9.2 液体的压强
课标要求 要求会用控制变量法研究影响液体压强大小的因素, 能用液体压强进行简单的计算。
授课时间 课时 1课时 课型 新授课
教学目标 知识与技能 (1)了解液体内部压强的方向及液体内部压强大小的影响因素。(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) 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;
过程与方法 ⑴通过观察使学生乐于研究有关液体压强的问题,认识到液体内部和液体对容器底部有压强。⑵通过实验探究,了解影响液体内部压强大小的因素。(3)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。
情感、态度、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。
教学重难点 重点 (1)液体内部有压强;(2)影响液体内部压强大小的因素(3)用液体压强公式解决相关问题。
难点 液体内部压强的特点,用液体压强知识解释实际的现象 液体压强公式的推导。
实验器材 下端和侧面开口玻璃圆筒各一个、橡皮膜、烧杯、水、盐水、下端封闭侧面不同高度打孔的玻璃圆筒一个、压强计
教 学 过 程 设 计
流程 教学内容或教师活动 学生活动
创设情境 导入新课 带鱼生活在深海中。你见过活的带鱼吗?潜水艇都用抗压能力很强的厚钢板制成,为什么? 结合生活经验回答问题初步认识液体压强。
体液体压强产生的原因 提出问题:固体由于有重力所以对支持它的物体有压强;液体也受到重力所以对容器底有压强吗? 那么液体对容器侧壁有压强吗?请设计实验探讨: 学生思考、讨论并设计实验方案。
教师引导学生得出实验设计并演示:演示1:将水倒入上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管。提问:橡皮膜的形状有什么变化?为什么会有这样的变化?说明了什么?演示2:将水倒入一端开口、一端封闭,侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管。提问:橡皮膜的形状发生什么变化?说明了什么?教师点拨:请根据上述2个演示总结液体压强产生的原因。 学生根据演示总结现象并分析现象产生的原因:演示1:薄膜底部发生形变,说明液体由于受到重力作用,对容器底部有向下的压强,且液体压强越大,薄膜形变程度越大。演示2:薄膜向外形变,说明由于液体具有流动性,所以液体对容器侧壁也有压强。总结:①液体压强产生的原因:液体受到重力且具有流动性。②容器内的液体对容器的底部和侧壁有压强。
二、液体压强的大小 教师提问:同学们已经知道了液体内部存在压强,那么液体内部压强大小与哪些因素有关呢?请学生猜想。待学生各抒己见后由教师引导并演示实验让学生合理猜想:教师:实验室里有一种专门研究液体压强的器材——压强计。教师介绍压强计的构造与使用方法:用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,用力越大,高度差越大。 学生积极提出自己的观点并猜想:(1)可能与液体的深度有关;(2)可能与液体内部的方向有关;(3)可能一液体的密度有关(让学生亲手实验感受压强大小和液面高度差变化,引起很大的兴趣)
设计实验:教师点拨:液体内部压强大小与多个因素有关,可以采取控制变量的研究方法。(1)探究液体压强与深度的关系器材:压强计、烧杯、水学生讨论实验方案并观察演示实验金属盒的深度/cm金属盒的方向U形管两侧液面的高度差/cm上下左右上下左右教师根据学生实验数据引导学生总结实验结论。 学生根据教师提示设计实验方案 观察演示实验学生总结结论:液体内部压强的大小,随深度的增加而增大;在同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
(2)探究液体压强与密度的关系
器材:压强计、烧杯、水、盐水学生讨论实验方案并收集数据(教师巡视指导)金属盒的深度/cm压强计U形管两侧液面的高度差金属盒在水中/cm金属盒在盐水中/cm教师根据学生实验数据引导学生总结实验结论。 学生总结结论:在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
三、液体压强的计算 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? 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?(2)能否从受力平衡入手来测量液体给橡皮膜的压力?(3)压强怎么计算? 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: (1)橡皮膜受到液体给它向上的压力被压进玻璃管中去。(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=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。 交流讨论实验方案,基本形成合理的定量推理思路。
设想在液面下h处有个水平放置的面积为S的平面, 液体密度为ρ,请计算出这个平面上方液柱对这个平面的压强。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。
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。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。
四、学以致用 解释下列生活现象:1.那只小鱼的说法正确?2.市场上为什么见不到活的带鱼?3.拦河大坝为什么上窄下宽?4.潜水员为什么要穿潜水服工作? 通过解释一系列生活现象意识到液体的压强与深度和液体密度有关.
课堂板书 一、液体压强产生的原因:液体受到重力且具有流动性。二、液体内部压强特点:(1)液体内部向各个方向都有压强;液体向各个方向的压强大小(2)液体内部的压强,随深度的增加而增大。(3)液体内部的压强大小还与液体的密度有关,在液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越大。三、液体压强的大小P=ρgh
作业
课后反思 液体压强的内容比较抽象,学生感受很少,在教学时教师如果用简单的几个实验演示就说明液体内部的压强的特点,学生可能难以理解,变成学生死记硬背了。因此,在上这节课时,大胆地用一些简单方便的实验器材让学生自己亲身感受液体压强的存在,并通过观察和感受来归纳液体压强的特点,从中也激发学生的兴趣和学习热情,使学生的发散性思维得到锻炼。然后再来探究液体压强的影响因素,显得容易的多了,整节课的效果收到了良好效果。 本节课的教学总体是成功的,但仍有不足之处,如在理论推导过程中应给学生再多一点时间,充分让学生进行展示;在知识的应用这个环节,鼓励学生联系生活实际多举例,能使学生获得更多的感性认识。
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