一﹑教材分析:
《9.1 压强》教学设计
(一)教材的地位和作用
《压强》是新人教版八年级物理第九章《压强》的第一节。此版块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时对事例分析方面思路的进一步升华。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,大气压强和流体压强与流速的关系等版块的学习奠定了基础。另外,压强知识在生活和生产中应用广泛,充分印证了“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课标理念。
(二)教学目标:
1、知识与技能
知道压力的概念。
理解压强的大小跟哪些因素有关。
理解压强的概念;能用压强公式进行简单的计算。2、过程与方法
经历探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验过程,培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力,进一步掌握用控制变量法、转换法的思路设计实验的一般过程。
通过学习数学正反比例问题分析增大和减小压强的方法。3、情感态度与价值观
在探究过程中,有主动与他人交流的愿望,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃和修正自己的错误观点,建立正确的世界观。
体验“从生活走向物理、从物理走向社会”。
(三)教学重点和难点:
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。
难点:应用压强的知识说明生活实例。二、学情分析:
在学习本节课之前,对于压强方面的知识点,学生几乎是一无所知。虽然压强的概念学生非常陌生,但压强的实例在生活中却应用广泛,素材非常丰富。对于学生来说,只要把理论和实践巧妙地结合起来,理解压强将变得容易很多。三、教法学法分析:
教法:“教无定法,贵在得法”,有效的教学方法是取得良好的教学效果的保证。根据学生对力的简单认识以及本课特点,我采用探究式教学法。
学法:在注重知识与技能的同时更应注重过程与方法。本节让学生用观察法、讨论法、小组合作法进行学习,在自主探究的过程中学习知识,掌握方法,发展能力,提高兴趣。并讨论总结出压力的作用效果与压力大小、受力面积大小的关系,并应用其说明生活实例。
四、教学过程:
(一)创设问题情境,激发探究欲望。
师:播放《钉板开石》flash 动画,设置悬念。生:观看动画。
师:为什么第一次人躺在钉板上毫发无伤,第二次却伤痕累累? 生 1:可能与两次操作钉板外观不同有关。
生 2:第一次钉板上的钉子很多;第二次钉板上的钉子很少。
师:大家观察得非常仔细。钉子数目的多少怎么会决定对躺在其上人的命运呢, 这就与本节课所要学的知识有关。今天我们要学习的是第九章《压强和浮力》的第一节《压强》。(导出课题)
(二)新课讲解: 1、压力
让学生观察教材中两幅图片,分别是蝉将口器插入树皮吮吸汁液和骆驼在茫茫大漠中自如行走。
师:蝉为什么可以把小小的口器插入坚硬的树皮?
生:蝉的口器非常细,非常尖,如同针一般,很容易进去。师:骆驼为什么能在松软的沙土中前进?
生 1:骆驼的脚掌非常大,很难陷得下去。
生 2:它们都是压力的作用产生的,只不过有的明显,有的不明显。
师:的确,压力的作用解决了很多问题。那么什么是压力呢,大家还记得吗? 生 1:压力是一种效果力。
生 2:老师在之前讲弹力时提到过,压力属于弹力。
生 3:压力是垂直作用在物体上的力,他的方向垂直于接触面。
师:看来大家当时的记忆还是很清晰的,我们一起来总结一下:①压力是垂直作用在物体表面的力;②两物体必须相互接触并发生形变才能产生;③由于压力属于弹力,就用弹力的符号 FN 来表示压力;④压力的方向是垂直于接触面并指向被压物体。压力的大小如何判别呢?
生:施力物体自身重力的大小。(错误)
师:一定是这样吗?置于水平面上的物体对支持面压力大小是否等于物体的重力?
生:相等。
师:那在斜面上呢? 生:不相等。
师:所以压力的大小不一定等于重力的大小,这点希望大家在以后的物理学习中注意。下面我就压力与重力的不同之处列表说明。
大小 方向 作用点
重力 G=mg 竖直向下 物体的重心
压力 具体情况具体分
析 垂直于接触面,指
向被压物体 受力物体表面
2、压力的作用效果与什么因素有关体验 1:铅笔
师:刚才大家所提到的陷进去的深浅程度就是指压力的作用效果。陷得深,压力的作用效果强;陷得浅,压力的作用效果弱。请大家再做手压铅笔的实验, 与此同时请同学们猜想压力的作用效果与哪些因素有关?(学生做实验,看书,思考问题。)
生 1:分别用笔尖和笔尾触及手指,发现笔尖触及的手指会有疼痛的感觉,说明受力面积小,产生的压力效果强;用较小力和较大力拿笔尖接触手指,较大的力度会使手指疼痛,说明施加压力大,产生的压力效果强。由此看出,压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
生 2:站在 A 地和站在 B 地用铅笔笔尖同样力度触及手指,手指的疼痛感是一样的,说明压力的作用效果与物体所处的位置无关。
体验 2:气球
师:我们每一位同学桌子上都有一个吹起来的气球,请你们想一想如何改变压力的作用效果?
生 1:用手掌和手指分别以同样大小的力接触气球,发现手指接触的部位气球下陷得更深,说明受力面积小时压力的作用效果强。
生 2:用手指分别以不同大小的力量碰触气球,发现施加压力大时气球下陷得更深,说明压力大时压力的作用效果强。
师:看来,压力和受力面积可能会影响压力的作用效果,那么这两个因素是如何影响压力的作用效果呢?我们现在每张桌上都准备有大块海绵、钩码、压强小桌,请同学们自行设计实验来探究压力的作用效果与受力面积和压力大小的关系。
生 1:将小桌桌腿朝下放在海绵上,当在小桌上放一钩码,发现小桌的下陷程度增加了。说明在受力面积不变的情况下,压力越大,压力的作用效果越强, 二者有着成正比的关系。
生 2:分别将小桌桌腿朝下和小桌桌面朝下放在海绵上,发现桌腿朝下放置时下陷程度增加。说明在物体承受压力不变的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越强,二者有着成反比的关系。
师:这种研究未知量与其中一已知量之间关系时,保持其它已知量恒定不变的方法,我们曾经多次使用,叫做什么呢?
生 1:控制变量法。例如弦乐器音调的高低可以有弦的长短、粗细来决定。
生 2:伽利略做的“阻力对物体运动影响”的实验让小车从同一高度滑下就是为了控制到达低端的速度相同。
师:很好。另外,我们怎样知道压力的作用效果是大是小呢? 生:观察海绵下陷的深浅程度。
师:没错,这种不易发现的情形用显而易见的现象显现出来的方法叫做转换法。例如灯泡的电流大小我们可以通过观察灯泡的亮暗程度来确定就是利用这 种思想实现的。那么,还有什么实验也可以利用这种方法完成的呢?
生 1:测不规则小石块的体积时我们转换成测排开水的体积,就是老师讲得“排水法”。
生 2:我们测曲线的长短时转换成用细棉线模仿曲线的轨迹,测棉线的长度。
生 3:在测量滑动摩擦力时根据二力平衡原理,摩擦力大小等于压力大小,测摩擦力大小就转换成测拉力的大小。
师:很好,看来大家对之前所学过的基础知识掌握得比较扎实。我们刚才看到压力的作用效果与压力成正比,与受力面积成反比,参考数学的正反比例函数图像可知
由此可见,正比例函数 y=kx 对应 p=kF, 反比例函数 y=k/x 对应 p=k/S。数学图像问题在我们物理知识的学习中显得尤为重要。
3、压强
师:刚才我们分别控制了压力和受力面积的大小比较出了压力的作用效果。但是当压力和受力面积都不相同时又如何比较呢?为此,我们需要引出一个新的物理量来描述压力的作用效果。这个物理量是什么呢?它就叫“压强”。压强是描述压力作用效果的物理量。所以,我们可以这么说:压强越大,则压力的作用效果越明显;反之,压强越小,则压力的作用效果越不明显。所以,我们可以将刚才的实验结论改为:由实验观察可知,当受力面积相同时,压力越大,压强越大; 当压力相同时,受力面积越小,压强越大。那么,压强的定义是什么呢?请同学们一起来朗诵。
(学生朗诵:单位面积上受到的压力大小叫压强。)
师:压强是有大小的,那如何计算它呢?请同学们从定义当中去思考压强的计算公式,并在草稿本上写出中文表达式。
(请一个学生到黑板上写公式。其余学生在草稿本上写。)
师: 如果压强用“P”来表示,压力用“F”,受力面积用“S”来表示,则压强的公式可以表达成字母公式“P=F/S”。由此可推导出:“F=PS”和“S=F/P”从公式中可以看出压强的单位是由哪两个物理量的单位组成?
生:压强的单位是由压力单位“牛”和面积单位“m2”组成。师:读作什么呢?
生:牛每平方米。
师:为了纪念物理学家帕斯卡,我们用他的名字来命名压强的单位。所以压强的单位就成了“帕斯卡”,简称“帕”,表示符号“Pa”,
故 1Pa=1N/m2。那 3Pa 等于多少 N/m2?并请同学们思考 3Pa 的物理意义是什么? 生:3Pa=3 N/m2。它的物理意义是每平方米受力面积上受到的压力是 3 牛。
师:很不错。我们就是根据压强单位来说明其物理意义的,这种学习方法看来大家已经掌握了。下面出一道与压强有关的计算,我们一起来看看。
例题:如果物理课本的重力约为 2.5N,平放在桌面上时,与桌面接触面积约为 4.
7×10-2 m2,那么它对桌面会产生多大的压强?
解:P=F/S=2.5N/4.7×10-2 m2=53Pa(规范计算题书写格式,强调表达式、单位) 观看小视频《逗说压强》,巩固前三版块知识点的记忆程度,并学会活学活用。4、压强的应用——增大或减小压强的方法
说明关于车辆超载对路面造成破坏的报道,请学生思考为什么公路"体无完肤"。
生 1:车子上装的货物太多了。
生 2:路面不能承受车子对地面的压强。生 3:车子的轮子太窄了。
通过引导使学生明白:任何物体能承受的压强都是有限度的。教师进一步引导学生思考防止路面被损坏呢?
学生讨论后交流:
生 1:提高路面的质量,使其能承受较大的压强。
生 2:通过减小压力来减小对路面的压强(正常装载货物)。
展示啄木鸟吃虫子、按图钉、用刀切菜的图片。 师:在这些情况下我们是应增大还是减小压强呢? 学生思考、讨论后交流。
引导学生分析增大压强的方法:①受力面积不变,增大压力
② 压力不变,减小受力面积
③增大压力的同时,减小受力面积减小压强的方法:①受力面积不变,减小压力
② 压力不变,增大受力面积
③减小压力的同时,增大受力面积
学生活动:你能说说生活生产中还有哪些地方需要增大或者是减小压强吗? 学生讨论交流。
生 1:磨刀是通过减小受力面积来增大压强。
生 2:书包带子做宽是通过增大受力面积来减小压强。
生 3:“胸口碎大石”就是通过增大受力面积来减小压强。
生 4:蝉用口器吸取树汁是通过减小受力面积来增大压强。生 5:骆驼宽大的脚掌是通过增大受力面积来减小压强。
5、课外探究
警察在一些发案现场往往要提取罪犯的脚印(把液态的物质倒入到脚印中, 然后等其凝固就得到了罪犯的鞋模),警察能就能根据鞋模估计出罪犯的身高、体重等,你知道警察是怎样估计出来的吗?请你试着做这样一道题:
在海滩发案现场留下了犯罪嫌疑人清晰的站立脚印,公安人员立即用蜡浇注了鞋模,测量鞋模的平均厚度为 3cm,质量为 675g;又经测试达到脚印同样深度压强为 1.5X104Pa,那么犯罪嫌疑人的体重为多少 N?(ρ蜡=0.9X103kg/m3)
(三)小结:谈收获,让学生们谈谈自己这节课学到了什么? 五、板书设计: §9.1 压强
一、 压力
1、定义:垂直作用在物体表面上的力
2、条件:两物体接触并发生形变
3、符号:FN
4、方向:垂直于接触面指向被压物体
5、单位:牛(N)
6、大小:视情况而定
二、压力的作用效果跟什么因素有关1、受力面积(成反比)
2、压力(成正比) 三、压强
1、描述物体承受压力作用效果的物理量。
2、定义:物体在单位面积上受到的压力。
3、符号:p
4、表达式:p=F/S
5、单位:帕斯卡 Pa 1 Pa=1N/m2
6、物理意义:1m2 的接触面积上物体所承受的压力大小为 1N。四、压强的应用
六、作业:“三导”练习册七、课后反思
本节课最大的亮点在于利用实际生活中的小物品反映压力的作用效果,并融入搞笑、创新的小视频来拉近师生间的距离,深入浅出,让学生们学得有兴趣, 理解清晰、到位,并学会自己分析周边的事物利用压强的工作原理,真正实现了新课标的“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。
不足在于探究实验“压力的作用效果与什么因素有关”完全可以做到不拘泥于课本,换用其它生活中的物品来设计替代本实验,让学生的学习回到生活中去,让他们带着最初的好奇感来探寻世间万物的存在价值。希望我们的物理课堂能让孩子们真正地玩乐其中,以寓教于乐地形式还给本属于他们的课堂。