沪教版（上海）九年级物理第一学期6.3 液体内部的压强教学设计

液体内部的压强
一、教学任务分析
本节学习液体内部压强规律。液体内部的压强和生活、生产实际有着密切的联系，同时也是浮力产生的原因。
学习本节内容需要以压力和压强的概念、液体的特点、密度知识为基础。
本节由视频“潜艇下潜深度受限制”的现象引出液体内部有压强，接着通过学生体验、对比提出猜想。通过学生小组实验设计、探究、讨论、归纳得出液体压强与深度、密度的关系。然后构建液柱模型推导出压强的数学表达式。最后运用液体压强规律解释连通器，并了解生活中应用连通器的例子。
本节内容的学习强调学生的主动参与，在体验、实验、思辩形成液体内部压强规律的过程中，感悟对比、归纳、建模、演绎的科学方法，感受合作学习的重要性。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）知道液体对容器底部、侧壁有压强，理解液体内部压强的规律。
（2）会使用U形管压强计研究液体内部压强。
（3）知道连通器的原理。
2、过程与方法
（1）经历探究液体内部压强规律的过程，感悟控制变量、归纳方法。
（2）经历液体压强表达式的推导，感悟建模、演绎的科学方法。
3、态度、情感与价值观
（1）通过液体压强规律的实验探究，懂得合作学习的重要性。
（2）通过了解液体压强规律在技术上的应用，感受生活与物理的紧密联系。
三、教学重点和难点
重点：液体内部压强规律。
难点：液体压强计算公式的推导。
四、教学资源
1、学生实验器材：U形管压强计、大烧杯、水、盐、保鲜袋、橡皮软管。
2、演示实验器材：侧壁开孔两端开口的试管、水槽、红墨水、U形管压强计、连通器。
3、课件：自制课件，视频。
五、教学设计思路
本设计的基本思路是：以情景和活动引发学生提出猜想，引起探究的兴趣。然后通过实验探究和演绎推理的过程，体验探究物理规律的科学方法，同时获得液体内部压强规律。最后运用液体内部压强规律解释连通器。
本设计要突出的重点是液体内部压强规律的形成过程。方法是：首先通过体验活动和演示实验，学生认识到液体内部向各个方向有压强，同时启发学生提出关于影响液体压强因素的合理猜想，其次通过演示实验和小组讨论排除无关因素，然后通过小组实验探究得出液体压强与深度、密度的关系，在归纳得出初步结论的基础上，最后结合自制课件建构液柱模型，通过演绎推理，获得液体压强的计算公式。
本设计要突破的难点是液体压强公式的推导。方法是：让学生思考如何分析某一水平液面受到的压力，然后利用自制课件，层层液面叠加，出现柱状液体，然后利用压强的定义式推导得出。
本设计通过观察潜艇电影片段，激发学习兴趣，然后通过体验、实验探究，演绎推理感受对比、控制变量、归纳、建模、演绎等科学方法。通过小组之间的交流，体验合作学习的重要性。最后通过连通器的学习，巩固液体压强知识，感受物理与生活的联系。
完成本设计的内容需2课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
活动I
体验
学生手套食品袋插入水槽，体验手上的感觉，观察食品袋的形变。引出液体内部有压强。
情景I
演示实验1
在底部和侧壁包有橡皮膜的试管中装入染成红色的水，根据橡皮膜的凸出，引出液体对容器底部和侧壁都有压强。
情景Ⅱ
演示实验2
把刚才的试管缓慢插入盛有浓盐水的容器中，根据橡皮膜的凹陷程度的变化，以及侧面的橡皮膜上开一小孔后液体的流向，猜想影响液体压强的因素。
活动II
学生实验1
先介绍U形管压强计的正确使用，学生练习使用U形管压强计，排除无关因素—“高度”。然后根据学生提出的猜想、各自的实验目的（研究液体压强与某一因素的关系），运用控制变量法设计实验方案并交流。
活动
Ⅲ
学生实验2
分组实验探究液体内部压强与深度、密度的关系，归纳得出液体压强与深度、密度的定性关系。
说明：两人一小组，先研究液体压强与深度关系，后研究液体压强与密度关系。（实验数据记录在学习活动卡上）
活动
Ⅳ
推导公式
构建液柱模型，运用演绎的方法推导出定量的数学表达式。
情景
Ⅲ
演示实验3
透明橡皮软管，使之成U形，内装染成红色的水，上下移动一端。
活动
Ⅴ
学生实验3
在透明的橡皮软管中装水，上下移动软管口，观察液面，思考原因。
情景
Ⅳ
课件展示
用液体压强原理解释U形管中同种液体液面保持相平的原因，引出连通器的概念和连通器内液面的特点。
活动Ⅵ
应用
连通器在生活和生产中的应用(茶壶、锅炉水位计、船闸等)。
3、教学主要环节
本设计可分为四个主要的教学环节。
第一环节，通过创设情景引入课题，感受液体内部有压强。
第二环节，通过演示实验和学生实验，探究液体内部压强的初步规律。
第三环节，结合自制课件推导出液体压强的计算公式。
第四环节，通过实验和课件提供的情景，了解连通器内液面特点。
第五环节，通过阅读、交流等方法了解连通器在生产和生活中的应用。
七、教案示例
第1课时
（一）引入
1．学生手带保鲜袋插入水槽观察保鲜袋的形变。思考：使保鲜袋紧贴手的原因是什么？
2.演示实验如图1甲所示，观察到橡皮膜突出，思考：该现象说明了什么？
3.演示实验如图1乙所示，将试管插入浓盐水中，观察橡皮膜的变化，思考：影响压强的因素是什么？当内外液面相平时，在橡皮膜上开孔，观察液体的流向，再思考：影响压强的因素是什么？
（二）新课
4．介绍U形管压强计的使用，然后将金属盒放入液体的某一深度，转动金属盒使之朝不同方向，观察U形管内液面高度差。
然后指导学生将金属盒放入液体的相同深度，不同高度处，如图2所示，观察U形管内液面高度差；进一步思考影响液体压强的因素究竟是什么？
根据猜想，请同学设计出合理的实验方案并交流。
5．实验探究
探究液体内部的压强与深度、密度的初步关系
利用学习活动卡指导学生分组运用控制变量法实验探究。（学习活动卡见附录）
（1）分组探究液体内部压强与深度、密度的关系
（2）填写实验表格，组内交流，归纳得出结论。
（指导策略：多媒体搜集数据、师生探讨、课堂交流）
6．推导公式
（解决实验无法解决的液体内部压强与密度、深度的定量关系）
（1）利用课件和设问，帮助学生建构液柱模型。
设问：设想在液体某一深度有一水平液面，如图3所示，该液面受到的液体压力大小如何？（课件演示液面层层叠加，出现与它面积相同的柱状的液体。）
设问：根据压强的定义式如何计算这部分液体的压强？
（2）运用压强概念推导出的数学表达式。
（三）知识应用
7．介绍教科书中液体压强在技术上的运用。
设问：为什么拦河大坝修建的上窄下宽？请用液体压强知识解释。
设问；潜艇能无限下潜吗？阅读相关资料
（四）布置作业
附表：
学习活动卡
探究实验
实验一
实验目的：探究液体内部压强与液体深度关系
实验序号
1
2
3
水中的深度（厘米）
5
10
15
压强计液面高度差（厘米）
归纳实验结论；
同种液体，液体内部压强________________________________。
实验二
实验目的：探究液体内部压强与液体密度关系
液体中的深度（厘米）
5
5
液体种类
水
盐水
压强计液面高度差（厘米）
归纳实验结论；
同一深度，
________________________________________________________
第2课时
（一）引入
1.演示实验：教师手拿透明橡皮软管，使之成U形，内装染成红色的水。
请同学猜想：当一端上升或下降时，两个水面是否会保持相平？
2.学生实验：观察当水不流动时，水面相平。归纳：把上端开口，下部连通的容器叫做连通器。连通器里的水不流动时，各容器中的水面总保持相平。
（二）新课
3.连通器内液面为什么会有这样的特点呢？
结合如图4所示课件说明：假设连通器的底部有一个面积为S的液片AB，由于水不流动，即液片AB左、右两面所受二力平衡，左、右两管中的水对液片AB的压强相等，p1=p2
，而
p1=ρgh1、p2=ρgh2，因为两管中都是水（即液体密度相同），只有当两管水深相等（即h1=h2）时，压强才能相等。
4.知识巩固
（1）判断如图5所示的器材是否是连通器？依据是什么？
（2）如图5所示的器材内装同种液体，当器材倾斜时液面是否会保持相平？为什么？
5.连通器在生活和生产中的应用。
（1）如图6所示都是连通器在生活和生产中的应用，分别说
明它们的工作原理。
（2）介绍我国古代的无盖魔壶。
无盖魔壶如图7所示，倒转壶身向壶注水，然后将壶身正过来，水并没有从壶底的孔泄露出来，若将壶身轻轻倾斜，水反而能从壶嘴中正常流出。
（3）阅读教科书P16船闸。同学间交流其工作原理。
（三）布置作业