第八章 压 强
第一节 压力的作用效果(第1课时)
教学目标
知识与技能
知道压力及压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。
知道压强的意义、定义、公式和单位
过程与方法
学习观察压力的作用效果
用控制变量法探究压力作用效果的有关因素
情感、态度与价值观
经历观察实验及探究等活动,培养学生尊重客观事实,实事求是的科学态度。感悟科学是人类创造发明的基础.激发学生的学习热情.
教学重点
通过实验探究认识压力作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
理解压强的概念、公式、单位。
教学难点
用控制变量法探究压力作用效果的有关因素
教学方法:
探究法:通过学生自己独立的探究活动.观察 ( http: / / www.21cnjy.com )现象.收集数据. 比较归纳法:通过对具体现象、事例的对比、比较,提出问题,并通过研究归纳出一般的结论.
教具准备:
多媒体课件 压力小桌、泡沫塑料、砝码、橡皮泥、木条、弹簧秤、投影仪、录像机及录像机资料等.
课时安排:2课时
第一课时
教学过程:
一、引入新课
1.播放一段风光片:金色的海滨。松 ( http: / / www.21cnjy.com )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,想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.观察教材中P66两幅精美的图片:小小的蝉可以把口器插入坚硬的树皮,体态庞大的骆驼却可以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、听到的、感觉到的这些现象中,大家会想到什么问题吗
二、进行新课
请同学们大胆说出自己的问题或想法.
生:人走过沙滩为什么会留下脚印
人在雪地上,对雪地的压力差不多,为什么一个人陷了下去,而另一个没陷下去
笔尖和笔帽扎手时的感觉为什么会不一样
蝉为什么可以将尖尖的口器插入坚硬的树皮中
生答:人走过沙滩能留下脚印和软软的沙滩有关系,因为在水泥地上走过就看不到脚印.
用笔尖扎手会感到很疼,蝉的口器能插入很硬的树皮中,是因为笔尖和蝉的口器都很尖。
我认为上面的那些现象都是力作用的结果.
请同学们分析,人站在地面上、板擦或粉笔盒放在水平的桌面上时,人对地或粉笔盒桌面的作用力的情况.
人站在水平地面上,对地面有一个向下的作用力,扳擦或粉笔盒放在水平桌面上时对平桌面也有向下的作用力,作用力的大小应等于物体的重量.
师:当我们要将钉子钉人墙面或将一枚图钉按在墙上(也可请一名同学演示,感觉)时.钉子对墙面的作用力的情况又是怎样的呢
生:按图钉或钉钉子的时候.钉对墙面有垂直于墙面的作用力.
师:同学们刚才谈到的几种力的情况,它们有共同的地方吗
生:不论是对地面、桌面的力还是对墙面的力,它们都是垂直作用在接触面上的.作用点在地面或墙面(接触面)上.
我们把这种垂直压在物体表面上的力叫压力.
演示:静止在斜面上或从斜面滑下的物体.
请同学们分析物体对斜面的压力.
生;物体对斜面的压力垂直作用在斜面上.
[投影] a.粉笔盒对桌面的压力. b.物体对斜面的压力.
c.按图钉时图钉对墙的压力.
通过分析学生应明确,有些压力是由于重力的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用产生的.但大小并不一定都等于重力,只有放在水平面上的物体对支持面的压力大小才等于重力.在很多情况下压力和重力无关,压力不是重力.
压力的作用效果跟什么因素有关呢
探究:压力的作用效果和什么因素有关
同学们大胆猜想:
生:力越大产生效果越明显.因此压力的作用效果和力的大小有关.
用笔尖和笔帽扎手时.用的力差不多大.可用笔尖扎得很痛.而笔帽则没有什么感觉,
说明压力的作用效果和力的大小无关。而是和力作用的面积有关.
生:我们认为压力的作用效果与压力的大小和压力作用的面积可能都有关系.
师:研究物理问题最好的方法就是实验.同学们的猜想是否正确.大家可以通过实验来验证,请同学们选择合适的器材自己设计并进行实验.
同学们分组活动.教师巡视并参与学生们的活动.最后进行交流
第一组:(1)先将沙子装在一个平底、敞口的玻璃容器中.将沙面摊平.
(2)把压力小桌腿朝下放在沙子上.分别在桌面上加2个和4个砝码,观察并记录小桌腿陷入沙子里的情况.
(3)将沙面摊平后.再将压力小桌面朝下放在沙子上,分别加2个和4个砝码,观察并记录小桌陷入沙子里的情况.
实验表格: 分析实验现象: 结论:
第二组:设计实验.
(1)准备三块完全相同的橡皮泥(将橡皮泥编号)和两根完全相同的细木条.
(2)将一根细木条放在1号橡皮泥上.通过挂有1个钩码的弹簧测力计使木条对橡皮泥产生压力.
(3)取下l号橡皮泥,换上2号橡皮泥.弹簧测力计上挂上2个钩码.重做上面实验.
(4)取下2号橡皮泥换上第3号橡皮泥.将两根木条放在橡皮泥上,重复实验(3)
比较三块橡皮泥的形变情况.和第一组的结论相同.
师:两组同学选择了不同的材料进行实验.两组实验有没有相同的地方呢
生:他们研究问题的方法相同,都用了控制变量法.
师:其他组的同学还有不同的做法可以补充吗:
生:我们组分别用完全相同的 ( http: / / www.21cnjy.com )两块橡皮泥.三根木条时挂4个钩码;一根木条时挂2个钩码模拟了教材中“猜一猜”的内容.发现一根本条挂2个钩码时橡皮泥的压痕较深,形变较大,说明压力的作用效果更明显.
大家利用“猜一猜”中的数据,计算两种情况下每平方厘米面积上所受的压力;根据实验现象说明每平方厘米上受的压力和压力作用效果的关系.
(学生计算,一名同学板演)
根据计算和实验现象说明,每平方厘米面积所受的力越大,压力的作用效果越明显.
也可以说压力的作用效果跟物体单位面积上受到的力有关系。
物体在单位面积上受到的力叫做压强.
可以说压强越大,压力的作用效果越明显.
[投影] 压强的计算公式:
符号的意义及单位:
在国际单位制中,力的单位是牛顿(N), ( http: / / www.21cnjy.com )面积的单位是平方米(m2).由公式确定压强的单位就是牛顿每平方米(N/m2).人们给压强规定了一个专门的单位叫帕斯卡,简称帕(Pa),这是为了纪念法国科学家帕斯卡在物理学方面作出的杰出贡献.
帕斯卡是一个很小的单位,实际中还常用千帕(kPa),兆帕(MPa)
单位换算:1KPa=1000Pa 1MPa=106Pa
课件: 1、一张报纸平放时对桌面的压强约0.5Pa
2、一颗西瓜子平放在桌面上,对桌面压强约20Pa
3、 成年人站立时对地面的压强约1.5×104Pa
三、课堂小结:请总结出本节课的知识结构
1.压力:是垂直作用在物体表面上的力.压力不是重力。
2.压强:是反映压力作用效果的物理量.物体单位面积上受到的压力叫压强.单位是Pa.
四、活动与探究:
1、钉板会把脚扎穿吗?
2、小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如下图甲、乙所示的实验。
(1)实验能够得到的结论是
。
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、如图所示,三个物体均静止在水平 ( http: / / www.21cnjy.com )面上,如果A、B、C三个物体对支持面的压力分别为FA、FB、FC,则FA= N,FB= N,FC= N.
4、如图所示,一块长方体重为3N,平放于水平桌面上,请在图中画出长方体对桌面压力的示意图并标出压力的大小.
五、布置作业 学生用书本节2、4、6 预习下节
六、预习提纲
1、在压力一定的情况下,怎样增大和减小压强?
2、在受力面积一定的情况下,怎样增大和减小压强?
五、板书设计:
第一节 压力的作用效果
一、压力:垂直压在物体表面的力叫压力
意义:压强是表示压力作用效果的物理量
定义:物体单位面积上的压力叫压强(P)
二、压强:公式:P=F/S
单位:Pa 1Pa=1N/1m2
六、课后反思
第一节 压力的作用效果(第2课时)
教学过程:
一、情景引入:
钉床气功表演时,气功师躺在用钢钉做成的钉床上,一人用锤打他身上的石块,石块被打碎,气功师却安然无恙,这是为什么?
二、推进新课
例题1:将教材中例题展示在大屏幕上让学生分析.
例题2: 桌面上静止的一本书重力为6牛,与桌面的接触面积为1dm2,书对桌面的压强为多少?
解:P=F/S=6N/0.01m2=300Pa
答:书对桌面的压强为300帕。
小结:利用压强公式计算时,要注重公式的书写及统一各量单位。
课件展示
练习1.一个质量是40 kg的中学生,他每只脚着地的面积为120 cm2,他走路时对地的压强是多少帕 (g=10 N/kg)
练习2.芭蕾舞演员的体重是475N ( http: / / www.21cnjy.com )。接地面积为9.5cm2,一只大象体重60000 N.每只脚掌面积600 cm2,比较芭蕾舞演员足尖对舞台的压强和大象四脚着地时对地面的压强哪个大.
(学生练习,两名同学板演,教师讲评)
强调:(1)在计算的过程中各单位一定要换算成 ( http: / / www.21cnjy.com )国际单位。(2)要弄清受力面积的大小.例1中学生行走时始终有一只脚着地.故受力面积为一只脚的着地面积.而大象四只脚站立时,受力面积则考虑四只脚着地时的面积.(3)还要注意题中压力的大小就是重力的大小.但不是任何情况下,压力的大小都等于重力。
同学们对压强已有了一定的了解。是不是可以解释教材开头两幅照片中看到的现象呢
生:蝉虽然很小。力量不会太大.但它的口器非常尖,和树皮的接触面积很小,单位面积上的压力即压强就会很大,因此能插入树皮. ’
骆驼虽然身体庞大笨重.但它有四只大脚掌,踩在地上时,地面上单位面积上受的力即压强不会很大.因此,即使在沙漠行走也不会陷进去.
师:任何物体能够承受的压强 ( http: / / www.21cnjy.com )都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏.因此生产、生活中。有时需要增大压强,有时又需要减小压强.如何改变压强的大小呢
[想想议议]
请同学们看教材中的三幅图.讨论人们是要增大压强还是减小压强,用的是什么办法
师:同学们一定还可以举出生活中许多增大压强或减小压强的例子.大家可以互相讨论.
生:常用的刀和剪都有一个很薄的刃.这是为了增大压强.
不论是钉子还是大头针、图钉做得很尖,这也是为了增大压强.
载重的大卡车上装有许多很大的轮子,滑雪者的滑雪板做得又宽又长,这些都是为了减小压强.
想一想:寒冷冬季的一天早 ( http: / / www.21cnjy.com )晨,一个小孩在河边玩耍,这时他发现河面上结了一层冰,他就试着走了几步,他非常想走到河的对岸去看看,可没想到只走了五六米远, “咔嚓”一声,小孩压破薄冰,落入水中。
此时一个骑车的青年见此情景立即将自行车往马路边一丢,三步并作两步跑到河边……他怎样救人呢?
师:请同学们从举出的这些刨子中.归纳出改变压强的方法有哪些
生:压力一定的情况下.可以通过改变受力面积的大小改变压强;受力面积一定时.用改变压力的大小改变压强.
学生讨论、交流,寻找方法。教师讲解时要渗透控制变量法的思想。
小结:两个物理量,如果一个物理量随另一 ( http: / / www.21cnjy.com )个物理量的增大(减小)而减小(增大),并且二者的比值保持不变,这两个物理量成正比。一个物理量往往同时与多个因素有关,比较它们的大小时,要同时考虑相关因素,不可顾此失彼,如压力作用效果是由压力大小和受力面积大小共同决定的,比较压力作用效果的大小时,既要考虑压力大小又要考虑受力面积大小。
诊断评价
出示评价试题,学生独立完成,同时根据反馈的情况进行补偿。
三、课堂小结
在压力一定的情况下。增大受力面积,压强减小;减小受力面积,压强增大.
在受力面积一定的情况下,增大压力.压强增大;减小压力,压强减小.
四、动手动脑学物理
1、桌面受到的压强是500帕,表示的物理意义是
2、是2008年第29届奥运会运动项目图标,在这些活动中运动员对地面压强最大的是( )
A.射箭 B.举重 C.击剑 D.射击
3、横跨鳌江的瓯南大桥终于建成试通车. ( http: / / www.21cnjy.com )与温州已有桥梁不同的是,该桥中间部分可以垂直升降,是亚洲最大垂直开启式桥梁.为保护桥梁,避免造成事故,大桥禁止19座以上的客车和2吨以上的货车通行.一辆重为1.5×104牛的小货车,四个车轮与桥面的接触面共为0.1米2.,则小货车对桥面的压强为多少帕
4、少林功夫名扬天下,“二指禅”绝 ( http: / / www.21cnjy.com )活令人称奇.表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量,如图所示.这时两手指对地面的压强最接近于( )
A.3×102Pa
B.3×104Pa
C.3×106Pa
D.3×108Pa
5、重为3N的书本静止在水平桌面上,书本对桌
面的压力的大小是 N,压力的方向是
6、下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.单位面积上受到的压力越大,压强越大
B.受力面积越大,压强越小
C.重力越大,压力越大
D.压力越小,压强越小
7、物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强最接近于( )
A.6Pa B.60Pa
C.600Pa D.6000Pa
五、布置作业:
学生用书本节习题
预习第二节 科学探究 液体的压强
六、预习提纲
1、液体压强产生的原因是什么?
2、压强计的工作原理是什么?
3、液体内部的压强有什么规律
七、板书设计
第一节 压力的作用效果(第2课时)
增大和减小压强的方法:
在压力一定时 增大受力面积,压强减小;
减小受力面积,压强增大.
在受力面积一定时 增大压力.压强增大;
减小压力,压强减小.
八、课后反思
甲 乙 丙 丁
第18题图
A B C D