液体的压强教学设计

《液体的压强》教学设计一、教学目标（一）知识与技能1．认识液体压强与液体深度和密度的关系，能准确陈述液体压强的特点，能用液体压强的特点来解释简单生产、生活中的问题。2．能熟练写出液体压强公式，并能进行简单计算。3．能说出连通器的特点，并能举出一些常见连通器的实例。（二）过程与方法1．经历探究液体压强特点的实验过程，感受液体的压强。2．通过探究液体压强特点的实验过程，熟悉使用转换法、控制变量法研究问题。（三）情感态度与价值观1．在观察实验的过程中，培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度。2．通过学生主动探究，让学生体会到科学探究的乐趣和认识规律的快乐，培养学生的动手能力和创新意识。3．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。二、教学重难点物质存在的状态不同，压强表现的特点也不同。压强的概念包含固体压强、液体压强和气体压强。本节从液体具有流动性和受重力作用出发研究液体压强的特点。液体压强知识综合性较强，它是在学习了密度、力、平衡力和压强的基础上展开的。这些知识又为后面浮力的学习奠定基础。本节内容由“液体压强的特点”“液体压强的大小”“连通器”三部分内容组成，重点是液体压强的特点和液体压强的大小。为了能让学生有直观的感性认识，较好地理解液体压强的特点，建议让学生经历探究液体压强特点的实验过程。在引导学生通过实验定性研究液体压强特点的基础上，结合建立的物理模型进行分析，推导出液体压强跟液体深度和密度的定量关系。这种从定性到定量的认识过程，有助于深化学生对液体压强特点的理解。本节的难点是应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。连通器的内容，体现了液体压强知识在生产生活中的重要作用。建议教师通过对我国三峡船闸的介绍，对学生进行情感态度与价值观方面的教育。重点是液体压强的特点和液体压强的大小。难点是应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。三、教学策略在教学过程中，先通过大量事例引入课题，创造一个物理情境，让学生能联系生活实际体会到流体压强的存在。然后利用已有的固体压强的概念，引导学生设计出证明液体压强存在的方法，包括用橡皮膜的形变代表液体压强的存在，用形变的程度代表液体压强的大小等问题。然后通过对各种方案的归纳总结，使学生认识体会到液体内部存在压强及液体内部压强的方向特点。然后利用设计最优的方案去探究同一深度液体各个方向的压强特点及液体压强与液体密度的关系。在整个探究过程中更强调对学生的启发和引导，使学生在整个探究过程中处于主动，发挥主体地位，同时也在知识的获得过程中充满成就感。四、教学资源准备多媒体课件、压强计、烧杯、水、盐水、饮料瓶、橡皮膜。五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课（5分钟）1．播放视频：“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。2．潜水员潜入水中时为什么要穿潜水服潜水？3．据科学实验：在水下100多米深度，食品罐头也会被压爆，人体血管会收缩，肺部会被压缩到橘子般大小，许多鱼类都无法在那样的深度生存。观赏、体会与力有液体压强有关的现象，针对问题积极思考可以暂时不回答。感受我国的最新成就，激发民族自豪感。水下环境多数学生未知，水中巨大的压强学生更不知道，这种神秘感更能激发学生强烈的学习动机。新课教学（30分钟）一、液体压强的特点演示：将一个盛有水的饮料瓶放在一块海绵上，海绵会发生形变，说明盛水的容器对海绵产生压强。思考：水对容器底是否有压强？怎样显示水对容器底的压强？液体对容器底部的压强方向向哪？图1将刚才的饮料瓶侧放，观察橡皮膜平还是不平？向哪个方向凸出？这说明什么？讲述：液体对容器侧壁有压强的原因是液体具有流动性。那么，液体内部是否有压强呢？把饮料瓶底剪掉，换成橡皮膜，然后倒入水，观察到橡皮膜发生了形变（如图1），这说明液体对容器底部有压强。因为橡皮膜是向下发生了形变，说明液体对容器底部的压强方向向下。产生这个压强的原因就是液体受到重力。橡皮膜向外凸出，说明液体对容器侧壁有向外的压强。我们看到四个原本平平的橡皮膜都向里凹进，这说明液体内部也存在压强。从橡皮膜形变的方向能不能反映出压强的方向。最上面的橡皮膜向下凹进，说明它受到水向下的压强；最下面的橡皮膜向上凹进，说明它受到水向上的压强；两边的橡皮膜向右、向左凹进，说明它受到水向右、向左的压积累感性经验，为下面的探究做准备。用橡皮膜形变程度反映压强大小，为学习压强计做铺垫。通过手按与放入液体中都能使高度差改变的对比，让学生清楚压强计能反应液体压强的工作原理。演示：如图2，将一个上、下、左、右四面都带有橡皮膜的密闭立方体容器放进盛水的玻璃杯中，同学们能观察到什么现象？这说明什么问题？从橡皮膜形变的方向能不能反映出压强的方向？老师：再仔细观察图2，还能发现一点，就是四个橡皮膜向里凹进的程度不同。凹进的程度能说明什么呢？老师：液体内部的压强随深度增加而增大。在同一深度，压强可能相等。这个判断是否正确，还需要更精密的测量工具，设计更合理的实验进行检验。这个更精密的测量工具就是压强计，大家结合压强计的实物和课本上的图片，说出它的构造。压强计是怎样工作的呢？演示让学生观察：没有力作用在橡皮膜上时，U形管两边的液面相平。手按在橡皮膜上时，U形管两边的液面还相平吗？按橡皮膜的手再用力些，U形管两边的液面又有什么变化？讲述：手按在橡皮膜上时，手给橡皮膜一个压强，使橡皮膜向里凹进，缩小了橡皮膜内密封的空气的体积，气压变大，使U形管两边的液面左低右高。作用在橡皮膜上的压强越大，U形管两边强。这说明液体内部不仅有压强，而且向各个方向都有压强。最上面的橡皮膜凹进的最小，左右两面凹进程度相同，但要比上面的大些；下面的橡皮膜凹进程度最大。橡皮膜凹陷程度越大，说明它受到的压强越大。所以图1还能说明液体内部的压强随深度增加而增大。在同一深度，压强可能相等。学生回答：压强计主要由一侧装有橡皮膜的金属盒、橡皮管、U形玻璃管（内装着色液体）、刻度板等组成。学生观察并回答：没有力作用在橡皮膜上时，U形管两边的液面相平。手按在橡皮膜上时，U形管两边的液面有高度差。用力越大，U形管两边的液面高度差越大。学生：观察到U形管两边液面出现高度差，这表明橡皮膜受到了水的压强。也就说液体内部有压强。U形管两边液面始终存在高度差表明液体内部向各个方向都有压强。学生思考并回答：把压强计的橡皮膜放在水中，观察U形管两边液面是否有高度差，就可以知道液体内部是否有压强。保持金属盒在水中的深度不变，改变橡皮膜的朝向，可以研究液体内部不同方向液面的高度差也越大。演示：将压强计的金属盒放入水中，观察到什么现象？说明什么？使橡皮膜分别朝上、朝下、朝左、朝右，观察U形管两边液面是否始终存在高度差？表明什么？总结：压强计能反应液体内部压强的大小和方向。压强计中U型管中液面的高度差能反映液体压强的大小，高度差大，反映液体压强大；橡皮膜的朝向可以改变，便于比较水内不同方向的压强大小。橡皮膜在水中的方向能反映出液体压强的方向，若橡皮膜朝下，表明它受到的液体压强方向向上。通过刚才的学习，大家认为液体内部有压强吗？液体内部的压强与哪些因素有关？你怎样设计实验进行验证？明确实验方法的基础上，学生探究液体内部压强的规律。师生总结，液体压强的特点：液体由于具有重力和流动性，对容器底部和侧壁都有压强；液体内部不仅有向下的压强，也有向上的压强，液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，液体向各个方向的压强都相等；深度增大，液体的压强增大；液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。解释现象：1．人从浅水走向深水区，当水浸没胸部以下时，会有胸闷的感觉，你知道什么原因吗？2．大家对抗洪清抢险的场景不陌生吧！为什么洪水来了，本来坚固的堤坝随时会有决堤的危险呢？3．我们也可以利用液体的压强为我们服务。比如家里的下水管压强的关系。改变金属盒的深度能研究液体压强与深度的关系。将水换成盐水进行实验，能研究液体压强与液体密度的关系。堵塞了，可以利用一只较长的管子与下水管的管口连接好，向管子里倒水，只需几杯，只听“哗”的一声，下水管通了。这利用了什么道理？二、液体压强的大小图3思考：我们已经知道液体内部的压强与深度和液体密度有关，那么液体内部的压强与深度和液体密度有怎样的数量关系呢？我们假想在液体内部深度h处有一很薄的小液片，小液片的面积为S（如图3）。小液片要受到它上面液体的压力F，这个压力就等于上面液体的重力G，而重力G大小与质量m有关，质量m与液体密度ρ和体积V有关。利用上述物理量，能否计算出小液片受到的压强？液体内部压强公式：说明：（1）公式适用的条件为：液体。（2）公式中各符号代表的物理量及其单位：p──压强──Pa；ρ──密度──kg/m3；g──9．8N/kg；h──深度──m。深度是指从液面到所研究的那点的垂直距离，而不是从该点到容器底或到封闭的容器上盖面的距离。（3）从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。画出模型，引导学生进行推导。用理论上的推导能进一步验证前面科学探究的正确性。推导过程中因为涉及前面学过的较多的知识点，教师要帮助学生，适当指导。出示例题，指导演练。三、连通器出示连通器，观察连通器在结构上有什么特点？往连通器中注入红色的水。观察：各容器中液面是相平的吗？将连通器靠近黑板后并引导学生观察水面找学生画出各液面所在黑板上的位置，连线。将连通器倾斜，也在黑板上描出液面所在点，连线。总结：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器中的液面总是相平的。茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是应用连通器原理的例子。课件展示：船闸的原理图和工作过程。学生观察，参与实验。观看课件，能说出工作过程。各液面是否相平很难观察，特别是在连通器倾斜的情况下，因此改进实验方法可减少视差带来的误差，从而使结论更准确科学。展示物理科学的应用价值，同时激发民族自豪感。课堂小结（5分钟）通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。