《压强》单元教学设计
一、课标分析与教材整合
1、研读课标
《义务教育物理课程标准(2022 年版)》由“物质”“运动和相互作用”“能量”“实
验探究”“跨学科实践”五个一级主题构成,前三个主题不仅包含物理概念和规律,还包含
了物理探索过程、研究方法等。“压强”单元在新课标中的内容主要在一级主题“运动和相互作用”下的“2.2 机械运动和力”,其内容是
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解液体压强与流速的关系及其在生活中的应用。
新课标新增了学业要求,与本单元有关的学业要求如下:知道物理学是对相关自然现象的描述与解释,物理学研究需要观察、实验和推理,体会物理学对人类生活和社会发展的影响。关心我国古代科技成就,为中华民族的科技成就感到自豪,逐步养成实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。
教学提示中对本单元的教学策略建议有:
注重问题导向,合理设计探究活动。在探究压强大小的影响因素活动中,注重发挥学生的积极性和主动性,给学生留出恰当的时间和空间;鼓励学生发现问题、提出问题,通过科学方法收集证据、得出结论;引导学生解释得出结论的理由,并对探究过程和结果进行评估、反思与交流。充分利用科学史料,培养学生的科学态度与社会责任感。引入我国现代化建设新成就“奋斗者”号载人潜水艇,培养学生的爱国情怀,提升学生的民族自豪感和实现中华民族伟大复兴的使命感。
情景素材建议有:利用液体压强计测量不同密度的液体内部不同深度处的压强。
物理是一门以实验为基础的学科,实验既是学习内容也是学习方法,通过实验不仅可以引出概念、验证规律、锻炼科学思维,还可以让学生体验科学探究的过程,培养科学思维,新课标对实验进行了凸显。本单元在一级主题“实验探究”下的探究类学生必做实验
4.2.3 探究液体压强与哪些因素有关
新课标在教学内容中新增了教学内容示例,与本单元有关的示例有:
例1 用水、盐水、压强计等,探究液体压强与哪些因素有关。
新增的实验探究学业要求提出:能通过物理实验建构物理概念,深化对物理规律的认识,
领悟其内涵及相互联系;有将实验探究方法及安全操作规范等运用于解决日常问题的意识,
能根据所学知识和说明书等解决现实中的简单问题。知道科学探究会受到各种因素的影响,
在实验中能关注主要因素,忽略次要因素;能根据实验数据通过归纳推理获得探究结论;有
判断实验数据是否合理、有效的意识;能对实验进行反思,提出改进建议。在实验中有发现
问题、提出问题的意识;能根据实验目的设计实验方案,会正确使用已学实验器材收集数据,
能遵守实验室规则,注意实验中的安全问题;能对收集的数据进行整理,归纳总结,形成结
论并作出解释;有合作交流的团队意识,能撰写简单的实验报告。能初步体会物理研究是建
立在观察和实验基础上的创造性工作;能通过实验获得结论,产生成就感,有学习物理的兴
趣和严谨认真、实事求是的科学态度;有节约资源、保护环境的责任感及自觉行为。
新课标新增的教学提示与本单元有关的教学策略建议专门提出尽量利用身边的情境引
导学生去发现问题、提出问题。注重发挥每个学生的创新潜力,鼓励学生设计实验方案、自
制实验器材、改进实验装置及操作方法,给学生提供自主探究的时间和空间。鼓励学生利用
课外活动时间,在校内外利用简单的器材开展科学探究活动。注重对学生交流合作、评估反
思能力的培养。组织学生对实验方案、实验探究过程和结果等进行评估与交流,鼓励学生充
分发表见解,调动学生在探究活动中的积极性和主动性。
2、基于课程标准进行教材分析
本单元教学设计选用的是《人教版物理八年级下册(2012 年)》,“压强”单
元,根据课程标准及教材分析,《压强单元教材分析如下表所示,其中 A 表示了解,
B 表示理解,C 表示应用。
“压强”单元教材分析
单元内部划分 教材
板块序列 主要内容 水平 教材内容 教材活动
压强 压力 B 压力 压力的定义及三要素
压强的概念 B 压强 压强的定义压强的基本公式能用压强公式进行简单计算
怎样增大或减小压强 A 怎样增大或减小压强 增大压强的方法减小压强的方法
液体压强 液体压强的特点 B 液体压强的特点 探究液体内部压强的特点
液体压强的大小 B 液体压强的大小 液体压强公式的推导
连通器 C 连通器 连通器在生活中的应用
大气压强 大气压强的存在 A 大气压强的存在 证明大气压强的存在
大气压强的测量 B 大气压强的测量 托里拆利实验
大气压强的变化规律
流体压强与流速的关系 流体压强与流速的关系 A 流体压强与流速的关系 探究流体压强与流速的关系
飞机的升力 C 飞机的升力 飞机升力的产生
二、诊断学情,确定认知起点
学生在前面已经学习了力的概念,知道了力的三要素,了解了力的作用效果,学习了力的平衡和力与运动的关系,这为学习压力和压强打下了基础。压强同前面学过的速度、密度一样,都是通过比值定义法得出的概念,学生通过类比学习很容易理解压强的概念。压强、流体压强知识在生产和生活中有着广泛的应用,与学生的生活联系密切,学生也有这方面的感性认识。
通过前面的学习,学生基本掌握了科学探究的各个环节和探究方法。这也为本章每节的实验探究奠定了基础。本章的主要知识点都是通过学生动手探究得出结论来,这对于学生进一步熟悉探究性学习的方法,提高学生创造能力和自学能力都是非常有益的。
三、 基于课标明确单元教学目标
基于课标中对初中物理四大核心素养的要求,本单元的核心素养目标如下:
1、物理观念
(1)知道压强的概念,包括压强的定义、表达式、符号、单位等;增大或减小压强的方法。
(2) 知道液体内部存在压强及液体压强的分布规律。
(3)知道大气压强的存在;了解大气压强产生的原因。
(4)知道托里拆利实验的原理、过程和结论。
(5)知道标准大气压的值及大气压强的变化规律。
(6)知道流体压强与流速的关系。
2、科学思维
(1)用准确、简洁的物理语言给出准确的表达或定义,通过实验探究归纳总结用压力与受力面积的比值定义压强。能够用压强公式进行简单的计算。
(2)通过观察探究实验认识液体内部压强的特点及影响液体压强大小的因素。
(3)通过方案的设计与探索,总结科学的方法:控制变量法、转换法等等。
3、科学探究
(1)通过真实的情境,培养发现问题、提出问题的能力。
(2)通过方案的制定与探索,培养学生解决问题的实际能力。
(3)通过亲历实验过程,培养学生观察、分析、处理信息的能力。
(4)通过实验的评估与同伴间的交流促进学生评估、交流与自我反思、改进。
4、科学态度与责任
(1)经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、善于观察生活等科学素养。
(2)在观察实验中,培养学生道德科学态度,能对学习的过程、认识和方法进行总结,梳理所学知识,学会反思。
(3)通过对三峡船闸的认识,培养学生的民族自信心和自豪感。
(4)运用大气压强的知识解释生活、生产中的有关现象,体会到物理知识与生活的密切联系。
(5)初步了解流体压强差异所产生的现象,通过学习激发学生对科学的热爱。
课时教学任务分解
节数 教学时数 主要知识点 探究活动
第1节 2 压强增大或减小压强的方法 探究影响压力作用效果的因素
第2节 2 液体压强的特点液体压强的大小连通器 探究液体内部压强的特点
第3节 2 大气压强的存在大气压强的测量 测量大气压强
第4节 1 流体压强与流速的关系飞机的升力 探究流体压强与流速的关系
课时教学设计
《9.1 压强》教学设计
(一)、教材分析
压强知识安排在二力平衡以及弹力、重力和摩擦力之后,是学生在学习有关力的知识后的一次较大综合。固体压强在整个压强知识中占有很重要的地位,压强概念的建立,为以后液体压强、气体压强和流体压强的学习奠定了基础。另外,压强知识在生活和生产中应用广泛,因此学习这部分知识具有重要的现实意义。
(二)、学情分析
在本节学习之前,学生已经学习了力学的基础知识,并学习了两个重要的力,即重力和摩擦力,这些知识都是本节学习的认知基础。控制变量、对比、归纳等学习方法在以前的学习中已有所涉及,这为本节课的探究学习提供了方法基础。另外,初中生有一定的观察能力,已具备了较强的独立思考能力,但是抽象思维能力尚未成熟,对本节内容所学习的压力,已有了压力大作用效果明显的思维定势和压力总等于重力的误区,这也是本节课要解决的问题所在。
(三)、教学目标
本节以物理学科核心素养的培养为目标,制定以下教学目标:
物理观念
正确理解压力的概念及三要素;
能区分压力与重力;
正确理解压强的概念和压强的计算公式;
理解比值定义的方法;
知道增大和减小压强的主要方法。
2.科学思维
(1)能用压强公式进行简单的计算
(2)学会控制变量法的实验方法,理解控制变量法能够保证实验数据有效、科学论证合理
(3)经历探究压力作用效果与哪些因素有关的实验过程,学会分析问题、归纳问题的能力。
科学探究
(1)能利用日常生活中积累的感性素材,合理猜想并假设影响压力作用效果的因素;
(2)能设计实验分别探究压力作用效果与压力大小、受力面积的大小等因素的关系;
4、科学态度与责任
(1)在实验中实事求是进行实验、记录数据,培养严谨认真、实事求是的科学态度与责任;
(2)体会利用实验能够探究物理规律,解决科学问题。
(四)、教学重点
探究压力的作用效果跟什么因素有关,建立压强的概念。
(五)、教学难点
压力与重力的区别,压力、受力面积的正确理解。
(六)、教学方法
启发式、探究式教学
(七)、活动流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、导入课题 用一颗钉子去压吹胀的气球和用一排钉子去压气球,观察会发生什么现象。 提问:气球单独按压在一颗钉子上时容易破裂,按压在一排钉子上时却安然无恙,这是为什么呢? 学生观察思考 贴近生活,激发学生兴趣。
二、新课讲授 一、压力分别画出他们的压力教师总结:1.定义:垂直压在物体表面的力叫压力(F)。2.方向:垂直于受力面,指向被压物体。3.作用点:在支持面上。 学生思考:这些压力的共同特点是什么? 初步理解压力的概念,为探究压力作用效果做铺垫。
二、压力与重力的区别画一画:用粉色笔画出物体的重力G,用红笔画出物体对接触面的压力F。施力物体受力物体力的方向力的大小压力甲物体乙物体垂直于接触面指向被压物体一般和重力大小无关重力地球地面附件的所有物体竖直向下G=mg 思考压力与重力的区别并回答(1)压力方向:垂直于支持面,重力方向始终竖直向下 (2)压力的作用点在支持面上,而重力的作用点在物体重心处。(3)压力大小与重力大小一般不同,但物体在水平桌面上自由静止时,压力大小等于重力大小。 能正确的理解压力和重力并能准确进行区分
压力的作用效果学法指导:应用控制变量法,每次只研究一个量对物理问题的影响,可以使复杂问题简单化。1.学生实验.①用右手食指轻压圆珠笔笔尖,体验食指的感觉.②用再大一些的力压圆珠笔笔尖,体验食指的感觉.③用和②同样大的力压圆珠笔笔帽,体验食指的感觉.2.猜想与假设.猜想:压力的作用效果与压力大小、受力面积的大小等因素有关.3.探究压力的作用效果跟什么因素有关?教师鼓励学生利用身边的实验器材设计实验:①如何选用器材②如何确定压力大小不变?③如何确定受力面积不变?④怎样比较哪个压力作用效果明显,哪个压力作用效果不明显?⑤......进行实验 教师巡视观察,并重点点拨实验中动手能力差的学生分析论证 小组展示实验并在课堂上交流探究结果压力的作用效果与压力的大小、受力面积的大小有关。(当压力大小相同时,受力面积越小,效果越明显;当受力面积相同时,压力越大,效果越明显。) 3.学生体验并讨论,然后同桌之间讨论,得出结论;小组长收集本组成员的结论,在班讨论达成共识.根据你的体验,结合日常生活,猜想影响压力作用效果的因素.5.思考如何设计实验来验证你的猜想?6.师生合作共同整理探究结果 通过师生的互动,自然提出所探究的问题,培养学生的问题意识。动手设计:有利于培养学生设计方案,选择实验器材的能力。有利于发挥学生的主动性,有利于学生的实验创新。
压强概念的形成在以上结论基础上设疑:如何比较压力的作用效果?总结:我们利用压强来表示压力的作用效果。①定义:物体单位面积上受到的压力②公式:P=F/S 变式:F=PS S=F/P③单位:Pa 1Pa=1N/㎡1Pa表示物体在1m2面积上受到的压力是1N。 P -----帕斯卡(Pa) F-----牛顿(N)S------平方米(㎡)公式中各物理量的单位是唯一的,代入公式前要换为这套单位。例题练习 (1)学习小组(利用小桌、砝码、海绵)在探究“压力的作用效果跟哪些因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:该实验是通过 来显示压力的作用效果;这种科学探究方法叫 。由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时,_____越大,压力作用效果越________。由乙、丙两图所示实验现象可得出:(2)一只重为12000N的大象,每只脚掌的面积为0.025m2,则它四只脚站在水平沙地上时对沙地的压强是多少Pa 7.学生练习 让学生通过练习,加深对压力作用效果的理解。让学生通过计算,明确受力面积的含义以及加深对压强公式的理解应用
增大或减小压强的方法(1)思考讨论把一块砖先后平放、侧放、立放在水平面上。哪种放法对地面的压力最大?哪种放法对地面的压强小?为什么?总结:增大压强的方法:①增大压力②减小受力面积③同时增大压力并减小受力面积减小压强的方法:①减小压力②增大受力面积③同时减小压力并增大受力面积 8.学生思考讨论总结
三、课堂小结 今天这节课你都学到了什么?压力定义:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫压力。压力的作用效果:①与压力的大小有关;②与受力面积有关。压强定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。公式:P=F/S单位:Pa(4)增大或减小压强的方法
四、检测反馈 1.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A重30 N,B重15 N,A的底面积是10 cm2,B的底面积是5 cm2。求:(1)A对B的压强。(2)B对地面的压强。2.如图所示,将一只平底茶杯放在水平桌面上,茶杯重6N.底面积是25cm2,茶杯内装有300cm3的水.(g取10N/kg.ρ水=l×103kg/m3)(1)茶杯内水的质量是多少?(2)桌面受到的压强是多少?如图,工人用200 N的力F 把重为50 N的重物A压在竖直的墙壁上不动。已知物体A与墙壁的接触面积为100 cm2。墙壁受到的压强是多大?
五、作用布置 完成教材32页动手动脑学物理第1~4题
六、板书设计 压强压力压力与重力的区别 压强 定义公式:P=F/S单位:帕(Pa),1Pa=1N/㎡4.增大或减小压强的方法
七、教学反思 本节课学生学习的热情较高,学生掌握吸收知识点较快,之后在物理教学中将持续做好演示实验,以学生为主体。本次教学中也存在许多问题,例如在讲解压强公式是应该给学生强调受力面积,对压强概念有更深的理解;知识点学完后应让学生对导入环节的活动进行解释,首尾呼应。
《9.2 液体压强》教学设计
(一)、教材分析
《液体的压强》是人教版第九章第二节的内容,学生在初步了解压力及固体压强后,对液体的压强进行进一步研究。本节课内容由"液体压强的产生及特点"、"液体压强的计算"、"连通器"三部分构成。先通过引导学生实验探究影响液体压强大小因素,总结出液体密度、液体深度对液体压强的影响,并且知道液体压强的基本规律,再由此一步一步引导学生寻找液体压强的计算方法,并能够通过液体压强解释生活中的物理问题,例如:水壶、排水管、船闸等。
(二)、学情分析:
初中阶段学生的抽象思维、认知水平各不相同,在经过一段时间的物理学习后,基本熟悉了科学探究的过程,初步掌握了学习物理的方法,并形成了一定的分析问题、解决问题的能力。本节内容相对来说综合性较强、难度较大,并涉及到前面学习的密度及压力压强关系分析。因此,本节设计在学生学习了固体压强概念之后,再根据固体压强的特点,通过类比,进一步探究出液体压强的存在及其特点,需要引导学生串联所学内容,从学生主体地位和教师组织引导作用出发,设计达成本节学习任务。
(三)、教学目标
本节以物理学科核心素养的培养为目标,制定以下教学目标:
1.物理观念
(1) 知道液体压强产生的原因;
(2) 知道液体内部存在压强;
(3) 知道液体内部压强的特点;
(4) 知道影响液体压强大小的因素;
(5) 认识液体压强的实际应用——连通器。
2.科学思维
(1) 经历液体内部存在压强和液体内部压强特点的科学探究活动;
(2) 体会实验中运用控制变量和转换法的科学方法;
(3) 了解如何利用“理想液柱”推导出液体压强公式;
(4) 能利用压强公式进行简单计算。
3、科学探究
经历液体内部存在压强和液体内部压强特点的科学探究活动。
科学态度与责任
通过对三峡船闸的了解和认识,培养学生的民族自信心和自豪感;
通过实验研究来培养学生严谨的学习态度,使学生掌握科学的探究方法。
能简单解释自然界及生活中液体压强的现象,培养学生乐于探究物理知识的精神。
(四)、教学重点
能够深入理解液体压强的基本概念,明确液体压强是由于液体受到重力和具有流动性而产生的;对液体压强公式的理解和应用。
(五)、教学难点
探究液体内部压强与深度、密度的关系;对液体压强公式的理解和应用。
(六)、教学方法
演示实验法、讲授法
(七)、活动流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、创设情境,引入新课 大坝的横截面为什么为上窄下宽,呈梯形状?为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡? 体会与液体压强有关的现象,针对问题积极思考可以暂时不回答。 从生活实列入手,体验从生活走向物理,从物理走向社会。
二、新课教学 教师演示实验演示1 取一个两端开口,一端用橡皮膜密封起来的塑料瓶,往瓶里倒水,请同学们观察。(图1)现象:当倒入水时,橡皮膜向下凸出问题1:这个现象说明什么?演示2 取一个侧面开口,开口处用橡皮膜密封起来的塑料瓶,往瓶里倒水,请同学们观察。问题1:这个现象说明什么?(图2)教师说明:液体对容器底和容器壁都有压强(一)、液体压强产生的原因液体压强产生的原因: 由于液体受到重力作用和具有流动性,所以液体内向各个方向都有压强.(二)探究液体内部压强的特点探究1:液体内部是否存在压强活动一:自主实验思考:1、小孔位置不同,水喷出的距离有什么不一样?(图3)2.戴上一次性手套后,将其放入水中,你的体验是什么?有哪些现象?由自组探究1、2知液体内部压强随深度增加而增大。这个判断是否正确,还需要更精确的测量工具,设计更合理的实验进行检验,这个更精密的测量工具就是压强计,认识液体压强计主要结构:U型玻璃管、橡皮管、刻度盘、探头塑料盒(蒙有一层橡皮膜)压强计是怎样工作的呢?压强计的工作原理演示让学生观察:没有力作用在橡皮膜上时,U型管两边的液面相平。手指轻按一下塑料盒口的橡皮膜,并观察U型管内液面有什么现象产生。按橡皮膜的手指稍微加点力(不宜重压,避免U形管中的水冒出管口),观察U型管,又有什么现象产生。该活动说明了什么问题?教师讲述:手按在橡皮膜上时,手给橡皮膜一个压强,使橡皮膜向里凹进,缩小了橡皮膜内密封的空气的体积,气压变大,使 U 形管两边的液面左低右高。作用在皮膜上的压强越大,U型管两边液面的高度差也越大。转换法:即用U行管两侧液面高度差的大小来反映液体压强的大小。演示:将压强计的金属盒放入水中,观察到什么现象?说明什么?使橡皮膜分别朝上、朝下、朝左、朝右,观察 U 形管两边液面是否始终存在高度差?表明什么?总结:压强计能反应液体内部压强的大小和方向。压强计中 U 型管中液面的高度差能反映液体压强的大小,高度差大,反映液体压强大;橡皮膜的朝向可以改变,便于比较水内不同方向的压强大小。橡皮膜在水中的方向能反映出液体压强的方向,若橡皮膜朝下,表明它受到的液体压强方向向上。通过刚才的学习,大家认为液体内部有压强吗?液体内部的压强与哪些因素有关?你怎样设计实验进行验证?明确实验方法的基础上,学生探究液体内部压强的规律。活动二:探究液体内部压强的特点提出问题:液体内部压强大小与哪些因素有关?猜想与假设:方向,深度,液体密度,容器的大小、形状设计实验:实验方法:进行实验、验证猜想:分析结果、得出结论:进行实验 研究液体内部的压强注意:实验前要先检查气密性探究一:将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。数据记录表格次数液体深度(cm)探头方向U型管液面高度差(格数)1水10水平向下82水10竖直83水10水平向上8学生讨论得出结论实验结论:液体内部向各个方向都有压强。在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强都相等。探究二:增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系?次数液体深度(cm)探头方向U型管液面高度差(格数)1水5水平向下62水10水平向下83水15水平向下12 学生讨论得出结论实验结论: 同种液体内部压强,深度越深,压强越大。探究三:换用不同液体,看看在深度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关。次数液体深度(cm)探头方向U型管液面高度差(格数)1水10水平向下82盐水10水平向下11学生讨论得出结论实验结论:在深度相同时,液体密度越大,压强越大。师生总结,液体压强的特点:液体由于具有重力和流动性,对容器底部和侧壁都有压强;液体内部不仅有向下的压强,也有向上的压强,液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。开动脑筋1.大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?2.为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?强化训练1.(武汉中考)某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。 (1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度________。(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究____________________________(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是________。A.酒精(ρ酒精=0.8×10^3 kg/m3)B.植物油(ρ植物油=0.9×10^3 kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×10^3 kg/m3) 学生观察现象并总结如图1说明液体对容器的底部有压强,因为橡皮膜是向下发生了形变,说明液体对容器底部的压强方向向下。产生这个压强的原因就是液体受到重力。图2容器侧壁的橡皮膜向外凸出,说明液体对容器侧面有压强;产生原因是液体具有流动性。图3塑料瓶里的水向外喷出,不同深度的水喷出的距离不同,深度越深喷出的距离越远;戴上一次性手套放入水中,随着深度的不断加深,塑料薄膜越来越紧贴手指。学生:观察到 U 形管两边液面出现高度差,这表明橡皮膜受到了水的压强。也就说液体内部有压强。 U 形管两边液面始终存在高度差表明液体内部向各个方向都有压强。学生思考并回答:把压强计的橡皮膜放在水中,观察 U 形管两边液面是否有高度差,就可以知道液体内部是否有压强。保持金属盒在水中的深度不变,改变橡皮膜的朝向,可以研究液体内部不同方向压强的关系。改变金属盒的 深度能研究液体压强与深度的关系。将水换成盐水进行实验,能研究液体压强与液体密度的关系。学生回答:1.是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,下部较宽的大坝能承受更大的压强,上部较窄的大坝既能承受压强又能节省材料。2.根据液体压强的特点,大海深处,压强很大,带鱼长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,外界压强大大减小,带鱼体内的压强大于体外,内脏器官就会爆裂而导致死亡。 积累感性经验,为下面的探究做准备。用橡皮膜形变程度反映压强大小,为学习压强计做铺垫。
(三)液体压强的大小教师:从实验探究知道,液体的压强与液体的深度、密度有关,与方向无关.那么,液体在某一深度的压强有多大呢?设想在玻璃容器内有一深度为h,截面为S 的水柱,计算出这段水柱产生的压强,即为水深为h 处的压强。说明公式的推导步骤(1)推导液柱的体积: V = Sh ;(2)推导液柱的质量: m = pV = pSh ;(3)推导液柱对平面的压力: F = G = mg = pgSh ; (4)推导液柱对平面的压强:P=F/S=pgSh/S=pgh .对液体内部压强的计算公式 p = pgh 的理解公式中各符合代表的物理量及其单位:P—压强— Pa .g—9.8 N / kg .p —密度— kg /m3. h—深度— m 。深度是指液面到所研究的那点的垂直距离,而不是从该点到容器底或到封闭的容器上盖面的距离。公式的适用范围:适用于各种密度均匀的液体内部压强大小的计算.从公式中可以看出:液体的压强大小只与液体的密度和深度有关.而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。著名的帕斯卡裂桶实验充分说明了这一点。讲解典型例题2020年,我国的载人深潜器“蛟龙”号将按计划完成水深万米级海试。当它在10000米深处时(海水的密度 1.0x10^3 Kg/m3 ,g =9.8 N / kg ),求:此处海水产生的压强. 画出模型,引导学生进行推导 用理论上的推导能进一步验证前面科学探究的正确性。推导过程中因为涉及前面学过的较多的知识点,教师要帮助学生,适当指定。
连通器出示连通器,观察连通器在结构上有什么特点?往连通器中注入红色的水。观察:各容器中液面是相平的吗?将连通器靠近黑板后并引导学生观察水面找学生画出各液面所在黑板上的位置,连线。将连通器倾斜,也在黑板上描出液面所在点,连线。总结:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器中的液面总是相平的。茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是应用连通器原理的例子。课件展示:船闸的原理图和工作过程。 学生观察,参与实验。观看课件,能说出连通器的定义、特点。(1)定义:上端开口,下端连通的容器。(2)连通器原理(特点):若连通器内装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
三、课堂小结 通今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题? 学生可以个别回答,或者相互交流,在交流的基础上进行学习小结。 促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。
四、检测反馈 1.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上再倒放,(1)水对瓶底和瓶盖的压力分别为F1、F2,则F1 F2,(2)水对瓶底和瓶盖的压强分别为p1、p2,则p1 p2。(3)甲、乙对地面的压强和压力 p1′ p2′,F1′ F2′。2.某同学重600牛,当他双脚站立时对地面的压强为1.5×104帕;当他走路时对地面的压强约为 帕;若他的书包重60牛,背着书包走路时,他对地面的压力为 牛,地面所受的压强比不背书包走路时变化了 帕。
五、课后作业 课本38页动手动脑学物理第 3、4 题
六、板书设计 液体的压强1.液体压强产生的原因2.液体压强的特点3.液体压强的大小计算公式:p = pgh单位说明:
七、教学反思 教学过程中没有强调压强产生的原因是因为压力;探究液体内部压强大小与什么因素有关的猜想与假设中,在学生提出猜想之前没有多举例子,让学生在丰富经验的基础上进行猜想;探究液体内部压强大小与液体密度关系时,没有加入倒盐巴这个步骤,学生可能不明确两杯水的密度是不一样的。突破重难点液体压强的特点和液体压强的大小计算公式,针对重点内容应该让学生多做中考题,公式要反复练习写、读,在选择题型时要讲究规范性,如:海水的密度是大约值。整体来讲内容准备得过多,容量大,学生的接受能力可能没有这么强;三个探究实验老师做两个,应该让学生自己做一个以提高学生的参与度。
《9.3 大气压强 》教学设计
(一)、教材分析
《大气压强 》是人教版物理八年级下册第九章第三节的内容,是压强概念的巩固和延申,也为下一章学习“浮力”作必要的准备。本节内容是在学生比较熟练掌握固体压强和液体压强的基础上进行的,为某些知识的转移和类比作了铺垫。由于气体的特殊存在形式——看不见、摸不着,所以大气压强对初中学生来说是比较抽象的概念,需要通过一系列新奇有趣的实验,让他们感受到大气压的真实存在。
(二)、学情分析:
八年级学生好奇心强,喜欢动手动脑,思维方式主要是形象思维。在学习本节内容前,学生在日常生活中也具备了有关大气的一些知识,对大气压强有一个相对模糊的理解,这是学生学习这节课的基础。另外,学生已经对压强的相关概念有了一定的了解,基本掌握压强的物理意义以及计算固体、液体压强的方法,能够利用转换法解决问题。这些知识和经实验方法将作为载体来帮助学生进行本节课的探究性学习
(三)、教学目标
本节以物理学科核心素养的培养为目标,制定以下教学目标:
1.物理观念
(1)知道大气压强的存在及大气压强产生的原因,
(2)知道托里拆利实验的原理、过程和结论,记住标准大气压强的值
(3)知道大气压强的变化规律
2.科学思维
(1)培养观察生活和实验中的现象,并归纳、推理实验结论的能力
(2)培养对科学实验知识的具体运用能力
3、科学探究
经历实验探究过程体会大气压强的存在,估测大气压强的大小
4、科学态度与责任
(1)运用大气压强的知识解释生活、生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活的密切联系。
(2)重视理论联系实际,学以致用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
(四)、教学重点
(1)利用实验验证大气压强的存在
(2)大气压强的变化规律
(五)、教学难点
(1)大气压强的估测和测定
(六)、教学方法
演示实验法、讲授法
(七)、活动流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、情景导入 如图甲所示,将一大试管开口朝上,灌满水,再将一稍小的试管底朝下插入大试管中,然后将大、小试管一起倒过来,如图乙所示(在这一过程中手握住大试管)小试管会向大试管的底部运动吗?(会) 学生尝试解释原因,并带着原因进行新知识的学习。 贴近生活,激发学生的好奇心和求知欲
二、新授 1.大气压的产生(1)空气有重力,对浸在其中的物体有压强.(2)空气具有流动性,也像液体一样向各个方向都有压强.所以,把大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。2.大气压的存在(1)教师解释小试管向上运动的原因,解除学生心中的疑在的。(2)教师演示实验实验探究1:在玻璃杯中盛满水,用一张纸片盖着,再倒过来,看看杯中的水是否会流出来?提问:杯中的水为什么不外流?分析:由于大气的作用托住了硬纸片及上方的水实验探究2:塑料吸盘能吸在光滑的墙上,如果把塑料吸盘戳个小孔,会发生什么现象?实验探究3:用吸管喝饮料,是什么使饮料压入口中?实验探究4:准备一个玻璃瓶,点燃一张纸丢进瓶子,待燃烧完后放一个剥了壳的熟鸡蛋在瓶口观察思考,为什么鸡蛋会被吸进瓶里?学生探究实验:马德堡半球实验3.大气压的测量教师演示教材图9.3-2中的实验,激发学生的兴趣,并提出问题:大气压强究竟有多大?(1)第一次测量大气压强数值的实验:托里拆利实验.(2)测量大气压的实验步骤:(多媒体展示托里拆利实验)①取一根一端开口、一端封闭的1m长的玻璃管,在里面注满水银.②把开口一端朝下,浸没在水银中,且将玻璃管竖直放置.③用刻度尺测出水银柱的高度,即为所测的大气压的值.(3)标准大气压的数值:标准大气压强相当于760 mm 高的水银柱产生的压强,即1.013x105Pa,约1×105 Pa .(4)托里拆利实验的注意事项:①托里拆利管中要充满水银,不能留有气泡.②在做实验时要将玻璃管竖直放置.③测量高度是指水银槽的水银面到玻璃管中液面的垂直高度.④管内水银柱的高度只随外界大气压强的变化而变化,与管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是压下无关但要保证玻璃上方有真空部分).4.大气压的变化(1)大气压跟高度有关:不同的海拔,大气压的值不同;在海发3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100 Pa .教师点拨:天气的变化也会影响大气压的大小.晴天的大气压比雨天的大气压大,冬天的大气压比夏天的大气压大.(2)气压计:用来测量大气压的仪器.气压计分两类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计),如果无液气压计的刻度盘上标的是高度,就变为了高度计.(3)液体的沸点在气压减小时降低,在气压增大时升高.5.大气压的应用把注射器的活塞推到底端,然后把针孔插到水中,提起活塞观察到水由低处往高处流动.这对我们有什么启示呢?教师点拨:活塞上提,由于活塞下方没有空气,作用在注射管外的大气,将水压进了注射器,使水随活塞上升.活塞式抽水机和离心式抽水机都是靠大气压把水压进泵体的.教师利用投影或挂图介绍活塞式抽水机和离心式抽水机的工作原理.教师强调:①了解活塞式抽水机的工作过程,一是看活塞怎么运动;二是看阀门怎么随着活塞的运动开启和关闭;三是看水怎么流动.②离心式抽水机工作前,入水管和抽水机内要灌满水,排出机内空气;工作时叶轮转动,利用离心现象将水甩出后,在叶轮附近形成一个低压区,大气压使低处的水推开底阀,沿入水管进入机内,进来的水又被叶轮甩出去. 学生观察现象现象:纸片没有掉下来,水没有流出. 戳个小孔时,空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间,吸盘内外压强相等,吸盘便不能吸在光滑的墙面上。人用力吸气,使管内气体减少,气压减小,饮料被大气压压入口中。学生上台做马德堡半球模拟实验学生思考:玻璃管竖直放置时和倾斜放置时,管中水银柱的高度怎样变化?水银柱的长度怎样变化?利用液体压强的公式计算大气压强学生讨论:1.013x105 Pa 到底有多大呢?请同学们估算大气对指甲盖的压力有多少牛顿,相当于多少千克的物体压在了指甲上.学生思考:大气压能支持多高的水柱呢? 让学生从身边的事例感受大气压的存在,再通过举例加深对大气压存在的理解。让学生能更生动、直观地认识大气压的存在,初步感知大气压强很大,能激发他们的学习兴趣。
三、课堂小结 1.大气压产生的原因:大气受重力作用且气体具有流动性2.大气压现象﹣大气压的客观存在①覆杯实验②吸管吸饮料③马德堡半球实验3.大气压值的测量﹣托里拆利实验P0= 1.013×105 Pa4.大气压的变化①海拔越高,大气压的值越小②冬高夏低,晴天高阴天低5.大气压的测量气压计:无液气压计和液体气压计6.大气压与人类生活①活塞式抽水机和离心式水泵②高压锅与高山反应 梳理学习思路,加深映像
四、课后作业 完成动手动脑学物理第1~4题
五、板书设计 大气压强大气压强产生原因大气压强的存在(1)大气压强的概念:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。 (2)大气压的特点:大气向各个方向都有压强大气压强的测量(1)大气压的大小托里拆利实验原理:P大气 = pghP0= 1.013×105 Pa(2)测量大气压的仪器
六、教学反思 课堂中的几个演示实验,如覆杯实验、瓶吞鸡蛋、抓住了学生的好奇心,引入大气压强,激发学生的学习兴趣;学生参与探究马德堡半球实验,可以实实在在的体验大气压强的存在,使课堂气氛活跃、互动有效,让学生真正动起来;利用生活中的事例,深化对大气压强的理解。课中让学生举例生活中有关大气压强的例子,由于生活经验少学生很难举例,导致大部分的内容都变成了老师在讲,没有体现出学生的主体地位。
《9.4 流体压强与流速的关系》教学设计
(一)、教材分析
《流体压强与流速的关系》是人教版物理第九章第四节的教学内容,本节内容是学生学习了液体压强与大气压强的基础上,进一步来认识流体压强的。本节由“流体压强与流速的关系”“飞机的升力”两部分组成。教学的重点是流体压强与流速的关系,难点是利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
(二)、学情分析:
学生已经学习了固体压强,液体压强和大气压强,对压强的概念已经有了比较深刻的认识,对于流体的压强与流速的关系,学生这方面的经验并不多。通过一些直观生动的实验,学生应该比较容易掌握流体压强与流速的关系,不过解释生活中的现象对学生来说还有一定的难度,因此需要紧密联系生活中的实例,通过引导分析,让学生从感性认识上升到理性认识。学生对有趣的物理现象有极大的兴趣和探究的欲望,渴望了情其中的物理原理,但由于基础概念的不足和探究方法不熟悉,迫切需要老师的帮助和指点。
(三)、教学目标
本节以物理学科核心素养的培养为目标,制定以下教学目标:
1.物理观念
(1)知道流体压强与流速的关系
(2)知道飞机的升力是怎么产生的
2.科学思维
(1)通过观察一些现象,认识流体的压强跟流速有关
(2)经历探究流体压强与流速的关系,理解升力产生的原因。
3、科学探究
经历探究流体压强与流速的关系,理解升力产生的原因。
4、科学态度与责任
通过观察和实验,让学生学会归纳、类比、逆向思维等研究方法,培养学生观察、分析、概括信息的能力。
(四)、教学重点
能够深入理解液体压强的基本概念,明确液体压强是由于液体受到重力和具有流动性而产生的;对液体压强公式的理解和应用。
(五)、教学难点
探究液体内部压强与深度、密度的关系;对液体压强公式的理解和应用。
(六)、教学方法
演示实验法、讲授法
(七)、活动流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、情景导入 简单回顾液体和大气压强并介绍流体的概念。播放天女散花魔术视频 学生回顾旧知识和寻找新知识点观看视频并思考 激发学生兴趣,让学生快速的进入学习状态
二、新知学习 一、流体压强与流速的关系1、气体压强与流速的关系实验:组织每位同学进行吹纸实验。并引导学生观察纸的走向,分析纸片上下、内外的流速关系。实验1:用力从纸条上方吹气,会看到什么现象?实验2:用力两页纸中间吹气,会看到什么现象?实验3:小组内进行吹硬币比赛。硬币吹得比较高的同学上台展示并介绍吹起的要领。通过上述三个实验引导学生总结出流速大的地方气体的压强小这个特点。结论:气体流速越大的位置,压强越小。2、液体压强与流速的关系播放视频,水流快的地方两小船靠近。类比气体压强的特点,说出流速大的地方液体的压强小的特点。结论:液体流速越大的位置,压强越小。3.总结出流体压强与流速的关系在流体(气体和液体)中,流速越大的位置,压强就越小,流速越小的位置,压强就越大讨论:航海规则为什么规定两艘轮船不能近距离同向航行?飞机的升力展示飞机机翼模型,引导学生分析机翼上下面的形状特点。 机翼横截面结合模型以及介绍的气流关系,小组讨论并选出代表介绍飞机升力产生的过程。机翼下方的气体流速小,压强大,机翼上方的气体流速大,压强小,机翼上、下表面间产生了压强差,这就使飞机获得向上的升力。解释流体压强与流速关系有关的现象在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1 m左右的地方标有一条安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,这是为什么?你能解释足球比赛中 “香蕉球”的原理吗? 观察现象并分析纸片上下、内外的流速关系。实验1现象:纸条向上飘起来分析:纸条上方气体流速大压强小,纸条下方流速小压强大,所以纸条会飘起来实验2现象:两页纸向中间靠拢分析:两页纸中间气体流速大压强小,两边流速小压强大,两页纸向中间靠拢实验3现象:硬币跳过障碍物分析:硬币上方气体流速大压强小,下方流速小压强大,所以硬币飞起来现象:两个小球会相互靠近分析:两球之间液体流速大压强小,两球两边的流速小压强大,所以会相互靠近机翼上下表面的路程不同,但空气流过的时间是相同的,这就导致了机翼上下表面空气流速的不同。机翼上表面空气流速大,下表面空气流速小。根据流体压强与流速的关系得机翼下表面的压强大于上表面的,压强差导致的压力差是飞机能够上升。当列车驶过时,列车周围的空气流速增大,压强减小;此时如果人站在安全线以内,人身体前后有压强差,因而产生压力差。这个压力差会把人压向列车非常危险;所以人必须站在安全线以外的区域候车。 让学生亲自动手实验。引导学生观察和思考完成物理核心素养。丰富的生活实列让学生更深入的理解流体压强与流速的关系,感受到物理知识在生活中的广泛应用。
三、课堂小结 找学生回答:“本节课你学到了哪些知识?” 梳理学习思路,再次清晰学习目标
四、课后作业 完成练习册上“流体压强与流速的关系”习题
五、板书设计 流体压强与流速的关系流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。飞机升力:机翼上下表面的压强差,是产生升力原因。
六、教学反思 在教学中演示了吹纸片示实验,激起学生的好奇心,再让学生尝试将硬币给吹起来,学生认为是不可能的,通过他们自己亲自实验,发现硬币被吹起来了从而及其学生浓烈的好奇心,在好奇心的驱使下去学习知识能到到事半功倍的效果。通过知识的学习能更好的解释生活中的许多现象,也能懂一些安全常识。