2023年人教版初中物理八下9.2 液体的压强 教案

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名称 2023年人教版初中物理八下9.2 液体的压强 教案
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文件大小 478.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-01-11 21:13:31

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文档简介

9.2 液体的压强
【学习目标】
1.知道液体有压强,知道液体压强的规律。
2.培养学生观察实验能力和分析概括能力。
3.能运用液体压强的知识解释简单的物理问题。
4.知道连通器中水面相平的原因,了解船闸的工作原理。
【教学重难点】
重点:认识液体压强的特点。
难点:探究影响液体压强大小的因素,理论推导液体压强的计算公式。
【教学方法】
实验探究法、启发式教学法。
【教学过程】
一、新课导入:
生活中我们经常见到这样的情形:大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形?为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?观察茶壶,它的结构有什么特点?在壶盖上为什么要留有一个小孔?茶壶的壶嘴与壶身的高度有什么关系?图乙所示的茶壶在设计上有什么问题?
这节课,今天我们一起揭开这层神秘的面纱,来探究液体压强。通过本节的探究,我们就能够知道其中的秘密!
二、新课讲授:
(一)液体压强的特点
教师提问:烧杯放在水平桌面上对桌面会不会产生压强?为什么?
学生讨论回答:会,因为烧杯受到重力.
教师:如果在烧杯中加入水,水对烧杯底和烧杯壁会不会产生压强?为什么?学生思考后回答,出现不同答案.
演示实验:初步感受液体存在压强。
往塑料瓶中装水,看到底部的橡皮膜向下凸起,再将胶带拉开,看到水流流出。(说明:塑料瓶的底是橡皮膜、侧壁有高低不同的两个孔,被透明胶带封住。)
学生讨论分析液体压强产生的原因:液体受重力的作用,且液体具有流动性。
学生通过观察到水从小孔中射出,讨论交流得出:液体对容器底和容器侧壁都有压强。
教师过渡:刚才,我们通过实验探究得出了液体内部存在压强的结论。若我们想更加深入细致地了解液体内部的压强特点,应该怎样做呢?
学生分组实验:探究液体压强的特点
【实验器材】水槽、U形管压强计、水、盐水、铁架台。
教师展示压强计,让学生观察。
教师讲解:压强计是测量液体内部压强的仪器。它的原理是:当探头上的橡皮膜受到压力时,U形管两边液面出现高度差,两边液面的高度差表示压强的大小;压强越大,两边液面的高度差也就越大。
【方法点拨】把不容易观察的液体压强(抽象概念)转换成橡皮膜的凸起,运用的是转换法。
【提出问题】液体的压强可能与哪些因素有关?
【猜想假设】请学生大胆猜想,并说明猜想的依据。
同学们的猜想似乎都有道理,那么怎样想办法来验证一下呢?
(说明:教师利用演示实验先排除容器形状、底面积、液体质量、重力等因素。)
【设计实验】你计划采取什么科学方法来研究自己的课题?
那就请同学们运用控制变量法设计实验方案,请同学们小组交流合作进行设计。为了证明自己的观点,你的实验方案主要解决以下问题:如何选择实验器材?如何使用?实验步骤如何做?如何设计实验表格?
实验数据记录表格:
【进行实验与收集证据】
1.分别把U形管压强计金属盒放入深度为3 cm的水和盐水中,使橡皮膜分别朝上、朝下、朝侧面,记录U形管中液面的高度差。
2.使压强计的橡皮膜始终朝上,由浅到深放入水中,分别记录当橡皮膜处于水面以下3 cm、6 cm、9 cm时U形管中液面的高度差。
3.使压强计的橡皮膜始终朝上,把压强计的金属盒探头分别放在深度相同的水和盐水中,分别记录当橡皮膜处于深度为3 cm、6 cm、9 cm的水和盐水中时,U形管中液面的高度差。
小组内分工协作进行实验,将测量数据填入表格中。
教师组织学生实验,并巡视解决学生操作中出现的问题.为了让大家做好实验,教师给同学们几点温馨提示:
(1)实验中橡皮管不要弯折;
(2)深度是指从液面向下到某一研究点的竖直距离;
(3)小组同学分工明确,各负其责。
【分析论证】教师组织学生展示实验结果。
师生分析实验数据,得出结论:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同一深度,液体向各个方向压强相等;
(3)液体的压强随深度的增大而增大;
(4)液体的压强还与液体密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
【评估交流】在探究中运用了哪些研究问题的科学方法?我们的设计有没有不合理的地方?操作中有没有什么失误?探究方案是否可以进一步改进?
(设计意图:培养学生的分工协作能力、动手能力和分析归纳能力。)
【对点训练】
如图是水坝的截面图,水坝筑成下宽、上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有________;并且随深度的增加而________。
【答案】压强 增大
(二)液体压强的大小
“蛟龙号”是目前世界上潜水最深的载人潜水器,已成功突破7 000米的深度.在深水中必须要采取特殊的防护设备,以防身体被海水压坏。液体在某一深度处的压强有多大呢?
理论推导:建立理想模型,利用压强公式p=,自主推导公式。
假设在A点选取一水平液片,该液片的面积为S,再以S为底,向上取一个以深度h为高的液柱,已知液体的密度为ρ,让学生推导液体压强的公式。
推导过程:液柱的体积V=Sh,液柱的质量m=ρV=ρSh,液柱的重力G=mg=ρShg,液柱对下底面液片的压强p==ρgh。
师生共同归纳总结:
1.液体压强公式:p=ρgh。
2.该公式说明液体压强大小与液体的密度和深度有关,与容器的形状、粗细及液体的体积、质量等均无关。
3.p=ρgh使用时要注意统一成国际单位,p的国际单位是帕斯卡(Pa),ρ的单位是千克每立方米(kg/m3),g为牛每千克(N/kg),h为米(m)。
4.h指的是深度,而不是高度,深度指的是液体内某点到自由液面的竖直距离(自由液面为与大气相接触的液面),单位为米(m)。
教师利用多媒体出示课本P35例题,学生对照课本规范解题过程。
【知识拓展】
为什么潜水器都有特制的厚厚的“铠甲”呢?阻碍人类探知海底奥秘的最大困难到底是什么?
液体压强随深度的增大而增大,为了抵抗住深海中巨大的压强而不被压扁,潜水器的外壳必须用特殊的厚厚的材料制成。人类潜入海底世界的最大困难就是深海中巨大的压强。
【对点训练】
当“蛟龙号”下潜到7 000 m的深度时,海水对它的外壳的压强是多大?(ρ海水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】解:海水对它的外壳的压强为:p=ρgh=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×7 000 m=7.7×107 Pa。
(三)连通器
教师出示连通器。
学生观察连通器的结构,说出连通器的定义,认真思考连通器的特点和原理。
演示实验:连通器的特点
用橡皮管把两根玻璃管连通起来,固定在铁架台上。先用夹子夹住橡皮管,向一根玻璃管里注入红墨水。然后缓慢松开夹子,水会从这根管流向另一根管,直到两根管里的水面相平。把另一根管升高、下降或倾斜,观察到两根管里的水不再流动时,水面总相平。
学生通过实验认识连通器的特点:静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一高度。
教师推导:连通器内的液面为什么总是相平的?
在连通器中两容器连通的部分取一块很薄的“液片”AB,AB受到左边液体对它的压力F左和右边液体对它的压力F右,AB处于平衡状态,根据二力平衡的关系知,F左=F右.根据压力和压强的关系有p左S左=p右S右。由于AB是薄片,有S左=S右,故p左=p右,由此可以看出,液体不流动时,连通器中各液体对连通器管内薄片产生的压强相等。又根据p=ρgh 有ρ左gh左=ρ右gh右,当ρ左=ρ右时,则有h左=h右,即同一种液体不流动时液面相平。
学生讨论交流归纳连通器的原理:连通器中两边液体静止时,两边液体产生的压强相等。
(四)连通器的应用
教师提问:除了刚才提到的茶壶,连通器在平时的生产、生活中有哪些应用呢?学生回答后,教师出示图片。
排水管的U形“反水弯”是一个连通器
锅炉和外面的水位计组成连通器
学生讨论交流这些生活中常见的连通器它们各有什么功能?它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的?
教师出示图片:
   (1)         (2)
教师讲解:
图(1)是水塔的供水系统:水塔和自来水管道构成连通器,水塔中水位比水龙头处高,打开水龙头时由于水位要保持相平水便从水龙头处流出。
图(2)是牲畜自动饮水器:两水槽构成连通器,水位不相平时水就能流动,始终使喂水槽有水。
教师提出:其实,连通器还有一个非常重要的应用,那就是船闸。
出示船闸的工作示意图,由学生结合教材P37“科学世界”的内容自行分析。
    甲        乙
    丙         丁
结合图示,引导学生分别说明船从上游驶往下游和下游驶往上游时各阀门、闸门的启闭程序,说明哪个阶段、船闸的哪些部分组成了连通器。
学生思考,讨论后回答:
甲图:关闭下游阀门B,打开上游阀门A,闸室和上游水道构成了一个连通器。
乙图:闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门C,船驶入闸室。
丙图:关闭上游闸门C和阀门A,打开下游阀门B,闸室和下游水道构成了一个连通器。
丁图:闸室水面下降到跟下游水面相平后,打开下游闸门D,船驶向下游。
教师介绍:我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,三峡船闸总长1 621 m,是世界上最大的船闸,三峡船闸的闸门有3 m厚,不愧是“天下第一门”。
三峡拦河坝
三、课堂练习:
1.关于液体的压强,下列说法中正确的是(  )
A.液体的压强大小跟液体的体积大小有关
B.液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C.液体对容器底的压强大小跟容器底的面积大小有关
D.液体对容器侧壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关
2.在烧杯内装适量的水,把一木块慢慢地放入水中,水未溢出,当木块静止时,水对杯底的压强比原来的压强(  )
A.增大     B.减小
C.不变     D.无法确定
3.有两根完全相同的玻璃试管A和B,A管内装水,B管内装酒精,两管内液体的上表面在同一水平线上,如右图所示,若A管底部所受水的压强为p1,B管底部所受酒精的压强为p2,则(  )
A.p1=p2    B.p1C.p1>p2    D.无法判断
【答案】1.D 2.A 3.C
4.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是(  )
①过路涵洞 ②拦河大坝
③洗手间下水管 ④船闸
A.①②      B.③④
C.①③④     D.①②③④
5.下列设备没有利用连通器原理的是(  )
6.如图所示的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将(  )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管水面相平
D.以上三种情况均有可能
【答案】4.C 5.C 6.C
四、课堂小结:
通过本节课的学习,你学到了什么?有什么成功的收获和体验?
1.液体压强的特点。
2.液体压强的大小。
3.连通器的特点。
4.连通器的原理及其应用。
五、作业布置:
完成配套课后练习。
【板书设计】
第2节 液体的压强
一、液体压强的特点
1.液体压强产生的原因:液体受重力的作用且具有流动性
2.液体内部压强的特点
(1)液体内部向各个方向均有压强
(2)在同一深度向各个方向的压强相等
(3)液体密度相同时,深度增大,液体的压强增大
(4)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大
二、液体压强的大小
液体压强公式:p=ρgh
三、连通器
(1)定义:上端开口、下端连通的容器叫连通器
(2)特点:相同的液体、不流动时,液面高度相同
(3)原理:连通器两边液体静止时,两边液体产生的压强相等
(4)应用:水壶、排水管的U形反水弯、锅炉水位计
【课后反思】
本节课液体压强的内容比较抽象,学生的生活感受较少,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特点,学生可能难以理解。因此,本节课教学过程中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,并通过观察来归纳液体压强的特点,从中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,就容易多了,整节课收到了良好效果。
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