2020-2021学年北师大版物理八年级下册8.3连通器教案

第八章　压强与浮力
第三节　连通器
一、教学背景分析
《连通器》是《压强与浮力》的第三节，是液体压强知识的应用。在学习了液体压强后，再通过本节课的学习，可以将液体压强的知识进行推广、应用。此外，本节课对连通器的原理进行解读时，会接触到一个新的假想模型——假想液片，这既是对所学受力分析、牛顿第一定律、压强、液体压强等知识的一次综合应用，也是再一次体会物理学研究方法的机会。
连通器是一种在生活中十分常见、应用广泛的物理模型，可以说连通器就在我们身边。学生根据生活经验，可以知道连通器各部分的液面相平，但并不知道其中的缘由。通过本节课的学习，可以增强学生对生活中问题的解释能力，让学生更有欲望去了解、探索、解释身边的物理学现象。
本节课要对生活中常见的各种连通器进行说明。首先通过观察设计有缺陷水壶引发学生的思考，引出连通器的概念。再应用假想液片法，解释连通器的原理。进而列举一些生活中的连通器并让学生解释其原理，激发学生对解释身边物理学现象的欲望。最后，通过对船闸的解读，体会将复杂过程分段、分级处理的方法，并通过了解三峡船闸，培养爱国主义情感。
二、教学目标
1. 通过观察演示实验，知道上部开口、底部连通的容器叫做连通器，知道连通器的特点，能够举出生活中的连通器。
2.通过“假想液片”解释连通器的特点，进一步体会假想模型法在物理学中的应用。
3.通过利用连通器的特点解释生活中的一些实际问题，培养用所学物理知识解释身边物理现象的习惯与意识。
4.通过解释船闸的工作过程，对连通器的知识进行综合应用并掌握，加强学生对复杂过程分段、分级处理的能力，并通过了解三峡船闸，培养爱国主义情感。
三、教学重点和难点
教学重点：连通器及其应用。
连通器是一种常见的物理模型，了解连通器的结构、特点，能够辨别连通器就是本节课的重点之一。此外，在本节课中，还应注重对生活中的连通器举例、观察生活中常见的连通器并解释其工作原理，培养学生解释身边物理现象、物理模型的能力。
教学难点：应用“假想液片法”解释连通器的特点。
在解释连通器特点时，又一次应用到假想模型。通过在黑板上作图、引导学生了解模型，通过对其进行受力分析，利用液体内部压强的公式、压强定义式、二力平衡等知识，解释连通器中各部分的液面高度相平。
四、教学过程
1. 教学引入
展示一个壶嘴矮的茶壶（如图8-3-1）。
提问：这个水壶存在什么问题？
回答：壶嘴矮，盛的水少。
提问：如何改进这个水壶呢？
提问：茶壶的结构有什么特点？
回答：壶嘴开口，壶盖上有个小孔，壶嘴与壶身在下面连在一起。
引出课题：连通器。
2. “知识点”教学
●连通器：上部开口、底部连通的容器叫做连通器。
●连通器的特点
演示实验：连通器中各部分的液面高度。
展示一个连通器，并向其中倒入适量的水，观察连通器中各部分液面的高度。学生发现各部分液面好像是一样高的，拿出准备好的画有一条黑色虚线的白纸，沿着各部分的液面摆好，可以看到，各部分的液面的确是相平的（如图8-3-2）。
总结连通器的特点：连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的。
学生提出疑问：为什么连通器各部分的液面是相平的？
引出假想模型：假想液片（如图8-3-3）。
对假想液片进行受力分析，并进行推导
F1=F2
p1S=p2S
ρgh1S=ρgh2S
h1=h2
●连通器的应用
（1）电热水器的水位计
展示电热水器的图片（如图8-3-4），提出问题：电热水器的哪部分是连通器？
学生观察、思考后得出结论：电热水器的水位计和水箱构成了连通器，通过水位计上水面的高低指示水箱中剩余水的多少。
（2）下水道的回水弯
展示下水道的图片（如图8-3-5）。
提问：下水道的哪部分是连通器？
回答：下面U型的部分（回水弯）是一个连通器。
提问：回水弯有什么作用？
回答：阻止下水道中的有害气体进入屋内。
通过关于“SARS”的小资料解释回水弯的重要性：2003年3月下旬，香港淘大花园爆发“SARS”，经香港卫生署及世界卫生组织的调查发现引起淘大花园“SARS”病毒大面积传播的原因之一是：当地一些家庭很少使用地漏排泄地面上的污水，从而造成与卫生间地漏相连的U形存水弯头内没有存满足够的水，有的甚至是干的，因此不能正常发挥作用。
（3）水塔的供水系统
展示水塔的供水系统的图片（如图8-3-6）。
提问：为什么要建水塔？
回答：保证周围建筑中人们的用水。
提问：水塔是如何给周围建筑供水的？
回答：在打开水龙头的时候，形成了连通器的结构，水要上升到和水塔中的水一样高，因此可以不断地流出来。
提问：设计水塔有什么要求？
回答：水塔要比周围的建筑高。
（4）牲畜自动饮水器
展示牲畜自动饮水器的图片（如图8-3-7）。
提问：牲畜自动饮水器是如何自动工作的？
回答：在牲畜饮水时，水槽里面的水位逐渐下降，浮漂也随之下降。通过杠杆使活塞向上升起，使水从水管中流出，补充进水槽中。
●船闸的工作原理
展示船闸的构造（如图8-3-8），介绍船闸的组成部分。通过船闸工作原理的课件，引导学生将船闸工作过程进行拆分，并对其逐步进行分析、解释。
（1）船从上游到下游：
① 打开上游阀门，使上游和闸室形成连通器，闸室内水位上升；
② 闸室内水位与上游水位等高时，开启上游闸门，关闭上游阀门，船驶入闸室内，关闭上游闸门；
③ 打开下游阀门，使下游和闸室形成连通器，闸室内水位下降；
④ 闸室内水位与下游水位等高时，开启下游闸门，关闭下游阀门，船驶出闸室，通过船闸。
（2）船从下游到上游：
① 打开下游阀门，使下游和闸室形成连通器，闸室内水位下降；
② 闸室内水位与下游水位等高时，开启下游闸门，关闭下游阀门，船驶入闸室内，关闭下游闸门；
③ 打开上游阀门，使上游和闸室形成连通器，闸室内水位上升；
④ 闸室内水位与上游水位等高时，开启上游闸门，关闭上游阀门，船驶出闸室，通过船闸。
船闸的工作过程比较复杂，很容易让学生在此处难以一次解释清楚。因此通过将整个过程分段、分级处理，着重询问每一阶段哪两部分形成连通器，帮助学生更好地理解船闸的工作原理。
观看《三峡船闸》记录短片，培养学生的爱国主义情感。
三峡船闸简介：三峡双线五级船闸，规模举世无双，是世界上最大的船闸。它全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。船闸的水位落差之大，堪称世界之最。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位62米高程，这就是说，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。已入选中国世界纪录协会世界最大的船闸世界纪录。此前，世界水位落差最大的船闸也只有68米。
3. 课堂小结
（1）连通器的结构：上部开口、底部连通；
（2）连通器的特点：连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的；
（3）船闸的工作原理。
4. 课堂练习
（1）下列关于茶壶嘴的设计说法中，正确的是（　　）
A．壶嘴远高于壶口 B．壶嘴远低于壶口
C．壶嘴做得与壶口一样高 D．以上设计都可以
（2）如图8-3-9所示，A、B两容器内盛着水，水面等高，两容器间用一斜管相通，K是开关。如果将阀门K打开，则（　　）
A．水将由A流向B B．水将由B流向A
C．水不流动 D．无法确定
（3）在连通器的两端分别装有盐水和清水，液面相平，如图8-3-10所示。如果将阀门打开，则（　　）
A．盐水向右流动 B．清水向左流动
C．均不流动 D．无法判断
五、教学反思
本节课在设计中注重于学生对身边连通器现象的解释与开拓学生的视野。水塔、牲畜自动饮水器、船闸等连通器对于现在的学生来讲并不常见。因此，通过本节课的学习，可以让学生更加关注身边的事物，思考见到的现象中是否蕴含着物理学的知识、原理，培养学生的科学思维。而通过了解“SARS”等事件，也可以让学生更加注重维护身边的环境与设施。
在解释船闸的工作原理过程中，学生也可以体会到将复杂过程分段处理的研究方法，这对学生今后学习中遇到复杂过程问题的处理将会是一次实用的经验。并且通过反复的练习，更好地让学生记住连通器的结构特点和船闸的工作原理。
三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽工程。它的许多工程设计指标都突破了世界水利工程的纪录，令世界刮目相看。通过对三峡船闸的了解，既可以让学生对多级船闸有进一步的了解，也可以培养学生的爱国主义情感，树立民族自豪感。
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