实验现象并思考实验结论,养成良好的实

24、验习惯.3.由学生分组讨论,小组代表回答,在各小组的争论中达成共识:(1)用一个塑料袋装满水,用一个钉子在底部扎一小孔,水就会从底部流出,表示水对容器底部有压强.用钉子在袋子的四周扎上一些小孔,水就会从四周喷出,表示水对容器侧壁有压强.(2)如果塑料袋里装的是别的液体(如盐水),实验现象是一样的.(3)拓展:液体对容器底部和容器侧壁都有压强.(组织学生讨论)液体有重力,所以对容器底部有压强;液体和固体不同,有流动性,容器壁阻挡着它流动,它就会对容器壁有压强.全班同学共同思考,得出结论:液体(水或盐水)对容器底部和侧壁都有压强.反馈练习:因为液体具有,所以它对容器底部有压强;由于液体还具有,所以

25、液体对阻碍它流动的容器侧壁产生压强.思路二引导学生设计实验并说明通过什么展示液体压强的存在.这个设计是通过什么来展示液体也存在压强的呢?方案一:利用如图所示装置,当水倒下去时,能看到橡皮薄膜鼓起来.(橡皮薄膜的形变说明了液体压强的存在)设计意图让学生感悟液体对容器底和侧壁有压强.方案二:在瓶子上打洞,然后往里面装水.(水射出来则说明了液体内部存在压强)设计意图通过转换法让学生感悟液体存在压强,及压强大小的不同表现.方案三:利用液体压强计.(利用压强计U形管的左右两侧液面高度差来展示液体压强)设计意图通过转换法让学生感知液体存在压强,及压强大小的不同表现.知识拓展液体压强产生的原因:(1)液体由

26、于受到重力作用,对支撑它的容器底部产生压强.(2)液体没有固定形状,具有流动性,对阻碍它流动的容器侧壁产生压强.(3)液体内部由于各相邻部分之间相互挤压,液体内部向各个方向都有压强.过渡语液体的内部存在压强,液体内部压强有什么规律呢?下面我们用实验来探究一下?二、探究液体内部压强的规律1.提出问题刚才探究了液体底部和侧壁都有压强,那么液体内部有无压强呢?具有什么规律呢?试举生活实例说明.到了夏天游泳时,当水达到脖子时,呼吸时会有什么感觉?又说明了什么?设计意图从生活中体验和感悟游泳时身体受到水产生的压强.学生顺着教师设置的思路进行猜想与实验设计.降低难度,以保证在有限的时间内完成实验探究.保持

27、探究活动的趣味性和连续性.2.进行猜想如果有,如何验证呢?将绑着橡皮膜的正方体放入水中,发现上下前后左右都凹下去了.学生猜想:(1)与深度h有关;(2)与液体种类有关;(3)与方向无关.3.设计实验出示压强计,简单解释其结构、原理及使用方法(压强计是测量液体内部压强的仪器).学生设计实验思路,绘制实验表格.学生尝试设计,在讨论合作中找到最佳方案.深度(厘米)橡皮膜朝向压强计液面高度差水盐水3向上向下向侧面6向上向下向侧面设计意图设计实验是做好实验的前提,可以明确实验步骤,优化实验方案,预防实验安全事故发生,做好应急处置预案.4.进行实验教师演示实验,学生观察现象,记录数据.(1)将探头放在盛水

28、容器的同一深度,改变橡皮膜(探头)朝向,看到什么现象?(2)压强计由浅到深放入水中,看到什么现象?(3)把压强计的探头分别放在深度相同的水和盐水中.5.分析论证根据实验,发现压强大小与什么因素有关?与什么无关?由实验你能得出什么结论?是由哪些数据得出的?小组代表汇报实验结论并解说.师生分析实验数据,得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等,在同种液体中,深度增加,液体的压强增大; 不同液体的压强还跟它的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大.6.交流评估今天的实验到此为止,让我们回顾一下今天的实验:(1)实验设计有无不合理的地方?(2)操作中有没有失误?(3)测量结果

29、是不是可靠?设计意图(1)让学生经历科学探究的一般过程:提出问题进行猜想设计实验进行实验分析论证交流评估.便于学生知道一种研究问题的思维方法.(2)初中学生往往喜欢做实验,但容易忽视数据记录,数据处理能力尤其薄弱,在此教会学生如何处理数据.(3)落实新课标要求,在强调知识的理解和记忆的同时,注重科学研究方法的学习,培养学生敢于质疑的思维习惯.给学生创设出类似科学研究的情景,提供给学生动手、动脑、动口的时间和空间,使他们亲自参与探究、发现和体验,在探究过程中学会学习,掌握探究实验的基本步骤和科学方法.(4)通过交流评估,分析实验设计、实验过程和实验结果,思考总结,提出改进意见和完善方案.反馈练习

30、:1.潜水员为什么要使用不同的潜水服?2.深水炸弹为什么会在设定的深度爆炸?设计意图充分利用教材资源,从生活、生产和现代军事中的现象入手,引起学生思考.根据学习的有关内容,学生相互讨论、畅所欲言、大量举例.体现学生的参与意识,学生把物理知识应用到生活实际,解释生活中遇到的现象,体现了从物理走向生活的理念.过渡语液体内部压强大小能否准确地计算出来呢?三、液体压强的大小1.由于在同一深度液体向各个方向的压强相等,我们只要算出某一深度液体竖直向下的压强,也就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强大小.2.假设液面下某处有个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强?设平面在液面下的深度为h,平面面积为S.这个液柱的体积是:V=Sh.这个液柱的质量是:m=V=Sh.这个液柱的重力是:G=mg=Shg.这个液柱对平面的压力是:F=G=Shg.平面受到的压强是:p=gh.知识拓展理解和应用液体压强公式p=gh时,应注意以下几点:(1)理解公式p=gh的物理意义,公式中的压强是由液体自身产生的,液体内部的压强只跟液体的密度和液体的深度有关,而跟液体的