人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:9.2液体的压强(附教材、学情分析、教学反思)
★整体设计说明★
通过复习放在水平面上的固体的压强产生的原因 ( http: / / www.21cnjy.com ),提出新问题:液体也受重力,在容器中的液体对容器底有没有压强呢?继而用实验来直观地观察液体产生的压强,再对液体的压强产生的原因及影响液体压强大小的因素展开讨论与探究,最后进行整理总结。这样的安排使知识学习过程过渡自然,不是突兀地提出液体的压强,并能自然地了解液体压强产生的原因;对影响液体压强大小的因素的实验探究,使学习过程成为在探究中学习的过程,既学到知识,又培养学生的探索能力和协作精神。
★教材分析★
本节内容是压强在液体中的表现。学生在生活中体 ( http: / / www.21cnjy.com )验较少,已有的感性认识少,使得本节知识比较抽象,加上学习本节内容需要用到密度和重力的知识,对学生来说难度较大。液体压强是固体压强知识的延深,并是浮力产生的原因,起到承前启后的作用,因而要重视本节的教学。
★教法建议★
探究、实验、分析讨论法。
★学情分析★
学生已学习了固体压强产生的原因及影响压强的因素,并具有密度知识,这为学习液体压强打好了基础。
在我们的生活中,能体验到液体压强的事件很少, ( http: / / www.21cnjy.com )就是游泳,由于水不会太深,也难以觉察到水的压强的存在,造就了液体的压强这一知识比较抽象。教学过程中多用现象比较直观的实验,增加学生的感性认识,就容易接受新的知识。
★学法引导★
自学与互学 总结归纳 实验探究
★三维目标★
1.知识与技能
(1)了解液体内部存在压强及液体内部压强的方向。
(2)了解液体压强的大小跟什么因素有关,知道计算液体压强的公式。
(3)认识液体压强的实际应用——连通器,了解生活和生产中的连通器。
2.过程与方法
(1)通过探究串联、并联电路电压的关系,体验科学探究的过程,领会科学研究的方法。
(2)能运用实验法、数据分析法归纳总结物理规律。
3.情感态度与价值观目标
(1)利用实验,激发学生自主探究的欲望,接受科学态度的培养。
(2)培养学生爱科学、用科学的意识。
(3)通过船闸的学习,激发爱国情怀。
★重点难点★
重点:通过实验认识液体压强的特点及影响因素,利用物理模型推导公式。
难点:液体压强与深度及密度的关系。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入(约2分钟)
1.如下图所示,木块放至杯底 ( http: / / www.21cnjy.com ),木块因受重力作用,对杯底有压强;若向杯中倒入水,水对杯底有压强吗?__________,方向 ,产生的原因是________________。
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2.杯子中的水,如果杯壁突然消失 ( http: / / www.21cnjy.com ),会出现什么情况? 说明水具有 性。有杯壁的存在为什么水就不流散呢?说明杯壁对水 力的作用,同时水对杯壁 力的作用,即,水对杯壁 压强,产生的原因是 。
3.如果水的压强只是向下或侧向的,如下图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,那么浸在水中的物体 (“一定”或“不一定”)向下运动而不向上运动,浸在水中的物体都是下沉的吗?说明什么?
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【设计意图】利用知识的迁移能力,合理推 ( http: / / www.21cnjy.com )理出结论,使学生有成就感,激发学生的兴趣,同时锻炼了学生的分析推理能力、知识迁移能力,又为学习浮力打下基础。
二、新课讲解
(一)液体压强的特点
1.探究液体是否存在压强(约4分钟)
教师:请同学们设计一个实验或装置, ( http: / / www.21cnjy.com )能够直观地观察到液体有没有压强。提示:利用力的作用效果。方案1:利用力可以改变物体的运动状态;方案2:利用力可以使物体发生形变。(2分钟左右的讨论,学生有没有设计出方法或装置不要紧,关键是给学生一个思维的时间与空间,对有效思路给予以表扬)
讨论过后,展示老师采用的装置,如 ( http: / / www.21cnjy.com )下图。玻璃杯的底是用橡皮膜来制作的。倒入水后,如果有压强,橡皮膜将发生形变(侧橡皮膜先不提及,实验时将它背向学生)。
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老师演示,倒入水后,让学生注意观察实验现象。
提问:看到什么现象?说明什么?方向向哪?为什么?
然后老师假装不经意将侧膜转向学生:这个玻璃筒侧壁也开了口,让我用橡皮膜堵住了。
如果有学生发现此处橡皮膜外凸,就势引导提问,如果没有学生发现,老师故作才发现,引导提问,引发思考与讨论。
问题:里面的水所受的重力是竖直向下的, ( http: / / www.21cnjy.com )对容器底部有向下的压力,底部的橡皮膜向下凸出理所当然,这侧橡皮膜怎么也外凸了呢?说明什么?什么原因呢?(如果学生想不到,提示比较固体液体有什么不同的特性)
【实验结论】
A.液体对容器底和侧壁都有压强。
B.液体压强产生的原因是由于液体受到重力作用;液体具有流动性。
【设计意图】各知识点之间过渡自然,层层推进,连贯性强,同时增加了趣味性。
2.探究液体内部是否存在压强(约2分钟)
提问:液体对容器底的容器壁都有压强,液体的内部有没有压强存在呢?比如我们将一个物体浸在液体中,这个物体受不受液体的压强呢?
【实验探究】(1)液体内部是否存在压强;
(2)液体内部的各个方向是否存在压强。
【实验器材】
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【探究步骤】
(1)介绍压强计:先观察U形管液面 ( http: / / www.21cnjy.com )的高度差,然后让学生用手轻轻压一压探头的橡皮膜,观察U形管中液面出现的高度差有什么变化。小幅度地变化压力大小,观察液面高度差的变化。由观察可知:橡皮膜受到的压强越大,U形管中液面高度差越大,或者说,U形管中液面高度差越大,说明橡皮膜受到的压强越大。(转换法)
(2)将探头浸入水中,观察U形管中液面的高度差。
(3)随意变换橡皮膜的朝向,观察U形管中液面的高度差是否还存在。
【实验结论】液体内部各个方向都有压强。
3.探究影响液体压强大小的因素(约8分钟)
【实验器材】
( http: / / www.21cnjy.com )
【实验步骤】
(1)讨论猜想:液体的压强与哪些因素有关,将合理的猜测写到黑板上。提示:依据生活经验及相关知识猜想,不可乱猜。
①浅水潜水戴水镜氧气瓶就可以,深水潜水就需要穿防护装备→→深度
②液体压强产生的原因由于受到重力,相同体积条件下,液体密度越大,所受重力越大→→液体的密度
③液体内部各个方向都存在压强→→方向
(2)讨论实验方法:经讨论、引导,得出实验方法——控制变量法。
(3)保持探头浸入水中的深度不变,将橡皮膜朝向不同方向,观察U形管中液面高度差有什么变化。
(4)将探头浸入的深度逐渐加深,在不同的深度停留一下,观察U形管中液面高度差有什么变化。
(5)保持探头浸入深度不变,分别将探头浸入清水和盐水中,观察U形管中液面高度差有什么变化。
【实验结论】(综合以上三个实验)液体 ( http: / / www.21cnjy.com )内部朝各个方向都有压强;在同一深度,各个方向压强相等;同种液体中,深度越大,液体的压强越大;液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
【设计意图】将课本的实验拆分开来,使学生对液体压强的认识由少及多,逐步掌握,而不是一股脑全涌出来。
(二)液体压强大小的计算方法(约7分钟)
【问题】我们知道了液体的压强与深度、密度有关,到底和深度、密度有什么定量的关系呢?能否找到液体压强的计算公式呢?
【提示】同一液体同一深度处,各上方向的压强都相等,那么只需要计算某一个位置竖直向下的压强就可以了。
【探索过程】按老师设计的问题探索。
液体某深度处竖直向下的压强是由于该位置 ( http: / / www.21cnjy.com )受到上方液体的压力产生的,压力大小等于上方液体的重力。要计算压强,需要设上受力面积。设液体中深度为h处有一受力面积s,液体密度为ρ,如下图所示:
( http: / / www.21cnjy.com )
1.s上方液体柱的体积是 。
2.s上方液体柱的质量是 。
3.s面受到的压力是 。
4.s面受到的压强是 。
液体压强计算公式是 。
注释:这种方法是模型法。
加强理解:1.公式中各个字母代表什么物理意义?(强调h的含义)单位分别是什么?
2.根据公式说出液体压强的特点。
3.根据公式说出液体压强与哪些因素有关。
【设计意图】用问题的方式帮助学生形成物理模型,让学生自主推导公式,加深学生对公式的理解与掌握,并增加学生的成就感,提升教学效果。
(三)连通器(约6分钟)
【实验演示】将U形管从压 ( http: / / www.21cnjy.com )强计中拆下来,让学生观察里面的液面特点;然后将U形管倾斜再观察;向里加一点水,减一些水,观察两侧液面特点,将水倒入连通器后观察。
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【实验现象】两侧的液面总是相平。
【分析论证】让学生分组讨论,然后引 ( http: / / www.21cnjy.com )导着做出解释:如果不相平,液面高的一侧产生的压强大,会把水压到液面低的一侧,如果相平了,两侧压强相等,达到平衡。
【实验结论】(这种上端开口、下端连通的容器叫连通器)连通器里的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
【应用】先试着让学生寻找生活中的连通器,然后介绍几例典型,最后介绍船闸。
【设计意图】由一系列演示所观察到的现象,激发学生好奇心,学会认真观察实验、分析实验。
三、课堂小结(约2分钟)
让学生归纳本节课学到的内容,最后由教师系统地总结。
四、课堂例题(约5分钟)投影
1.利用液体压强公式解释拦河大坝为什么修成上窄下宽的形状?潜水员潜水的深度不同,防护装备有什么不同?
2.下列说法正确的是( )
A.液体内部没有压强
B.液体对容器底有压强,对侧壁没有压强
C.液体内部同一深度处,各个方向压强相等
D.液体的压强跟深度有关,跟液体的密度无关
3.如图所示,拦河坝高30m,水库水位23m,距水底7m处的A点所受水的压强是多大?
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【设计意图】帮助学生快速了解、掌握主要知识点,第3题强化“深度”的理解。
五、达标测试(约8分钟)学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题,对学易错题进行重点讲解。
六、布置作业(约1分钟)
动手动脑学物理。
★板书设计★
液体的压强
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★教学反思★
学生对液体压强自身体验比 ( http: / / www.21cnjy.com )较少,在教学安排上做了大幅度的重新设计,并在讨论和实验中,通过观察实验现象来增加感性认识,通过分析论证促进对知识的理解与掌握,教学过程中积极引导学生参与实验与讨论,尽可能地为学生创造参与机会,培养学生的团队合作精神与动手能力;课堂安排通过简单现象发现液体压强的特点,然后利用控制变量法,对知识进行了定性的研究与分析,经历了实验探索和分析论证阶段,这是科学研究所经历的一般过程。连通器的学习是从实例抽取模型,再应用于实例。这节课充分体现了自然科学的研究历程及学习过程中的认知规律。人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:9.1压强(附教材、学情分析、教法建议)
★整体设计说明★
通过对物理现象的感知导出问题,从而简单地 ( http: / / www.21cnjy.com )介绍压力。进而让学生亲身体验引出探究的课题:影响压力作用效果的因素有哪些?引导学生分析刚才的感受和回顾已有的知识,进行有根据的猜想→设计实验→进行实验→分析论证→对所得出的科学结论进行评估和应用。
★教材分析★
“压强”概念是本章知识结构的核心,也是生活 ( http: / / www.21cnjy.com )生产中应用非常广泛的一个概念。这部分知识在解释一些自然现象时也经常用到,又是后面学习大气压强、浮力的基础。
★教法建议★
本课有两个内容:压强,增大或减小压强的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )方法。理解压强概念关键在于认识压力产生的效果跟受力面积有关系。利用教材图中的现象,引导学生分析思考:小小的蚊子可以把口器插入皮肤,而骆驼不会陷人沙漠中,是不是压力作用的效果跟受压面积有关系?猜想得对不对,要用实验来检验。这里渗透了分析现象,找出原因,提出猜想,进行实验验证猜想的研究问题的方法。教材中的探究实验,对学生认识压力产生的效果跟受力面积有关系很重要。由实验得出结论后,使学生认识比较压力产生的效果需要用单位面积受到的力就比较顺当了。理解了压强跟哪些因素有关系,对怎样增大和减小压强就不难找出途径了。
★学情分析★
学生对生活中增大压强和减小 ( http: / / www.21cnjy.com )压强情景有一定的感性认识,但不知其所有然,没有上升到理性认识。学生对“探制变量法”和科学探究的环节有一定认识,还不能达到灵活地运用。
★学法引导★
学生通过对具体现象、事例的对比、比较, ( http: / / www.21cnjy.com )提出问题,并通过自己独立的探究活动归纳出一般的结论。引导学生动手做实验,认真观察、思考,然后小组同学之间相互讨论交流,归纳总结。
★三维目标★
1.知识与技能
(1)了解压强的概念。了解什么是压力,什么是物体的受力面积。
(2)理解压力的作用效果跟哪些因素有关。
(3)了解压强公式中各物理量的名称、单位及符号。知道压强单位的物理意义和由来。
(4)了解增大或减小压强的主要方法。
2.过程和方法
(1)观察生活中各种跟压强有关的现象.了解对比是提高物理思维的基本方法。
(2)通过探究压力的作用效果跟什么 ( http: / / www.21cnjy.com )因素有关。经历探究的主要环节,通过探究实验,观察实验现象。采集实验数据,获得对压强比较深入的了解。初步学习使用控制变量,具有一定的实验能力。
(3)了解改变压强的实际意义和基本方法,具有运用知识解释简单现象和解决简单问题的能力。
(4)通过实际动手、实践如何改变压强.具有一定的动手实践能力。
3.情感、态度与价值观
(1)通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心。
(2)通过对日常生活、生产中压强现象的解释,培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识应用于日常生活、生产的意识。
★重点难点★
重点:压强概念的理解。
难点:压力与受力面积的正确理解。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入(约3分钟)
师:大家请看大屏幕:
1.在茫茫雪原上,步行的人常会陷入及膝深的雪中,滑雪者却不会陷下去,这是为什么?
2.观察教材中两幅精美的图片:小小的蚊子可以轻而易举地把口器插入皮肤,体态庞大的骆驼却可以凭借宽大的脚掌成为“沙漠之舟”。
师:从同学们看到的这些现象中,大家会想到什么问题。
学生讨论并发表自己的观点。
生:人站在雪地上,为什么一个人陷了下去,而另一个没陷下去?
生:蚊子为什么可以将尖尖的口器插入皮肤中?
生:蚊子可以轻而易举地把口器插入皮肤中,是因为蚊子的口器很尖。
生:我认为上面的那些现象都是力作用的结果。
生:骆驼没有深陷入沙中,是因为它的脚掌大。
师:其实这些现象都是由压力所产生的作用效果。那为何作用效果又不同呢?这正是本节课我们所要探究的问题。
【设计意图】通过图片展示,引发学生的思考,通过学生讨论相互启发,引出本课的主题。
二、新课讲解(约30分钟)
(一)压强
1.压力(约5分钟)
师:什么是压力呢?请看大屏幕:
举例:水平地面上人对地面的压力,指 ( http: / / www.21cnjy.com )出压力的施力物体和受力物体并画出压力的示意图:压力的施力物体:人;压力的受力物体:地面。及手按图钉、鸟啄树等引导学生分析压力的特点。
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、对墙面的力还是对树面的力,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。
师:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫做压力。压力的方向垂直物体表面并指向受压物体。
师:下面请同学们画出图中图钉对墙面、茶杯对桌面、木块对斜面压力的示意图。
师:压力的大小与重力相等吗?方向相同吗?
生:根据对刚才几个物体压力的分析,可以看到压力的大小、方向与重力的大小、方向不一定相同。
生:当物体放在水平面上时,物体对支持面的压力大小与重力相等,方向相同。
生:装了水的桶子放在水平地面上时,桶对水平地面的压力应等于桶和水的总重力。
【设计意图】通过讲评,为后面实验探究和压强计算做好铺垫,降低难度。
2.压强(约20分钟)
师:下面我们一起来做个小实验,请同学们拿出笔,用手指同时对笔尖和笔尾施力,如屏幕图所示,体验有什么感觉?然后再用力些,又有什么感觉?
生:用手指压笔两端,手有痛。
师:手对笔施力,手为什么会有痛?
生:因为力的作用是相互的,此时笔对手施加了力。
师:这个力就是压力。
生:与笔尖接触的手指更疼!
师:你觉得产生这样的结果原因是什么?
生:我觉得与手和笔的接触面积有关,靠近笔尖的手指与笔的接触面积要更小。
师:我们把这个接触面积叫做受力面积。
生:用的力越大,同一手指就越痛。
师:手的疼痛长度不同,说明了笔对手的压力产生的作用效果不同,根据你们实验时的感受,想想压力的作用效果跟什么因素有关?
生:压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积有关。
师:手的感觉只有你个人知道,如何让每个人都可以看到压力的作用效果是否相同?
生:通过比较同一物体的形变大小,受压物体形变越大说明压力的作用效果越明显,反之不明显。
师:那么被压物体是选择容易发生形变的物体还是不容易发生形变的物体。
生:容易发生形变的物体,这样便于观察。
生:可以选择海绵、沙等物质。
师:要验证你们的猜想对不对,只有通过实验去检验,这里准备了一块海绵、一个小桌、一个砝码,大家讨论一下,该怎样设计实验才能达到目的?
学生讨论,总结,教师引导
演示:用图示装置探究影响压力作用效果的因素。
实验 压 力 受力面积 压力作用效果
甲 小桌的重力 桌脚 明显
乙 小桌+砝码重力 桌脚 很明显
丙 小桌+砝码重力 桌面 极不明显
引导学生根据实验结果归纳出影响压力作用效果的因素。
生:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,还与 ( http: / / www.21cnjy.com )受力面积有关。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
师:因此为了比较压力的作用效果,就可以比较物体相同面积上受到的压力。
师:在物理学中,物体所受压力的大小与受压面积的比值叫做压强。
师:压强越大,表示压力的作用效果越明显。
师:我们可以得出压强的计算公式:压强=压力/受力面积。用字母表示为:P=F/S。
师:力和面积的单位各是什么?
生:牛顿,平方米。
师:那么我们就可以推出,压强的单位是?
生:牛顿每平方米。
师:为了纪念法国的科学家帕斯卡,压强的单位我们用一个专用名称帕斯卡来表示。简称帕,符号Pa。即1帕等于1牛每平方米。
师:1Pa有多大呢?请看投影:
一张报纸平放时对桌面的压强约0.5Pa;
一颗西瓜子平放在桌面上,对桌面压强约20Pa;
成年人站立时对地面的压强约1.5×104Pa。
师:大家参照课本例题解答屏 ( http: / / www.21cnjy.com )幕上问题:一个重600N的人,站在地面上,已知每只脚与地面的接触面积为约200cm2,试计算他站立时对地面的压强,当他行走时对地面的压强变化了吗?
(学生练习,教师讲评)
强调:(1)在计算的过程中各单位一定要换算成国际单位。(2)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。
【设计意图】通过亲身体验 ( http: / / www.21cnjy.com ),分析现象,引导学生提出问题、进行猜想、设计实验、进行实验、分析和论证,完成科学探究。在此基础上得出压强一系列相关知识,顺和学生思维。
(二)减小或增大压强(约5分钟)
师:同学们对压强已有了一定的了解,是不是可以解释前面的现象呢?(投影)
生:在雪地上的两个人对雪地的压力差不多 ( http: / / www.21cnjy.com )大,但踏在滑雪板的人与雪地的受力面积大,产生的压强小,所以没有陷下去,另外那人与雪地的受力面积小,产生的压强大,所以陷下去了。
生:蚊子虽然很小,力量不会太大.但它的口器非常尖,和皮肤的接触面积很小,单位面积上受的压力即压强就会很大,因此能插入皮肤。
生:骆驼虽然身体庞大笨重,但它有四只大脚掌,踩在地上时,地面上单位面积受的压力即压强不会很大,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都有一定的限 ( http: / / www.21cnjy.com )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?
生:推土机的铲、篆刻刀的刃很锋利和 ( http: / / www.21cnjy.com )破窗锤锤头很尖是为了增大压强,推土机有宽大的履带和将铁轨铺在路枕上是为了减小压强.这四幅图都是用改变受力面积的方法来改变压强的。
生:压强和压力和受力面积的大小都有关系,也可以通过改变压力来改变压强。比如说用力切菜容易把菜切开,就是增大压力来增大压强。
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。
生: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。
生: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。
师:请同学们从举出的这些例子中,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。
小结:
增大压强:
压力一定时,减小受力面积;
受力面积一定时,增大压力;
减小受力面积同时增大压力。
减小压强:
压力一定时,增大受力面积;
受力面积一定时,减小压力;
增大受力面积同时减小压力。
【设计意图】通过解答课始问题,引人增大或减小压强的方法,体现了物理来自生活,而又应用于生活。
三、课堂小结(约2分钟)
让学生归纳这节课学到的知识。
四、课堂例题(约3分钟)投影
1.为了保护塑胶跑道,一些学校禁止在跑道 ( http: / / www.21cnjy.com )上使用带长钉子的运动鞋。这是因为运动员穿上该种鞋后对跑道的压力几乎不变,但运动员对跑道的( )
A.受力面积减小,压强减小
B.受力面积增大,压强增大
C.受力面积减小,压强增大
D.受力面积增大,压强减小
2.关于压力、压强,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压力越大
B.在受力面积相同时,重力大的物体产生的压强一定大
C.压力大的物体产生的压强不一定大
D.压力相同时,底面积大的物体受到的压强一定小
3.把砖块平放、侧放或竖放在地面上时 ( http: / / www.21cnjy.com ),如图所示砖对地面的 相等,砖 时对地面的压强最大,砖 时对地面的压强最小。
( http: / / www.21cnjy.com )
三两道例题,让学生快速思考回答,老师做适当点评。
五、达标测试(约8分钟)学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题,对学生错误的题目进行讲解。
六、布置作业(约1分钟)
完成课后作业1、2、3、4题。
【设计意图】通过学生自己总结和归纳,以 ( http: / / www.21cnjy.com )及达标测试演练、课后作用等方式,是运用不同的手段来考核评价学生这节课所学的知识技能与思想方法的掌握情况。
A
B
C人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:9.4流体压强与流速的关系(附教材、学情分析)
一、教学分析
(1)教材分析
前面所学的液体压强和大气压强的知识,是流 ( http: / / www.21cnjy.com )体在静止状态时有关压强的一些现象规律,通过本节课学习,将使学生进一步认识到:当流体流动时,流体的压强还跟流速有关。主要内容有:通过实验探究流体压强与流速之间的关系,分析飞机升力产生的原因,联系实际用流体压强与流速的关系解释一些现象。
(2)教法建议
为了让学生自然轻松地得出“流 ( http: / / www.21cnjy.com )体压强与流速的关系”的研究课题,采用简单吹纸片的实验引入,通过同学们日常生活中常接触到的现象,分析现象出现的共同点,自然进入探究的课题探究气体压强与流速的关系。在课堂中学生通过几组探究实验,引导他们归纳总结,得出气体结论后,在演示液体压强与流速的关系,把结论推向普遍。然后理解生活生产科技中的应用现象,体现从生活走向物理,从物理走向社会的学习理念。
(3)学情分析
流体压强与流速的关系是流 ( http: / / www.21cnjy.com )体力学中的基本规律,在生活和科学技术中有许多应用,例如飞机的升力等。另外,由于升力和浮力有较多的共同点,便于学生比较二者的区别。总之,本节课的内容与浮力、液体压强、大气压共同构成了较为完整的知识体系,使学生初步认识流体力学的一些基础知识。
(4)学法建议
“流体压强和流速”与生活实际联系十分紧密 ( http: / / www.21cnjy.com ),如飞机的升力、船吸现象、弧线球、帆船的动力和雨伞的设计等等,在传统的课堂上不可能让学生在一堂课内学习这么多知识。教师可以创设多问题情境,通过学生课后上网查找,优化知识形成的过程,改进教学方法,促进学生自主学习,并通过“课内-课外”、“个体-合作”的相结合,提高获取信息、分析信息和处理信息的能力,培养学生的自学能力,独立钻研的精神以及创造性思维的方法,让学生真正成为学习的主人。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)了解流体的压强与流速的关系。会用流体的压强与流速的关系解释简单的物理现象。
(2)了解飞机的升力是怎样产生的。
2.过程与方法
(1)通过动手实验、观察,探究流体的压强与流速的关系。
(2)通过实验现象和对比,了解飞机的升力是怎样产生的。
3.情感态度与价值观
通过观察“流体压强与流速有关”的一些神 ( http: / / www.21cnjy.com )奇的现象,并分析产生这些现象的原因,领略到科学的奥妙,从而产生热爱科学的情感,激发探索自然现象的兴趣。
三、重点难点
重点:流体压强和流速的关系,是解释生活中有关现象和飞机升力产生原因的基础。
难点:由于学生看不见气体的流动,所以通过实验现象,间接分析总结出流体压强和流速的关系。
四、教学流程
(一)新课引入
提问:老师这里有一张纸条,如果我向它吹气,会出现什么情况?(向上飘起)
大家都能够发现很多生活中相似的有趣现象 ( http: / / www.21cnjy.com ),那我们现在想想这些现象的发生和原因有什么共同点呢?房门,衣服,地面的纸片会飞,龙卷风,它经过的时候房屋的屋顶会被吸走。公共汽车的时候,打开车窗,窗帘会往外面飞。骑自行车,有的时候帽子会被风给吹走。师:纸被你吹起来了,真奇怪呀。我们在日常生活中有过类似的经历或者现象吗?
师问:大家都能够发现很多生活中相似的有趣现象,那我们现在想想这些现象的发生和原因有什么共同点呢?房门,衣服,地面的纸片会飞。
生:都有空气的流动。
那么像这种具有流动性的气体、液体统称为流体(如水、空气……)。(板书)
我们在前面分别探究了不流动时的液 ( http: / / www.21cnjy.com )体和气体内部的压强,那么当这些流体流动时,其内部压强又会有什么特点呢?流体的压强又受什么因素影响呢?这是我们这节课主要要解决的问题。
流体压强与流速的关系(板书)
探究点一:(出现探究课题----气体压强与流速的关系)
师:我们研究气体压强与流速 ( http: / / www.21cnjy.com )有什么关系时,你会提出什么猜想呢?如何通过实验的现象来验证你大的猜想?请你根据需要选实验器材,设计并进行实验,对实验的现象认真观察,与同学进行交流论证,得出你的结论。
(学生动手实验,老师课堂指导,实验的关键在于怎样使流体流动起来)
引导学生利用力学的知识储备,尝试解释产生这些现象的原因,并大胆进行猜想:流体的压强与流速的关系。并且通过你选择的实验器材来进行探究。
合作探究:
实验硬币“跳高”比赛。
引导学生找到最好的方法,让硬币跳得更高,并解释跳起来的原因。
实验转移乒乓球比赛。
器材:两只碗、一个乒乓球、吸管、漏斗。
规则:两只碗固定不动,不能直接用手拿,不能拨,让乒乓球从一个碗转移到另一个碗里,看哪一组方法多。
实验对着两根燃烧的蜡烛中间吹。
(学生做,老师巡视指导,并引导学生分析其中的道理。)
分析得出:气体的流速越大压强越小,流速越小压强越大。
问:放假了,我们想去北京旅游,选择什么交通工具最快捷?
对,飞机。停在跑道上的飞机能处于静止状态,但是当它逐渐滑行的时候就能慢慢的腾空而起了其中的奥秘是什么呢?
(播放飞机起飞过程的视频)
结合flash课件讲解飞机升力的产生。
飞机的升力:由于机翼的形状上凸下平,在空气中运动时,流过机翼的上下表面的空气流速不同而存在压强差,产生了向上的升力。(板书)
实际上飞机的产生,是源自于人类对鸟类的深入研究。鸟的翅膀跟机翼的形状相似——上凸下平,这就是鸟类为什么能在天空自由翱翔的原因。
你一定很佩服足球运动员踢出的香蕉球,为什么足球会在空中发生不可思议的拐弯呢?大家可以相互讨论。
师:罚“香蕉球”的时候,足球一边向 ( http: / / www.21cnjy.com )前飞行一边不断地旋转,两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。
师:相信大家都有过这样的经历 ( http: / / www.21cnjy.com ):步行在雨中,我们打伞。一阵大风吹来,雨伞会被向上吹起来。这是为什么呢?你能不能用今天所学的知识解释这个现象呢?
不错,我们知道液体和气体都能产生压强,那么在气体中出现的现象液体是不是也会呢?
引导探究点二:液体压强与流速的关系
提问:这个装置是我们学过的什么?当里面的水不流动时,有什么特点?(学生回答)
里面的水发生流动,同学们猜一猜又会产生什么现象呢?
引导学生利用连通器分析流体压强与流速的关系得出结论。
结论:在液体中,流速越大的地方压强越小。(板书)
我们的每位同学表现得都很棒,想出了很多合理的方法达到了目的,并运用所学的知识进行了非常准确的解释。
观看两船相碰实验(教师引导学生实验后,小组内同学相互讨论,分析原因。教师给予肯定并进行归纳分析。)
事故的原因:两船并列航行时,两船之间的水相对船的流速大,压强小;两船外侧的水流速小,压强大,产生向内的压强差。
告诫我们:为防止此类事件的发生,船只航行时一定不要并列行使。
学以致用:
师:引导学生从尾翼板的形状上分析它的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用。(学生作简短讨论后举手回答,然后教师总结归纳。)有了这种装置,坐在小汽车里肯定是非常平稳的、舒服的。
有了这种装置,坐在小汽车里肯定是非常平稳的 ( http: / / www.21cnjy.com )、舒服的。火车大家一定也坐过吧,站在火车站的站台上等车时,大家一定有所发现(大屏幕显示)——黄色的安全线。
师:大家一定知道这条线的作用是什么吧?
(学生举手回答)
同学们回答的很好,而这条警戒线并不是与火车同时出现的,我们来了解一下“安全线”的由来:(大屏幕显示)
师:火车运动时,由于与空 ( http: / / www.21cnjy.com )气之间的摩擦,会带动周围的空气一起向前运动。人与火车之间的空气流速大,压强小;人外侧的空气流速小,压强大,因而对人体产生朝向火车的压强差。
所以从此以后距站台边沿1m的位置画了一条黄线来警告乘客:不要越过此线,否则会有生命危险。
今天大家的表现都很积极,都很棒。
告诉我们今天这节课你学到了什么?
(二)课堂小结:
1.流体:气体和液体的统称。
2.流体压强与流速的关系。人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:9.3大气压强(附教材、学情分析、教学反思)
★整体设计说明★
本节内容是在学生对固体以及液 ( http: / / www.21cnjy.com )体的压强的认识基础上,针对气体是否存在压强、气体压强有那些特点以及如何测量大气压值这三个问题,进行的一堂以教师为主导、学生为主体的一节实验探究课。本节课在一定的力学知识的基础上,通过实验和方法的探究过程,使学生的观察能力、设计实验能力、分析能力、交流合作的能力、归纳总结的能力得到一定的锻炼。在教学中,按照“体验→思考→分析→探究→应用”的思路逐一展开,让学生通过实验,体验大气压的存在,讨论大气压的特点,探究测量大气压的方法,以及应用大气压知识解决实际问题。在教学中,不仅要关注学生“知道什么”,更要关注学生“怎样才能知道”,所以,能动手做的实验就让学生自己动手做,给学生亲近感和真实感,多媒体起到穿针引线的作用,形象补充说明的作用。
★教学分析★
(1)教材分析
对大气压强的研究是在前面所学的基础上,结合力 ( http: / / www.21cnjy.com )的测量、二力平衡、压力、压强、液体压强等内容来认识的,先通过感知大气压强的存在,再进一步学习大气压强的测量和应用。既是对以往固体液体压强知识的复习巩固,又是对压强知识的深化和提高,也为后面学习“流体流速与压强的关系”及“浮力”奠定了坚实基础。所以,本节课在物理知识的学习中起到了承前启后的作用,是本章的重点,大气压强的学习对人们的日常生活,生产技术和科学研究等有广泛的意义。
(2)教法建议
根据新课程基本理念“注重科学探究,提倡学习 ( http: / / www.21cnjy.com )方式多样化”,在本课教学中采用探究性教学模式。通过实验探究、讨论交流,鼓励学生的行为参与和思维参与,充分体现学生在教学中的主体作用。使学生从具体的探究活动中获得体验,培养学生严谨的科学态度。
(3)学情分析
学生在前面已经学习过固体压强和液体压强,对压 ( http: / / www.21cnjy.com )强知识有所了解,但气体压强更为抽象,所以容易被忽视。通过一系列实验和生活中的现象让学生感受到大气压强的存在和运用,突破难点。学生对科学探究的过程有了一定的了解,这里要逐步引导学生完成估测大气压值的探究实验,放手让学生完成,并对实验进行评估交流。在教学中通过实验和多媒体,以实验为基础、感性认识为依托,逐步引导学生利用已有知识解决新的问题,学生完全能够完成本节内容的学习。
(4)学法建议
学生课前要做好充分的准备,明确 ( http: / / www.21cnjy.com )探究任务,在任务的驱动下充分发挥学习积极性和主动性,选择身边的物品与器材,进行开放性的体验和实验,力争把这种“完成形式”知识改成“待建形式”的知识,模拟当年科学家的探索过程,通过探索去获得知识。
★教学目标★
1.知识与技能:
(1)了解大气压的存在。
(2)了解测量大气压强的方法,了解大气压强的大小和单位,理解托里拆利实验原理、过程和结论,知道标准大气压的数值。
(3)知道大气压产生的原因,知道大气压与高度和沸点的关系。
(4)认识生活中利用大气压的现象,了解抽水机的工作原理。
2.过程与方法
(1)观察跟大气压强有关的现象,感知大气压强是一种客观存在。
(2)观察演示实验现象,感知大气压强的大小和单位。
(3)通过观察课件感知人类是如何利用大气压强的。
3.情感态度与价值观
(1)培养实事求是的科学态度。
(2)通过大气压强应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响。
★教学重点★
(1)确认大气压的存在,会用相关知识解释生活现象。
(2)通过利用身边的物品设计小实验,感受大气压强的存在。
★教学难点★
测量大气压的方法。
★课时设计★
1课时
★教学方法★
演示法:通过演示生活中大气压的现象,让学生感知大气压的存在。
讨论法:通过对实验现象的分析讨论,说明大气压的存在,并能利用大气压的知识解释生活中的简单现象。
实验探究法:通过实验感知大气压的存在,并测量大气压的值。
★教学准备★
两瓶饮料(瓶塞密封和不密封)、玻璃杯、水、硬 ( http: / / www.21cnjy.com )纸板、熟鸡蛋、广口瓶、棉球、火柴、吸盘、玻璃板、钩码、豆浆、吸管、矿泉水瓶、水槽、空矿泉水瓶、电热水壶(热水)、钻了小孔的空易拉罐瓶(平口)、注射器、吸盘、弹簧测力计、玻璃板(每两位学生一套实验器材)。多媒体课件。
★教学过程★
一、新课引入(约2分钟)
演示实验:组织两位学生吸饮料比赛。(对比实验:瓶塞密封和不密封)
赛后提出问题:为什么其中一瓶饮料吸不上来?饮料到底怎样进入嘴中?
师:要进一步了解其中的奥秘,我们还需要知道有关气体压强的知识。
【设计意图】从学生的一个非 ( http: / / www.21cnjy.com )常熟悉的生活情景引入,鼓励学生发现与物理相关的问题,尝试表述这些问题,描述所发现问题不能用已学物理知识解释的冲突,激发兴趣,自然地引出新的课题,而不是强加于学生。)
二.新课讲解(约30分钟)
体验大气压的存在(约10分钟)
提出问题:地球被厚厚的大气层包围着,生活在大气海洋中的我们是否也受到压强呢?请同学们仔细观察几个实验。
(不急于给出答案,让学生在后面的实践中逐步的改正、完善自己的想法)
1.演示实验
实验1:瓶吞蛋(该实验直接明朗地让学生感受到大气向下的压强把鸡蛋压下去)
介绍并进行实验:剥了壳的熟鸡蛋放在广口瓶上,广口瓶的口径太小,鸡蛋掉不下去。
将点燃的棉球扔入瓶中,迅速用鸡蛋塞住瓶口(鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内)。
实验2:覆杯实验(该实验直接明朗地让学生感受到大气向上的压强把水支撑着)
介绍并进行实验:将玻璃杯装满水,用纸片盖往杯口,用手按住,并倒置过来,移开手后看到什么现象?(水被空气托住)
进一步实验
慢慢将杯口向各个方向转一圈,又看什么现象?(水仍没有掉下来)。
师:你看到了什么,发现了什么?(ppt)
引导学生分析现象(是谁将鸡 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋压进瓶子的?空气怎样做才能把鸡蛋压进去?是什么力量托住了水和纸片?等。分析上述实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。再慢慢向各个方向转动,硬纸片仍不掉下来,表明大气向各个方向都有压强。)(ppt)
【设计意图】用演示实验引入,让学生看 ( http: / / www.21cnjy.com )到意想不到的结果,再引导他们进一步思考,在已有的力学知识的基础上,初步感受大气压的存在,得到大气压存在的结论。
2.归纳:
①大气压强定义: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大气压强存在
③大气压向各个方向
3.学生活动
师:生活中哪些现象还能说明大气压的存在呢?你能设计证明大气压存在的实验吗?
(注意事项:根据生活中的经验学生可以举出 ( http: / / www.21cnjy.com )很多生活中的例子,联系生活,把生活与物理学习联系起来。对学生的回答要适时鼓励,并注意引导学生清楚的表达自己的想法。)
生:(可能设计的实验)
利用吸盘;
利用注射器;
利用马桶拔子;
利用玻璃片;
利用空矿泉水瓶和热水;
……
师:(对学生进行肯定和鼓励)
【设计意图】大气看不见,大气压强更 ( http: / / www.21cnjy.com )加抽象,如何使学生确信大气压的存在是非常重要的。在这里让学生亲身去体验大气压的存在。在对演示实验观察讨论的基础上,学生根据各小组的课前讨论准备进行组组间交流,亲自设计证明大气压的实验,进一步亲验确信大气压的存在。
(二)估测大气压的值(约10分钟)
1.创设情景
学生实验:模拟马德堡半球实验(利用两个规格相同的塑料挂钩吸盘对拉)
结论:说明了大气压强不仅存在而且大的惊人。
播放马德堡半球实验视频并伴随讲解。通过语言和表情突出强调大气压强的“巨大”;说明该实验是历史上证明大气压存在的最著名的实验。(视频)
2.提出问题
师:大气压到底有多大呢?你能不能设计一个实验测量出大气压的值呢?
师:大气看不见也摸不着,怎样测量大气压的数值呢?
师:关于压强我们知道什么?
生:。
师:我们可以试着把测量大气压值转化为测大气压作用的压力和大气压作用的面积呀。
师:怎样测大气压作用的压力?(举例滑动摩擦力的测量方法等,渗透转化,等效的物理方法)
师:怎样测大气压作用的面积?
生:……
3.设计实验
师:请小组讨论,设计实验方法,选择实验器材,用文字和实验设计图表达出来。
学生利用投影仪展示各自的实验方案(交流与评价)
学生可能设计的测量大气压值的方案有:
(1)器材:吸盘、弹簧测力计;原理:。
把吸盘“压”在玻璃上,用弹簧秤拉皮碗,直到刚好把皮碗拉动,记下这时的拉力,再测出吸盘的受力面积即可算出大气压。
(2)器材:注射器、弹簧测力计、刻度尺;原理:。
首先把注射器的活塞推至注射器筒的底 ( http: / / www.21cnjy.com )端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,读出活塞的横截面积S,即可算出大气压。
从演示的覆杯实验获得启发:利用水测大气压值。
……
师生共同讨论实验中遇到的问题以及解决的方法。(ppt)
(注意:在交流的过程中注意评价各方案的优缺点,注意学生间的互评。)
师:请利用我们提供的器材尽快测出大气压的值。
4.学生实验:利用注射器弹簧测力计测量大气压的值。
交流:各小组汇报实验测量值,
师:实验过程中你认为有哪些注意事项,大家一起分享?
生:操作过程中的应注意注射器 ( http: / / www.21cnjy.com )内空气要排净;固定弹簧测力计,拉动活塞要使弹簧测力计,绳子,注射器在同一直线且沿水平缓慢拉动;活塞刚好被拉动的时候记录弹簧测力计的示数……
师:思考一下:用这些方法为什么只能粗略测量大气压值?
交流:活塞与筒壁有摩擦;
针筒内不能完全真空;
测力计读数有误差;
【设计意图】培养学生实验设计、观 ( http: / / www.21cnjy.com )察和分析能力、增强学生之间的交流与合作;养成实事求是、尊重规律的科学态度和科学精神。同时体验科学探究成功的乐趣。
想了解世界上精确测出大气压值的实验吗?
(三)托里拆利实验(约10分钟)
教师:早在1643年,意大利科学家托 ( http: / / www.21cnjy.com )里拆利首先用实验的方法准确测出大气压的值,这个实验就叫托里拆利实验,由于实验中使用了水银,而水银有毒,会影响健康,不能在课堂上演示。大家一起观看托里拆利实验视频,了解如何准确测出大气压的值。
1.播放视频,引导学生讨论以下问题:
(1)为什么要在玻璃管内灌满水银?(为了排除管内的空气)
(2)玻璃管中水银柱上方的空间是否有空气?(是真空)
(3)管内水银为什么会下降?为什么没 ( http: / / www.21cnjy.com )全部下降,而是停在760mm处?(管内水银下降是因为水银柱太高,产生的压强大于外界大气压;当下降到760mm处时,产生的压强等于外界大气压,水银柱不再下降;)
(4)计算760mm高的水银柱产生的压强有多大?(P气 =P水银=ρ水银gh≈1.013×105Pa)
(5)管子倾斜放置,水银柱竖直高度是否发生变化,即所测的大气压值是否变化?
(6)管子直径加粗,水银柱竖直高度是否发生变化,即所测的大气压值是否变化?
(通过液体压强公式P水银=ρ水银g ( http: / / www.21cnjy.com )h可知:水银柱产生的压强只与水银柱竖直高度和密度有关,所以,管子倾斜一点、粗一点、弯曲一点、提高一点、,水银柱竖直高度不变。)
2.归纳:大气压p=76cmHg≈1.01×105Pa,叫一个标准大气压。
阅读教材气压计的相关内容,了解水银气压计和无液气压计的原理。
3.气压计:测量大气压的仪器:有水银气压计和金属气压计等。
(四)大气压的应用及特点
进一步提问:为什么不用水来做托里拆利实验呢?
学生猜想后,观看网上下载的视频资源,利用水来做托里拆利实验的情景。
思考1:如果用水做托里拆利实验时,h=?引导学生联想到生活中的抽水机其实就利用了大气压将水抽到高处。
1.演示压水机工作过程
【设计意图】通过两个视频文件,突破难 ( http: / / www.21cnjy.com )点,理解水银柱产生的压强等于大气压的大小;知道如何准确测量大气压的值,并通过液体压强的计算得出大气压的值;初步体会抽水机就利用了大气压的作用。
思考2:大气压强在社会生活中还有哪些应用?
学生思考后回答出:
(1)用吸管吸饮料
(2)吸盘式挂衣钩
(3)钢笔吸墨水马桶拔子
(4)拔火罐
(5)用注射器吸药液
阅读教材相关内容,了解大气压变化的规律及沸点与气压的关系。
2.大气压随高度增加而减小。
大气压变化的规律:在海拔3000m以内,每上升10m,大气压大约降低100Pa。
3.沸点与气压的关系:水的沸点在标 ( http: / / www.21cnjy.com )准大气压下是100℃,随着气压的减小,水的沸点也会降低,所以高原上的水沸点低,会出现煮鸡蛋不熟的现象,在高山上需要用高压锅来做饭。
【设计意图】举一反三,巩 ( http: / / www.21cnjy.com )固运用;培养学生留心身边物理的意识;关注STS,密切联系生产生活实际,使学生感受成功的喜悦和学习的快乐。从物理走向社会。
三、课堂小结(约2分钟)
让学生谈这节课的收获:
学到哪些知识?
学到了什么方法?
还想知道些什么?
提出问题,课后完成:假如没有大气压,我们将……
【设计意图】培养归纳总结能力,进一步深化本节所学知识。
四、课堂例题(约5分钟)投影
1.将杯子里装满水,用硬纸 ( http: / / www.21cnjy.com )片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒过来,放手后,纸片不会掉下来,杯子里的水不会流出,这表明 。如果将杯子转到乙、丙所示的位置,纸片不掉,水仍流不出来,这表明大气向 都有压强。
2.如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银柱长度将不变
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小
D.使用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变
( http: / / www.21cnjy.com )
3.以下生活现象中,不属于利用大气压的是( )
A.用吸管吸牛奶
B.用注射针筒抽取药液
C.贴在墙上的吸盘式挂衣钩
D.用高压锅煮饭
【设计意图】巩固本节新课所学内容,让学生快速回答,教师作适当的点评。
五、达标测试(约5分钟)学案
六、布置作业(约1分钟)
1.课后作业
2.假如没有大气压,我们将……
★板书设计★
( http: / / www.21cnjy.com )
★教学反思★
本节课通过大量的生活现象和小实验 ( http: / / www.21cnjy.com ),充分证明大气压的客观存在,实验和课件丰富了学生的感性认识,说服力强。教学中针对重点设置了实验,设计实验验证大气压的存在;设计实验测量大气压的数值,本节课的设计注重在学生原有知识的基础上,设计问题引导学生分析实验的原理,拓展学生的思维,真正体会到生活中处处有物理。