2. 过程与方法
(1) 通过模型和挂图认识连通器和液压技术,经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程,使学生进一步体会建立模型是物理学的研究方法之一。
授课地点: 物理教室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 自制连通器、压强在液体中传递演示仪、关于连通器原理和船闸原理的挂图
[ 教学目标 ]
1. 知识与技能
(1) 能在实际情况中辨认连通器,在此过程中培养学生的观察能力和概括能力;
(2) 知道船闸的工作原理,能用连通器原理解释一些简单的实际问题;
(3) 了解液压技术的原理,知道一些液压技术在生产、生活中的应用;
(4) 通过分析日常生活中应用连通器和液压技术的事例,培养学生运用知识的能力。
3. 情感态度和价值观
(1)通过对液体内部压强公式的推导,让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密的特点;
(2)通过帕斯卡实验的学习,激发学习物理的兴趣。
[ 教学重点 ]
用液体压强公式解决相关问题。
[ 教学难点 ]
液体压强公式的推导。
[ 教学过程 ]
|
教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、液体压强的大小 1.提出问题设计方案 |
演示简易压强计的实验,引导学生回忆上堂课实验得出的结论。 |
回忆并回答液体压强的特点。 |
强调:得到的这个规律是定性的,我们能不能具体测出液体内部一点上的压强是多大呢? 同学们有没有什么方案? |
对于定量测量,开始时,学生可能缺乏思路,在教师提醒下大胆猜想,慢慢接近主题: |
|
提出方案环节衔接不上时,教师适当分解问题,如: (1)橡皮膜凹进玻璃管中受到哪些力? |
(1)橡皮膜受到液体给它向上的压力被压进玻璃管中去。 |
|
(2)能否从受力平衡入手来测量液体给橡皮膜的压力? |
(2)可以给膜施加一个向下的力与压力平衡。测量这个力的大小就能得到液体压力的大小。 |
|
(3)压强怎么计算? |
(3)压强=压力 / 膜的受力面积;往管内加一定的水或沙,它们的重力等于压力。 |
|
要求学生写下自己的实验方案。 |
根据自己对问题的综合思考形成设计方案,写在设计卡片上。 |
|
请学生报告自己的实验方案或对各个问题的回答。教师进行适当点评和改进。 |
交流讨论实验方案,基本形成合理的定量推理思路。 |
|
2. 挑选方案,推导公式 |
画出烧杯、玻璃管的结构图,带领学生对橡皮膜进行受力分析,画出受力图,分析 F 水柱 = G 水柱 = ρ 水 gh 水柱 S。 由受力分析得: P = F 水柱 / S = ρ 水 gh 水柱 。 |
能正确分析橡皮膜的受力,推导出液体压强公式。 |
进行演示实验,提醒学生注意观察平衡时管内水面与烧杯水面的关系。 提示:加入水时,水柱的高度就等于膜到液面的距离,即对应位置的深度。 这也和我们以前得到的结论“越深的地方,压强越大”是一致的。 |
注意到最终管内水柱与液面相平。 最终明确公式中常用的 h 即为液体该处的深度。 |
|
3.推广结论
|
推广得出:液体内深度为 h 处的压强为: P= ρgh |
意识到公式中的 h 是液体的深度,该公式适合于任何密度均匀的液体。 |
指出推广公式的物理意义,适合于任何密度均匀的液体。结合公式,分析影响液体压强的几个因素。 |
知道影响液体压强的因素有:液体密度、该处深度和重力加速度。 |
|
二、帕斯卡实验 |
一定量的水改变深度将会得到不同的压强值。帕斯卡实验刚好验证了这个结论。 演示以下实验: |
观察现象,关注实验现象及结论。 |
用输液软管连接漏斗和灌有一定量水的气球。把连接气球的一端固定在铁架台上,漏斗置于较低位置时加水。让学生观察现象。气球变大变薄,但没有破(将破未破)。问学生:改变漏斗位置会发生什么? 缓慢提高漏斗,达到一定高度时,气球破裂(课前注意反复试验,把握好灌水量,不要在提高漏斗时再加水)。 |
针对教师问题积极猜想: (1)提高漏斗,不会有变化; (2)提高漏斗,气球会破。 |
|
提问:气球怎么破的?是什么使它破的? 听取学生的解释,适当总结。 |
一些同学能够根据压强公式解释现象。 |
|
引入数据讲解书上例题。 |
积极思考例题计算过程,对实验现象及原因有更深的理解。 |
|
引申提问:生活中有没有类似帕斯卡实验的现象发生?我们是怎样利用液体这个特性的 ? |
展开讨论,举出类似的例子。或在教师提示下将关注并收集相关资料。 |
|
三、课堂小结 |
(1)液体内 h 深度的压强公式; (2)定量计算及定性解释帕斯卡实验。 |
|
四、课堂练习 |
讨论完成“发展空间”中“自我评价”的第3题。 |
[ 实践活动 ]
(1)利用身边材料,自己动手做一做帕斯卡实验,加深液体压强公式的理解。
(2)收集关于三峡大坝的相关资料,包括坝体的形状、高度、宽度等数据及坝体设计原理等,形成小型书面总结。
[ 教学反馈 ]
本节的主要内容是分析和推导液体内深度为 h 处的压强计算公式。难点在公式的逻辑推导上。新教材引入带橡皮膜的玻璃管,通过加入液体,计算液柱所受的重力等效于计算压力,解决了从前教材利用假想液柱来计算压力的比较抽象的缺点。
教学关键是要做好实验,充分调动学生的积极性和注意力。定量公式推导的实验已经在上节课由学生探究了一部分,教师要注意内容的衔接;帕斯卡实验要突出演示效果,激发学生思维,鼓励学生从定性解释上升到定量计算的意识。
2. 过程与方法
通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验,引导学生初步学习替代的思想,了解它是物理学中常用的思维方法之一。
授课地点: 教室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 大烧杯、一端带橡皮膜的玻璃管、气球、较长的输液软管、漏斗、铁架台等
[ 教学目标 ]
1. 知识与技能
(1) 知道液体内部压强公式,能用该公式简单说明一些物理现象;
(2) 通过观察简易压强计的实验,培养学生的观察能力和分析推理能力;
(3) 能用液体压强公式解释帕斯卡实验,培养学生用理论解释实验现象的能力。
3. 情感、态度与价值观
通过各个教学环节,激发学生的求知欲,并使学生体验探究的乐趣,培养学生乐于探究物理知识的精神。
[ 教学重点 ]
液体压强的特点。
[ 教学难点 ]
液体内一点各个方向上压强大小相等。
[ 教学过程 ]
|
教师活动设计 |
学生活动设计 |
|
一、流体的压强 |
回忆上堂课压强的相关内容,给出流体概念:流体包括液体和气体,具有很强的流动性。 |
明确流体的概念、范围和特点,知道流体(特别是水等液体)的压强特点:内部处处有压强。 |
|
由于流动性,流体具有与固体不同的性质,对与之接触的物体都施加压力,而且流体内部也存在压强。 |
|
|
|
演示图 10-1-5
( a )实验,让学生观察并讨论,橡皮膜上有什么现象,该现象说明了什么。 |
观察到未注入水时,橡皮模是一个平面,水漫过橡皮膜后,它向外突起,说明容器内的水对容器壁施加了压力。 |
|
|
二、液体压强特点探究 1.引出课题 |
播放一段海底景象的录像,引导学生注意,潜水员穿着笨重、奇特的潜水服。提问: 潜水时都要穿这样的衣服吗? 为什么只有潜到深海时才需要穿这种特殊的服装? |
观看教学录像,学生情绪比较高涨,展开积极讨论: (1)潜水时不一定都穿潜水服。只有比较深的地方才需要穿,而且到不同深度的海域要穿的潜水服不同。 (2)穿潜水服是为了保护潜水员,海水会对人体施加压力;很深的地方压力(压强)很大。 |
|
引出深海潜水器使用特种钢板的例子,结合流体压强特点提问: 潜水器使用特种钢板的原因是什么? 让我们猜一猜,水这样的流体内部压强满足什么规律? |
(1)深海潜水器用特殊钢材的原因应该和潜水服一样。 (2)水属于流体,水的内部应该存在压强。 |
|
|
总结学生可能的猜想: 液体内部不仅存在压强,而且越深的地方压强越大。 在像海底那样的地方,压强是非常大的。 |
猜测:压强随水深的增加而增大。 |
|
|
2.实验仪器介绍 |
告诉学生可以借助工具探测液体内部压强。 |
|
|
出示微小压强计,讲解它的构造并演示使用方法。 |
认识微小探测器,仔细观察教师的演示,理解仪器的构造和使用方法。 |
|
|
在微小压强计原理基础上,引导学生观察、使用图 10-2-4 的简易液体压强计。 |
能够理解压强计的原理,部分同学开始利用简易压强计探测水中压强。 |
|
|
3.设计探究实验 |
提问:对于液体压强,你有哪些猜想?比如:压强的大小、方向,压强与液体深度的关系等等。 发放实验猜想验证卡(每人一份)。 要求填写猜想假设部分。 |
积极思考,可能提出的猜想: (1)液体内处处有压强,但只在竖直方向上存在压强; (2)液体内部处处存在压强,一个点上,各个方向都有压强,大小可能不相等; (3)液体内部处处存在压强,一个点上各个方向都有压强,大小相等; (4)液体内部压强的大小随深度增加而加大; (5)液体内部不是处处有压强,比如 , 紧贴液面下的区域压强可能为零;等等。 |
|
写出各自的验证思路。 |
|||
提问: 能否利用手边工具验证你的猜想? 你打算怎样验证你的猜想?能否按步骤详细地写下你的方案? 要求填写验证方案部分。 |
|
||
组织小组讨论,协助小组筛选题目。 |
小组讨论排除一些猜想,可能形成初步的小组验证思路。 |
|
|
4.演示实验验证部分猜想 |
收集部分学生的猜想,选出与压强方向有关的猜想进行总结。 |
|
|
利用微小压强计演示探究在一点上液体压强的特点。 引导学生观察现象,归纳结论。教师板书。 |
观察教师演示实验,总结结论。明确液体内部一点上压强的规律。 |
|
|
5.学生探究实验 |
要求并适当指导各小组讨论修改方案,利用简易液体压强计探究液体压强随深度的变化规律。 |
各小组就探究方案展开讨论,知道利用简易压强计进行探究。 |
|
各小组确定实验方案后,教师组织进行实验。 |
小组展开实验,记录下相关现象。 部分小组已经开始尝试平衡橡皮膜的实验。 |
|
|
根据各小组实验情况,提示: (1)橡皮膜凹凸程度满足什么规律?说明了什么? (2)怎么能使橡皮膜恢复平衡状态? (3)加水使橡皮膜平衡后,改变玻璃管的位置有什么现象出现? (4)恰好平衡时,管内外的水面有什么关系?你能从中总结出什么规律吗 ? |
在教师的提示下,各小组进一步探究,总结规律。 |
|
|
要求学生记录实验现象,填写验证卡。 |
总结实验现象,得出结论,填写验证卡。 |
|
|
6.总结 |
组织各小组讨论得到小组结论。要求组内推举一位同学准备向全班汇报。 全班总结交流实验结论。 |
小组内交流讨论,形成统一结论。并挑选出一名同学代表全组发言。
各小组代表向全班汇报该组的实验结论。 |
|
教师在交流的基础上,总结液体压强规律: (1)液体内部各个方向上都有压强。 (2)在液体的同一深度,各个方向的压强大小相等。 (3)液体内部的压强,随深度的增加而增大。 |
汇总后,全班学生在教师带领下针对实验结论展开讨论,总结得出液体压强规律。 |
|
|
指出,帕斯卡在 1648 年就得到了液体产生的压强与深度成正比的结论。 |
|
|
|
三、课堂小结 |
(1)让学生回顾探究的基本步骤; (2)深入理解液体内部压强特点。 |
|
|
四、课堂练习 |
(1)将简易压强计内筒擦干,筒口朝下做“发展空间”中“设计潜水装置”的实验,让学生展开讨论,使其初步形成设计思路。 (2)讨论自我评价的第1、2题。 |
[ 实践活动 ]
收集关于潜水工具的相关资料,形成简单的书面报告。
[ 教学反馈 ]
本节是液体压强规律的定性探究课,为压强定量公式的学习奠定基础。
由于内容并不复杂,思路相对简明清晰,本节内容比较适合开展探究教学。
本节课的设计主要采用学生实验探究的教学方式,以小组为基本单位,让学生经历比较完整的猜想、方案设计到实验实施、结论分析、交流总结的探究过程,是一次较好的探究教学的尝试。教学过程中要注意调节好课堂气氛,兼顾对集体与个人的指导。尽量保证所有学生都能最大程度地参与到课堂探究中来。
2. 过程与方法
通过完整的实验探究过程,让学生体会物理实验是研究问题的重要方法,明确探究是研究物理问题的基本方法。
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 侧面有开口并配有橡皮膜的容器一个、微小压强计、烧杯每组各一个
[ 教学目标 ]
1. 知识与技能
(1) 知道微小压强计的构造和使用方法;
(2) 知道流体的概念和流体压强的基本特点;
(3) 通过实验探究,知道液体内部压强规律,发展学生由猜想到实验设计、现象分析的能力,由现象概括结论的归纳能力和创造性思维能力。
3. 情感、态度与价值观
(1) 通过实验探究,激发学生学习物理的兴趣,使学生认识科学方法的重要性;
(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。
[ 教学重点 ]
理解压强概念。
[ 教学难点 ]
比值定义法定义压强。
[ 教学过程 ]
|
教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、认识压力 |
复习提问:力的作用效果是什么? |
回答:使物体发生形变或改变物体的运动状态。 |
演示小实验: 向下按海绵;将钢尺一端搭在讲桌上,另一端悬空,向下压悬空部分,让学生观察形变,描述力的方向。 |
学生观察现象,初步理解压力的概念。 |
|
总结:例子中的物体都受到了压力。压力是垂直作用在物体表面上的力。 |
|
|
二、压强的引入 1.探究主题的引入 |
带领学生做图10-1-3的小实验,让学生描述手指的感觉。 |
学生回答:摁住笔尖的手指比较疼。 |
教师提出问题: 压力的作用效果可能与哪些因素有关? |
针对教师的设问积极猜想:可能与施加的压力有关;与接触物体的大小、形状有关等等。 |
|
抓住学生猜想中含有科学成分的部分,给予引导,逐步逼近主题。 |
|
|
2.探究实验 |
演示实验: 将酒瓶放在一块厚海绵上,要求学生观察海绵的变化,并简单回答产生变化的原因。 |
学生观察演示实验回答: 海绵被压得凹下去了。这是酒瓶给它的压力的作用效果。 |
边做实验边提问: (1)改变酒瓶的质量,海绵有变化吗?怎么变?(往瓶中加沙) (2)质量一定的酒瓶,改变它的放置方式会有什么现象?说明了什么(原来竖放的酒瓶横放。横放时稍微转动一下,观察海绵的变化;再把瓶子口朝下竖放)? (3)除了海绵,我们还能用什么来显现压力的作用效果? |
学生猜测: (1)改变酒瓶质量,作用效果会发生变化; (2)改变酒瓶的放置方式,海绵形变可能会变; (3)用沙盘或者橡皮泥也能达到目的。而且在拿走瓶子后,橡皮泥和沙盘还能保留作用效果。 |
|
指导各小组选择合适的材料,自行探究上述问题,记录实验步骤、现象,写出小组书面结论。 |
各小组选择不同的形变显示材料(海绵、沙盘、橡皮泥)实验,改变相关变量观察记录形变结果。 经讨论各组得出结论。 |
|
3. 建立压强概念 |
比较各小组结论,选出有代表性的进行总结、提升: 压力的作用效果与压力的大小和受力面积都有关。 压力的作用效果与压力大小成正比,与接触面积成反比; 比较压力的作用效果,可以控制成反比的量--接触面积的大小,只比较同样面积上压力的大小。即比较单位面积上所受的压力。 |
在教师的总结提升下明确: 影响压力作用效果的主要因素; 压力作用效果与各个因素的基本关系; 比较压力的作用效果要同时考虑压力和接触面积两个因素,可以控制一个,比较另一个。这是“控制变量法”。 |
给出压强的概念:物体单位面积上受到的压力叫压强。 |
建立压强的概念。 |
|
三、压强公式及压强的单位 |
结合定义引出压强公式: p=F/S ; 给出压强的国际单位帕斯卡,单位符号Pa。 说明该单位是为了纪念法国科学家帕斯卡。简单介绍帕斯卡的生平和学术成就。(链接帕斯卡的相关资料) |
理解压强公式,了解压强单位及相关物理学史内容。 |
要求学生根据公式找出帕斯卡与力和面积国际单位的关系。 在公式基础上指出,帕是很小的单位。一颗瓜子平放在手心里对手的压强就有 20Pa 。给出常用的压强单位。 |
由公式得出 1Pa=1N/m2 。 |
|
提问: 能否粗略估算自己对地面的压强? 需要知道哪些物理量?如何测量?(必要时出示方格纸,对学生进行估算指导) |
回答教师的问题,意识到要利用压强公式来计算,明确需要测量的物理量。对如何测量与地面的接触面积可能存在困难,学生在教师提示下明确测量方法。 学习如何估算面积。 |
|
给出教师的体重,实际测量鞋子的面积,估算教师自己对地的压强。
|
在教师带领下,初步估算受力面积,推出教师对地的压强。 |
|
发放方格纸,要求学生估算自己对地的压强。 |
兴致高涨,实际估算自己对地的压强。 |
|
四、改变压强的方法 |
设想每人穿一双底面积 1m 2 的大鞋子,让学生计算此时他对地的压强。与上题结果比较。得出结论:压力不变时改变受力面积能改变压强。 |
学生计算新的压强,进行比较。 |
实际生活中要根据需要限定压强的大小。提问: 我们能通过改变哪些物理量来改变压强?通常是改变哪些量? |
改变压强可以改变压力和受力面积大小。改变受力面积比较常见。 |
|
对照图 10-1-6
分析它们各自是需要增大压强还是减小压强?主要是通过改变什么量来实现的?你还能举出哪些生活中控制压强的例子?
|
结合图示分析书中事例。明确增大压强要减小受力面积;反之要增大受力面积。 |
|
结合学生提出的例子,教师再提出一些实例(如订书机),一起分析分别是通过改变哪些量来实现目的的。 |
举出生活中控制压强的例子。如:菜刀、图钉、滑雪板等等。和教师一起逐一分析。 |
|
带领学生讨论“发展空间”中自我评价的第2题。 |
针对第二题展开讨论,进一步理解改变压强的方法。 |
|
五、课堂小结 |
(1)建立起正确的压强概念; (2)理解压强公式,能用压强公式进行简单估算; (3)结合生活实例说明如何控制压强。 |
|
六、课后练习 |
让学生完成“发展空间”中自我评价的第1题,以及学生活动手册的内容。 |
[ 实践活动 ]
(1)分小组自主调查完成“火车通过铁轨对地面的压强和火车轮直接作用于地面的压强比较”研究性课题,写出调查报告。
(2)动手做一做“发展空间”中“压强知识在杂技中的应用”相关小实验,查询相关资料,写出实验体会。
[ 教学反馈 ]
压强概念是本节的教学重点,也是后续学习的基础和主线,同时又是前面力学知识的延续。本节课的设计,突出压强概念的建立,坚持把学生的学习过程放在首位。引导学生自己改进实验装置、层层深入,总结得出影响压力作用效果的因素和压强的概念。
本节课通过影响压力作用效果因素的探究过程,培养了学生的问题意识、设计实验、控制变量等探究能力,激发了学生探索的兴趣和创新意识。课堂中带领学生进行了简单的估算处理,让学生初步体会估算的思想、方法。
[ 备注 ]
学生在讨论探究实验方案时,教师要注意监督、巡视,努力使每个小组成员都积极思考,参与讨论。
2. 过程与方法
(1) 经历实验探究过程,学习控制变量法;
(2) 在压强概念的学习中,理解比值定义的方法;
(3) 通过简单估算处理,使学生体会、学习估算的思想和方法。
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com