第2课时 压强的综合应用
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第二课时大气压的变化及应用教学目标【知识与技能】1.了解生活中利用大气压的实例,知道活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程.2.了解气体的压强跟高度的关系,知道大气压强值可用气压计来测量.3.培养学生的观察能力和分析能力,培养学生的思维能力.【过程与方法】感知人类对大气压强的利用.【情感、态度与价值观】1.通过对大气压应用的了解,使学生认识到科学技术对人类生活的影响.2.通过对大气压强的认识,使学生领略大自然的神奇和美妙.重点难点【重点】能够应用大气压强解释生活中相关的现象.【难点】理解活塞式抽水机和离心泵的工作过程教学过程知识点一大气压的变化【自主学习】阅读课本P74,完成以下问题:1.大气压随高度增加而减小.在海拔2 000 m以内,大约每升高12 m,大气压减小133 Pa.2.天气的变化也会影响大气压.【合作探究】1.气压随高度的变化是怎样的?答:(1)大气压随高度的升高而减小.由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的.在海拔2 000 m以内,每升高12 m,大气压减小133 Pa.(2)天气、气候影响大气压.一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高.2.大气压和水的沸点存在什么关系?答:水的沸点在标准大气压下是100 ℃,随着大气压的减小,水的沸点会降低.3.大气压与体积的关系是怎样的?答:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小,它的压强就增大;体积增大,它的压强就减小.打气筒打气就是利用了这个原理.【教师点拨】大气压强受海拔高度、天气变化的影响.海拔越高,大气压强越小;同一地区的大气压强随天气、季节变化有一定幅度的波动.知识点二大气压的应用【自主学习】阅读课本P71-72,完成以下问题:大气压的典型应用是活塞式抽水机和离心式水泵.【合作探究】1.你知道活塞式抽水机的工作原理是怎样的吗?答:抽水机也叫水泵,是利用大气压把水从低处抽到高处的装置.使用时,若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压.于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,从出管流出.与此同时井里的水又在大气压的作用下推开阀门B 进入圆筒(图丙).2.离心式水泵是怎样工作的?答:如图所示,由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成.起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管.水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区.这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内.冲进来的水再随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管……叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处.【教师点拨】大气压强在生活中的应用广泛,常见的应用实例除去离心式抽水机、活塞式抽水机之外,还包括吸管吸饮料、吸盘、钢笔吸墨水、圆珠笔等.【跟进训练】下列事例中,利用大气压作用的是(A)A.小王用吸管将饮料吸入口中B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中C.小李用图钉把地图钉在墙上D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服课堂小结1.大气压的变化(1)大气压与高度的关系(2)液体沸点与气压的关系2.大气压的应用(1)活塞式抽水机(2)离心式水泵练习设计完成本课对应训练.温馨提示:实验视频见课件.。
1 9.2液体压强课时2:连通器及压强的综合应用课前预习归纳1.液体压强计算公式____________2.连通器:上端________,下端_________的容器;连通器里的液体____________时,各容器中的液面高度总是_________的;________、_______、船闸等都是应用连通器原理工作的。
课堂基础落实1.某校科技兴趣小组的同学到一家茶具生产厂进行社会实践活动,发现这个厂生产的茶壶如下的设计图案,其中符合物理原理的是_________2.洗手池的下水管道常常做成如图所示的弯管,弯管的“弯”很多情况下是受地形决定的,但其中的一个“弯”却有着特殊的功能(图中虚线框内部分),它能堵住管道,防止污水管内的臭气顺着管道逆行,从而污染室内的空气.其实这个“弯”是利用物理模型_________的原理来设计的.生活中利用到这种物理模型的实例还有______(填写一个即可).(2题)(3题)3.牲畜自动饮水器的示意图,如图所示,饮水杯A 、B 、C 的水位可以保持一定,便于牲畜饮用,设计者运用了_________原理。
4.俗话“大河有水小河满”,所反映的物理现象是( )A .大气压B .连通器C .浮力D .惯性 .D下面说法中正确的是( )A .A 管中的水面高于B 管中的水面 B .A 管中的水面与B 管中的水面相平C .U 形管底C 点的压强不变D .U 形管底C 点的压强将变大(6题)(7题)课后能力提升7.如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,涵洞中的水流方向,正确的说法是()A.水从水渠乙流向水渠甲B.水从水渠甲流向水渠乙C.因水面相平,水不流动D.以上说法都不对8.如图所示,水位标注正确的是()A .B .C .D .9.如图所示,连通器装入水,在左边放一木球浮在水面上,当放入木球后,下列分析正确的是()A.左右两边水面一样高B.左边水面高于右边水面C.左边水面低于右边水面D.以上分析都不对(9题)(10题)10.(2012•岳阳)如图船闸中,仅阀门A打开,上游和闸室组成_________;拦河大坝修成“上窄下宽”的形状是因为液体的压强随深度的增加而_______,下面宽可以承受更大的压强.11.在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记(如图所示).这样做的目的是保证两点在_____________,用到的物理知识是____________。
第2节液体的压强第1课时初步认识液体压强课标要求【教学目标】一、知识与技能1.通过观察实验,认识液体内部存在压强及液体内部压强的方向.2.通过实验探究,了解液体压强的大小跟什么因素有关.3.能熟练地运用液体压强的公式p=ρgh进行计算.二、过程与方法1.能联系生活实际,感知液体压强是一种客观存在.2.根据固体压强的概念,设计出证明液体压强存在的实验方法.3.能通过实验探究体会到液体压强的大小与什么因素有关.三、情感、态度与价值观在观察实验中,培养学生的科学态度,能对学习的过程、知识和方法进行总结,梳理所学知识,学会反思.【教学重点】知道液体压强的特点.【教学难点】液体压强产生的原因,探究影响液体压强大小的因素.【教具准备】多媒体课件、塑料袋、侧壁和底部扎有橡皮膜的玻璃管、水(红颜色)、烧杯、液体压强计、盐水、刻度尺、铁架台.【教学课时】1课时教学设计【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师播放潜水艇工作、我国潜水员潜入深水工作的视频,并提出问题:(1)为什么潜水艇要用厚钢板制成呢?(2)为什么潜水员要穿抗压能力很强的潜水服呢?(3)潜水员下潜深度为什么会有限制?学生观察、并思考,发表自己的看法.教师演示实验:塑料袋装满水后鼓起来,让学生用手指触摸,感受有什么感觉?生:用手指触摸表面,会感到有压力.师前面我们学习了固体压强,知道了单位面积受到压力就会产生压强,那么液体对它的容器有压力,液体会不会有压强呢?生:有压强.师是的,液体也像固体一样有压强.液体的压强有什么特点呢?如何计算呢?好,我们现在就来研究这个问题.【进行新课】知识点1 液体压强的产生及特点1.液体压强的产生教师利用如图甲所示的装置进行演示实验,引导学生观察,并思考刚才提出的问题.师大家先观察没有倒入水之前,橡皮膜的情况,然后当水不断倒下去时,能看到橡皮膜有什么变化?生:倒水前橡皮膜是平的,倒水后橡皮膜向外凸出.师为什么呢?生:水对它有压强.师这个压强是怎么产生的呢?生:水的重力.师对了,正是由于液体自身的重力才产生了压强.板书:液体压强产生的原因:液体具有重力,对支撑它的物体也有压强.2.液体压强的特点(1)探究液体对侧壁是否有压强.师将一个茶杯放在桌面上,茶杯对支撑它的桌面有压强.若往杯子里倒水,水对杯底有压强吗?请同学们讨论.生:茶杯放在桌面上是由于茶杯有重力,因而对支撑它的桌面产生压力而有压强,水倒入杯中时,水也有重力,因此水对杯底也应该有压力,水对杯底有压强.师水和固体物质有不同的特点吗?生:水是液体,液体具有流动性.师水倒入杯中时,会不会对阻碍其流动的侧壁有力的作用呢?生:也应该有吧.(不敢确定)师那我们一起通过实验来检验同学们的分析.乙教师演示实验1:在侧壁开口的玻璃圆筒上扎上橡皮膜(如图乙),请同学们观察倒水前后橡皮膜的情况.生:和刚才的现象一样:倒水前橡皮膜是平的,倒水后橡皮膜向外凸出,这种现象证明了水对容器的侧壁也有压强.教师演示实验2:取一个侧壁上不同深度处都有开口的玻璃圆筒,圆筒侧壁的每个开口处都用橡皮膜蒙上,观察玻璃筒内倒满水后,不同深度橡皮膜的变化情况,将橡皮膜扎破后,观察不同深度的孔中流出的液体情况(如图丙).生1:从液面往下越深的地方,橡皮膜突出得越明显,说明离液面越深,橡皮膜受到的压力越大.生2:扎破橡皮膜后,越往下的孔喷出的水越远,说明越深的地方水的压强越大.教师总结:由于液体具有流动性,所以液体对容器底部和容器侧壁都有压强,液体内部也有压强.(2)认识压强计.师请同学们思考液体是不是只对容器底部和容器侧壁有压强呢?学生思考、讨论:应该不是吧.(不敢确定)师同学们不要着急,我们先一起来认识测量液体压强的工具——压强计.教师展示压强计实物,并结合多媒体课件帮助学生认识压强计的构造和测量原理.认识压强计(多媒体课件)(1)作用:测量液体内部的压强.(2)构造:一侧装有橡皮膜的金属盒(即探头)、橡皮管、U形玻璃管(内装红色液体)、刻度板、底座.(3)测量原理:当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两端的液面出现高度差.压强越大,U形管两边液面的高度差越大.教师讲解U形管压强计的使用方法,引导学生思考U形管压强计是通过什么来展示液体也存在压强的?(提示:向U形管中加入适量的红颜色的水,提醒学生注意观察U形管中两边水柱的高度变化.学生发现:当把带有橡皮膜的金属盒放入水中时,U形管中两边水柱的高度不相平,出现了高度差.)学生观察,回答:通过U形管中两边红色水柱的高度变化来反映液体的压强变化.(3)利用压强计探究液体压强的特点.实验前教师用多媒体展示以下问题,以帮助学生确定实验探究的内容.思考题:(1)液体内部是否有压强?向哪个方向?(2)在同一深度,液体向各个方向的压强大小关系如何?(3)同一液体中,随深度的增大,压强的大小如何变化?(4)在同一深度,水和盐水产生的压强大小相等吗?教师引导学生参照教材P34页《演示》进行实验(提醒学生运用“控制变量法”操作),并将测量结果填入自己设计的表格中.实验探究:影响液体内部压强大小的因素.(供参考)注意:①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气,方法是用一恒定压力作用一段时间看压强计两管液面的高度差是否发生变化,如果不变,说明不漏气;如果变化,则要查出原因,加以修整.②搞清实验所使用的液体是什么.③不能让压强计管中液面高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出;如果流出了,则把连接用的橡皮管取下重新连接即可解决.设计表格(供参考):学生分组实验,教师巡视指导.学生记录数据,分析、讨论,教师进行总结和板书.板书:液体压强的特点:①液体内部朝各个方向都有压强;②在同一深度,各个方向的压强均相等;③随着深度增加,液体的压强增大;④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.例题1 (用多媒体展示)下表是小明同学利用下图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据.(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为__________.(2)综合分析上列实验数据,归纳可以得出液体压强的规律:①_______________________________________________,该结论是通过分析比较实验序号____的数据得出来的.②___________________________________________________,该结论是通过分析比较实验序号_____的数据得出来的.解析:在液体内部同一深度处,向各个方向的压强是相等的,而第4次实验中记录的数据与3、5、6不相等,故第4次记录的数据是错误的.从实验次数1、2、3可看出,随着液体深度的增加,液体产生的压强在逐渐增大,而从实验次数3、5、6可以看出,在液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等.答案:(1)4(2)①液体内部的压强随深度的增加而增大1、2、3②在同一深度,液体向各个方向的压强都相等3、5、6知识点2 液体压强的计算师我们知道液体压强的特点,那液体某点处的压强如何计算呢?学生思考.教师用多媒体展示圆柱体液柱的物理模型.(图参见教材P35页图9.2-3)师要知道液面下某处竖直向下的压强,可以设想在此处有个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强即可.设平面在液面下的深度为h,平面的面积为S.求深度为h的平面受到的压强多大?学生分组推导,完成下面式子.(1)这个液柱的体积是多大?V=_________;(2)这个液柱的质量是多大?m=_________;(3)这个液柱有多重?对平面的压力是多少?G=_______;F=______;(4)平面受到的压强是多少?p=_______答案:(1)Sh(2)ρ液Sh(3)ρ液Shgρ液Shg(4)ρ液gh结论:由于液体具有流动性,液体内部向各个方向都有压强,而且均相等.所以,深度为h处某点的液体的压强为p=ρ液gh.板书:液体压强公式p=ρ液gh.教师用多媒体播放课件“液体压强的计算公式”,并讲解.液体压强的计算公式(多媒体课件)液体压强的公式为p=ρgh.由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等,因此p=ρgh用于液体内部向各个方向压强的计算.由公式可知,液体压强只与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积无关.当深度h一定时,p和ρ成正比;当ρ一定时,p与h成正比.液体的深度h指的是液体中被研究点到液面的竖直距离,即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量,它不是高度.公式p=ρgh只适用于液体内部压强的计算,不能用于固体和气体的压强计算,而公式p=F/S是压强的定义式,适用于一切固体、液体和气体压强的计算.教师提出问题,学生思考、讨论.(1)潜水艇为什么用厚钢板制成?(2)带鱼生活在深海处,为什么平时我们见不到活带鱼?(3)深海潜水员为什么要穿特制的抗压服?(4)拦河大坝修筑成下宽上窄有什么道理?学生思考、回答,教师点评.例题2 (用多媒体展示)如图所示的容器中装有水,则水对A点的压强为()A.980PaB.2940PaC.5880PaD.条件不足,无法判断解析:由图可知,h A=70cm-10cm=60cm=0.6m,p=ρ水gh A=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.6m=5880Pa.答案:C例题3教师用多媒体播放教材P35页例题,并讲解.【教师结束语】大家这节课的收获确实不少,我们共同学习了液体的压强,知道了液体压强的特点和计算.这节课就学到这,下节课我们再一起学习连通器.好,谢谢!课后作业完成本课时对应练习.教学反思1.在引导学生学习液体压强的教学过程中,始终关注学生生活,引导学生从分析日常生产、生活中的事例入手,联系以前学习的知识进行类比分析,同时注重探究方法的渗透和传授.体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念,让学生感受到物理知识是有用的、有趣的,物理是好学的.2.充分了解学生的学习情况,从学生的兴趣和已有的感知水平出发,设计合理的教学环节,突出重点,突破难点,突出因材施教,加强自身素质的提高.如让学生自己设计探究液体压强特点的实验,教师适当的引导,学生小组实验探究,分析、讨论得出结论,然后进行交流.在推导液体压强的计算公式的过程中,为了降低难度,教师以提纲的形式引导学生分析、推导,这样既使学生熟悉了前后知识的联系,又加深对新知识的理解.教学板书生活中的物理江河大堤与水库大坝一般江河大堤和水库大坝的横截面如图甲、乙所示.比较上面两图,不难发现,它们的共同之处都是上窄下宽,不同的是江河堤的迎水面坡度缓,背水面坡度陡,而水库坝则恰恰相反,挡水面坡度陡,背水面坡度缓.为什么江河大堤与水库大坝都修成上窄下宽?无论是江河大堤,还是水库大坝都修成上窄下宽,其目的主要是为了“三防”.1.防水压根据液体内部压强公式p=ρgh可知,堤坝内的水越靠近堤坝底,水深h越大,水产生的压强也越大.堤坝下宽能承受较大的水压,确保堤坝的安全.2.防渗漏堤坝下部受水的压强越大,水越容易渗进坝体.把下部修得宽些,就可以延长堤坝内水的渗透路径,增大渗透阻力,从而提高堤坝的防渗透性能.3.防滑动堤坝内水的压力总有将大堤向外水平推动和将大坝推向下游的运动趋势,堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力,才能保持堤坝平衡.将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力,也可增大迎水面(挡水面)上水对坝体竖直向下的压力,因此,可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力,达到防止堤坝滑动的目的.第2课时连通器、液体压强的综合应用课标要求【教学目标】一、知识与技能1.认识连通器,了解连通器的原理和在生产、生活中的应用.2.通过本课时的学习,进一步巩固液体压强的综合运用.二、过程与方法1.能联系生活实际,感知连通器在生活中的应用.2.通过实例帮助学生理解液体的压力和流体的重力之间的关系.三、情感、态度与价值观通过对三峡船闸的认识,培养学生的民族自信心和自豪感.【教学重点】连通器的概念和应用.【教学难点】液体的压力和流体的重力之间的关系.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时教学设计【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师出示茶壶、水位计和乳牛自动喂水器的图片,引导学生思考它们在结构上有什么相同点?学生观察后积极发言:茶壶、水位计和乳牛自动喂水器,它们各自的底部都互相接通.师像这样上端开口,下端连通的容器叫做连通器,下面我们就一起来学习它.【进行新课】知识点1 连通器教师演示实验,请同学们观察有什么现象?实验1:选择任一个开口端向玻璃连通器(如图甲)中注入红色水,然后将连通器倾斜.实验2:向底部用胶管连通成的U形连通器(如图乙)的玻璃管中注入红色水,上下移动侧管.学生观察现象后,积极发言回答.生1:实验1中,水会从下端连接的部分流到其他开口端的容器中,虽然连通器是倾斜的,但当水不流动时,各容器中水面的高度就相同.生2:实验2中,不管如何上下移动侧管,当水不流动时,U形管连通器左右两端的液面总保持相平.教师鼓励学生回答,并进行总结板书.板书:(1)连通器的特点:当连通器中装有同种液体且液体不流动时,各容器中液面保持相平.(2)连通器中液面相平的条件:一是连通器中只有一种液体,二是液体不流动.(若连通器里装有不同种液体,则液体静止时,液面不一定相平.)注意:(1)连通器各容器液面相平,与每个容器的粗细和形状等没有关系.(2)连通器的应用:①茶壶口高于茶壶盖的设计是连通器的应用.②锅炉水位计也是利用连通器的原理,把锅炉内的水位反映到锅炉外的连通管中.③乳牛自动喂水器是利用连通器使饮水部分水面自动升高.④船闸则是一个很大的连通器,当上游闸门打开时,闸室与上游河构成连通器;当下游闸门打开时,闸室与下游河构成连通器,这样在落差较大的河面上能让船只正常、安全地航行.教师播放课件:三峡船闸及轮船通过船闸的过程,帮助学生理解船闸的工作原理.(可参考教材P37页《科学世界》)例题 1 (用多媒体展示)我国经济快速发展,很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点,纷纷为自己的产品做广告,但有些广告却忽视了其中的科学性,如图所示的一幅广告,图中有一处科学性的错误,请你找出来,并简要说明它违背了什么物理原理或规律.答案:图中反映出壶嘴的水面高于壶身中的水面,显然这是不正确的,因为茶壶是一个连通器,当装入的同种液体静止时,壶嘴中的液面与壶身中的液面应该总是相平的,不可能是一边高一边低.知识点2 液体压强的综合运用师同学们已经了解了液体压强的特点,下面我们进一步来学习液体压强的综合运用.教师用多媒体播放课件“液体的压力和流体的重力之间的关系”,并进行讲解.液体的压力和流体的重力之间的关系(多媒体课件)①液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力,如图所示是形状不同的三个薄壁容器,它们的底面积相等,均为S,容器内盛有密度为ρ的同种液体,深度均为h.②容器底部受到的液体压强,因为液体的密度及液体的深度相等,根据液体内部压强公式p=ρgh可得p甲=p乙=p丙,即三个容器底部受到的液体的压强都相等,又因为三个容器底部面积S均相等,根据F=pS可得,三个容器底部受到的压力也相等,即F甲=F乙=F丙=ρghS.但从图中可以看到三个容器的形状不同,则容器内盛有的液体的重力不等,很显然液体的重力是G甲>G乙>G丙.这说明静止液体的压力不一定等于液体的重力(图中,F甲<G甲,F乙=G乙,F丙>G丙).因此在解有关液体的压力、压强问题时,首先算出压强的大小,再算出压力的大小,而计算流体的压强时,关键是确定深度h的大小.例题2 (用多媒体展示)如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10-3m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面.在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为____Pa,A对桌面的压强____(选填“大于”、“小于”或“等于”)B对桌面的压强.若A、B容器的同一高度处水中压强分别为p A、p B,则p A___p B(选填“大于”、“小于”或“等于”).解析:A底面凸起,则A容器底与桌面的接触面积小于容器底面积;B容器底为平面,放置在水平桌面上时,与桌面的接触面积等于容器的底面积,则压强p=F/S=10N/5.0×10-3m2=2×103Pa.由于两容器对桌面的压力相同(都为F=G水=10N),而A的底面积小,故p A>p B;A容器底部凸起后,使其内液面高于B容器内液面,则在同一高度处,A容器此点所处的深度大,所以p A>p B.答案:2×103大于大于【教师结束语】大家这节课的收获确实不少,我们知道了连通器的结构和特点,明白了连通器在现实生活、生产中有着广泛的应用,并进一步学习了液体的压力和流体的重力之间的关系,这节课就学到这.好,谢谢!课后作业完成本课时对应练习.教学反思1.连通器是液体压强的典型应用,我在教学中首先通过对水壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器和船闸的认识强化课程标准的理念:从生活走向物理、从物理走向社会.2.关于介绍三峡船闸时,有条件的学校可以带领学生参观船闸,或模拟船闸,使学生获得对船闸工作过程的感性认识,加深对连通器的理解,同时认识到物理科学的巨大作用.在这个教学过程中,还可以挖掘其中的爱国主义教育素材,培养民族自信心和自豪感.教学板书`。
第3节大气压强第1课时初步认识大气压强课题初步认识大气压强课型新授课教学目标知识与技能1.知道大气压强的存在;了解大气压强产生的原因;2.知道托里拆利实验的原理、过程和结论;3.知道标准大气压的值.过程与方法1.学生进行实验探究体会大气压强的存在,估测大气压强的大小,体会科学探究的过程.2.通过对托里拆利实验的学习,使学生认识和理解用液体压强来研究大气压强的等效替代的科学方法.情感、态度与价值观运用大气压强的知识解释生活、生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活的密切联系,具有用物理知识解释日常生活现象的意识.教学重点利用实验验证大气压强的存在.教具准备多媒体课件、铁桶、抽气机、橡皮碗、玻璃杯、纸板、水、优酸乳纸盒(饮料纸盒、易拉罐均可)、吸管、塑料挂衣钩、细针、广口瓶、熟鸡蛋、沙子、酒精棉花、注射器(带橡皮帽)、刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、金属盒气压计等.教学难点大气压强的估测和测定.教学课时1课时课前预习1.和液体一样,空气内部朝各个方向都存在压强,叫大气压强,简称大气压.2.历史上著名的证明大气压存在的实验是马德堡半球实验;最先精确测出大气压强值的实验是托里拆利实验,测出的大气压相当于0.76m高的水银柱产生的压强,通常把这样大小的大气压叫做标准大气压.在粗略计算中,该气压可以取为105p A.巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.新课导入师:通过前面的学习,我们知道液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流动.空气也能流动,我们周围是否存在朝各个方向的大气压强?你能举出几个实例或者做几个简单的实验,来证实或否定大气压强的存在吗?教师边展示实验器材(铁桶、抽气机),边说:我可以不用力挤压就可以将铁桶弄瘪,你们信吗?(学生怀疑.)教师进行实验:(1)用抽气机连接铁桶口,并启动抽气机,几秒钟后奇迹出现了——铁桶变瘪了.备课笔记知识拓展:大气压强的微观解释:因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成,而这些分子必然要与浸在空气中的物体不断地发生碰撞.每次碰撞,气体分子都要给予物体表面一个冲击力,大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力,从而形成大气压.单位体积中含有的分子数越多,则相同时间内气体分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多,因而产生的压强也就越大.小组问题探讨:既然大气压强的确存在,那么我们日常却感觉不到,为什么?知识总结:大气压在我们周围时时存在,而我们却没有感觉,这是因为人体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同;内外平衡,所以在压强不平衡时会表现出一些特殊的现象.方法总结:用水银柱的高度差表示大气压强的大小,运用了转换法.进行新课教师引导学生根据液体压强公式及密度值算出大气压强的值:p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m=1.013×105p A.师:托里拆利进行实验时,是在海平面附近完成的,通常把这样的大气压叫做标准大气压p0.板书:标准大气压强的值等于760mm汞柱(10.3m水柱),即1.013×105p A.教师总结:托里拆利实验的几点疑问:(1)如果管子倾斜,管内水银柱的长度会增加,竖直高度不会变,所以不会影响实验结果.(2)因为水银柱产生的压强跟水银柱的粗细无关,所以把管子换成粗的或细的,管内水银的竖直高度不会改变,因此不会影响结果.(3)把管子换成比1米长得多的管子,只要水银柱上方保持真空,管内水银柱竖直高度就不会改变,因而不会影响实验结果;若把管子换成比1米短得多的管子,如比76cm还短,则水银将会充满管子,高度随管子长度改变而改变,因此管内水银柱产生的压强就不是大气压的值,这样就无法测量了.(4)把管子在水银中提起一点或插入一点,管内水银柱的竖直高度不会改变,所以不影响实验结果.(5)当有少量空气混入管中时,管内水银面上方不再是真空的,这些空气有一定的压强作用在管内水银柱上面,会使水银柱高度减小,混入的空气越多,产生的压强越大,管内水银柱越短,所以会影响实验结果,使测量结果变小.师:1.013×105p A到底有多大呢?请同学们估算大气对指甲盖的压力有多少牛顿?相当于多少千克的物体压在了指甲上?同学们演算,一名同学板演.解:指甲盖的面积约1cm2,即S=10-4m2,由p=F/S可知大气产生的压力F=p·S=1.013×105p A×10-4m2=10.13N,相当于1kg的物体压在了指甲上.师:这么大的压力,我们为什么感觉不到呢?生:因为大气压强是朝各个方向的,大气压的作用互相抵消了.例题1(用多媒体展示)小明利用如图所示的装置,测量当地大气压强的大小,他将测量结果汇报给物理老师,老师告诉他测量结果偏小.你知道小明测量结果偏小的原因可能是下面的( )A.玻璃管没有竖直放置B.玻璃管顶部混入少量空气C.水银槽内水银液面太高D.玻璃管太粗,管内的水银太重解析:利用上述装置测量大气压是利用大气压跟支持它的水银柱产生的压强相等的原理来测量的.水银柱产生的压强,只与水银的密度和水银柱高度两个因素有关,而与玻璃管的粗细、玻璃管是否竖直放置、水银槽内水银面高低等因素无关.但是玻璃管顶部如混有空气,管内空气会对水银柱产生向下的压强,使水银柱的高度变小,因此导致测量结果偏小.答案:B进行新课3.气压计师:标准大气压的值是p0=1.013×105p A.一般情况下,不同地点\,不同高度的大气压值是不同的.但在日常生活和生产中我们常常需要了解各地的气压和气压的变化,于是人们设计了用来测定大气压的仪器——气压计(barometer).下面我们就主要介绍两种气压计:(1)水银气压计构造原理:实际上就是一个托里拆利实验装置.只是在刻度尺上不是标水银柱与水银槽中水银面的高度差,而是标与高度差对应的大气压值,这样就可以直接读出大气压值.特点:测量结果准确,但携带不方便.(2)金属盒气压计(无液气压计)教师结合实物或模型引导学生了解金属盒气压计各部分的构造和功能.师:它的主要部分是一个抽成真空的金属盒及与盒盖中央相连的弹簧片.盒的表面是波纹状的,大气压变化时,盒的厚度及弹簧片的弯曲程度随着变化,通过传动机构带动指针旋转,指示大气压强的值.(注:如果无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值,而是高度,就成了航空\,登山用的高度计.)教学板书课堂小结通过本节课的学习,我们知道了大气压强的存在,还知道大气压强的测量方法,特别是托里拆利实验.还了解了测量大气压的一些工具.教材习题解答1.人的血压的正常值(收缩压和舒张压)大约是多少帕?自己查找资料进行估算.2.1654年,在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验.人们把两个铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队向相反的方向拉两个半球.当两侧的马匹达到16匹时,才将半球拉开,并发出巨大的响声.图9.3-9为同学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形.他们将压力锅拉开需要多大力?实际用力大小与计算的结果是否相同?请说出你的理由.备课笔记特别提醒:大气压强不能用公式p=ρgh来计算获得,只能通过测量获得.教材习题解答3.小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置.如图9.3-10,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没.当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出.这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度.请问:是什么原因使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中?4.屋顶的面积是45m2,大气对屋顶的压力有多大?这么大的压力为什么没有把屋顶压塌呢?1.解答:收缩压是指心室收缩时,动脉内血压升高所达到的最高值(俗称高压).舒张压是指心室舒张时,动脉内血压降低所达到的最低值(俗称低压).正常成人的血压范围:收缩压:90~140mmHg舒张压:60~90mmHg收缩压超过140mmHg舒张压超过90mmHg,即被诊断为高血压.若某人低压70mmHg,高压为120mmHg,则低压大约为0.92×104p a,高压大约为1.58×104p a.2.解答:由p=F/S可得F=pS=105×3.14×(0.13)2N≈5.31×103N.实际用力小于计算结果,因为压力锅内可能还有少许空气,实际用力可能为大气压力减去压力锅内气体压力的差.3.解答:每次瓶内放出水后,对瓶口而言,瓶内的气体压强与瓶内水的压强之和总是与瓶口受到的大气压相等,这样就使得瓶口可以放出部分水后,又停止.4.解答:F=pS=45m2×105p a=4.5×106N屋顶上下方都分别受到向下和向上的大气压力,彼此平衡,所以不会把屋顶压塌.难题解答例题2如图所示,利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当被玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将()A.保持不变B.逐渐下降,最终与管外液面相平C.逐渐上升,最终从小孔中流出D.稍微下降一些解析:顶部开孔后,管与水银槽组成了连通器,管内水银面将降到与水银槽中的水银面相平.答案:B备课笔记易错提示:不要误认为穿一小孔后,水银从小孔中流出.布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一课时的内容。
第一节压强【教学目标】1.知道压力是垂直作用在物体表面上的力.2.理解压强的概念是作用在单位面积上的压力.3.知道压强的国际单位时牛/米2,又叫帕斯卡.4.能用压强公式p=F/S,进行简单计算.5.知道增大减小压强的方法是改变压力和受力面积的大小,了解它在生产生活中的应用.【教学重点】1.压力的概念,压力的作用效果与那些因素有关.2.压强的概念、计算公式、国际单位,会用公式进行简单计算.3.增大和减小压强的方法.【教学内容】一、压力:F⒈定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.⒉方向:垂直受力物体表面,并指向受力物体.⒊效果:压力作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关.(实验采用控制变量法)·(1)有的和重力有关;如:水平面:F=G(2)有的和重力无关。
如下图:4.压力与重力的区别和联系:二、压强:P1.定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
F2.公式:P=S压强P单位:帕斯卡(Pa);压力F单位:牛顿(N);受力面积S单位:平方米(m2)3.增大压强方法:(1)增大压强的方法(2)减小压强的方法·增大和减小压强同时具备的例子:图钉、铡刀、菜刀、钉书机等3.固体的压强5.利用公式,应注意:①要找准压力F和受力面积S,这里的S指两接触物体直接接触(即重叠部分)的面积,如图所示:○2S→受力面积,如人站立时对地面的压强:○3统一单位,均采用国际单位制中的主单位:P:Pa,F:N, S:m2例1、根据下图所给条件,比较芭蕾舞演员足尖和大象对地面的压强,哪个大?解:(1)对演员来说F1=G1=475牛,S1=9.5厘米2=9.5×10-4米2.(2)对大象来说F2=G2=60000牛,S2=600厘米2×4=0.24米2设芭蕾舞演员对地面的压强p1,大象对地面的压强p2答:芭蕾舞演员足尖对地面的压强比大象脚对地面的压强大.例2、封冻的江河冰面最大能承受的压强是4×104帕斯卡,一台履带式拖拉机的质量是5200千克,两条履带跟地面接触的面积共1.5米2,这台拖拉机能不能从冰面上通过?解:根据压强公式:答:因为3.40×104帕斯卡小于4×104帕斯卡,可以通过.例3、下列情况中,为了增大压强的是()A.鞋底刻有花纹.B.图钉尖进入墙时要用力按.C.钢轨下面铺上枕木.D.用钝了的刀,磨磨刀口可以变锋利了.解答:B、D例4、两物叠放如图所示.物A的小底面积20cm2,大底面积60cm2,重20N;物B是边长为5cm的正方体,置于水平面上.求:a、b两种放置时,物A对物B的压强.解:答:两情况下A对B的压强分别为8000Pa和10000Pa.例5、如图A所示,重力为40牛顿的物体,分别放在梯形木块的1、2、3位置上,试分析物体的重力与它在1、2、3处对梯形木块的压力.解答:例6、图钉尖端的面积是0.3毫米2,钉帽的面积是1.5厘米2.用9牛顿的力垂直于墙壁按这只图钉,试求:(1)钉帽受到的压力和压强?(2)墙壁受到的压力和压强?=F2=9牛解:F1解:钉帽和墙壁受到的压力都是9牛顿,钉帽受到的压强为6×104帕,墙壁受到的压强为3×107帕.例7、边长为10cm的正方体铝块(ρ铝=2.7×103kg/m3)置于边长为50cm的水平台面上,求铝块对台面的压强.解:V=a3=(0.1m)3=10-3m3,m=ρV=2.7×103kg/m3×10-3m3=2.7kg,F=G=mg=2.7kg×9.8N/kg=26.46NS=a2=(0.1m)2=10-2m2答:铝块对台面的压强等于2646Pa.【中考演练】例:在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,公安人员立即用蜡浇注了鞋模,测量蜡模的平均厚度为3cm,质量675g;又经测试达到脚印同样深度压强为1.5×104Pa,罪犯的体重为多少?()已知:求:G解:由得答:罪犯的体重为750N.【配套练习】一、基础巩固1.坦克能轻易地驶过沼泽地,把列车的钢轨铺在枕木上,都是通过增大____________的办法分解了坦克或火车作用在支持面上的__________。
人教版物理八年级下册第九章压强第一节《压强》教学教案第九章压强本章内容概述本章学习压强的知识,内容包括:压强、液体的压强、大气压强、流体的压强与流速的关系等.本章教材的设计体现了新的教学理念:强调学生是学习的主人,以调动学生学习兴趣为导向,密切联系社会生活、生产实际,强调学生实验探究获取知识的过程.因此,教师在教学中要多举实例让学生分析,加强物理与生活、科学技术和社会的联系,增强学生的感性认识,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.本章共4节:1.第1节为“压强”,本节主要讲述压力、压强的概念,探究压力的作用效果与哪些因素有关,以及怎样增大或减小压强;2.第2节为“液体的压强”,本节主要介绍液体压强的特点,液体压强的大小与哪些因素有关及连通器的原理和应用;3.第3节为“大气压强”,主要介绍大气压强的存在和测量方法,以及大气压强的特点和应用;4.第4节为“流体压强与流速的关系”,主要讲述流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大,同时在学生理解“流体压强与流速的关系”的基础上,又进一步讲解飞机升力的产生,使学生能将物理与生活相结合.本章教学目标【教学目标】1.在知识与技能方面:知道压力、压强的概念,压力的作用效果与哪些因素有关.知道液体压强的特点,大气压强的存在、变化规律及其应用.知道流体压强与流速的关系.2.在过程与方法方面:经历探究压力的作用效果与哪些因素有关;探究液体压强的特点;能通过实例证明大气压强的存在.3.在情感态度与价值观方面:让学生在实验探究的过程中,感受获取知识的科学方法,同时培养学生严谨的科学态度.认识科学技术对人类社会的发展作用,领会科学技术是第一生产力,激发学生学习物理的兴趣.【教学重点】明确压强的概念,知道增大和减小压强的方法;掌握液体压强的特点,会用液体压强的知识解答简单的实际问题;知道大气压强的现象,会利用大气压强知识解释简单的实际问题;知道流体压强与流速的关系.【教学难点】如何结合生活实例来解释减小和增大压强的原因;液体压强的特点及连通器的原理在实际中的应用;大气压的测定;利用流体压强与流速的关系分析实际问题.本章课时安排【课时建议】本章共有4节,建议8课时:第1节压强第1课时初步认识压强课标要求【教学目标】一、知识与技能1.知道压力的概念,会用力的示意图表示压力.2.了解压强的概念,理解压强的大小与哪些因素有关.3.能够用压强公式进行简单地计算.二、过程与方法1.通过观察生活中的压强现象,理解压强的概念;2.通过探究压力的作用效果与什么因素有关,获得对压强概念的深入理解,学习使用控制变量法;3.通过经历探究的主要环节,培养学生提问、猜想、实验和分析数据、总结概括的能力.三、情感、态度与价值观1.经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、善于观察生活等科学素养.2.通过探究性学习活动,使学生获得成功的愉悦,培养学生参与物理活动的兴趣,激发学习的热情并提高学习的自信心.【教学重点】探究影响压力作用效果的因素;理解压强的概念.【教学难点】压力与受力面积的正确理解.【教具准备】多媒体课件\,中性笔、压力小桌、砝码、细砂、海绵及周边其它物品.【教学课时】1课时教学设计【巩固复习】教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的“挑战中考训练”中的习题(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师播放课件:厚厚的积雪,人们在雪地上玩耍,雪地上留下一串串大小不等、深浅不同的脚印,而滑雪者穿着雪橇不仅不会陷入雪地,而且还能飞奔疾驰.教师引导学生动手实验:用两个大拇指顶住中性笔笔尖和笔帽,观察笔尖和笔帽陷入两个指头的深度,体验两个手指头的感觉.教师提问:问题一:雪地上为什么会留下脚印?问题二:脚印的深浅为什么不同?问题三:捏住笔时,手指为什么会感到疼痛?有什么不同?学生观看并思考、讨论.教师引导,使学生认识到雪地上留下脚印是因为雪地受到人的压力,手指感到疼痛是因为手受到了笔的压力,而脚印的深浅不同、手的疼痛感觉不同,都是由于压力在物体上产生的作用效果不同.师在物理学中为了表示压力的作用效果,引进压强的概念.好,下面我们就一起来探究压强.【进行新课】知识点1 压力的产生及其作用效果1.压力的产生师:请同学们回忆下,我们在前面学习过弹力,弹力是如何产生的?生:物体由于发生弹性形变而对接触的物体产生的力.师:回答正确,人站在雪地对雪地有压力;手指顶住中性笔有压力,那压力如何产生的?生:人们走在雪地里,鞋底与雪地之间相互接触发生形变产生了力;手指顶住中性笔,中性笔与手指间发生形变产生了力.它们的共同特点是发生了形变.师:回答正确,由此可见,压力是弹力的一种,是物体由于发生形变而产生的力,也可以说是垂直作用在物体表面上的力.板书:1.压力:垂直作用在物体表面上的力.2.压力产生的原因:相互接触的物体间发生相互挤压而产生力的作用.3.压力的作用效果:使物体发生形变.教师用多媒体播放课件“压力的大小与重力大小有何关系”,并讲解.压力大小与重力大小有何关系(多媒体课件)压力是弹力的一种,压力的作用点在接触面上,方向与接触面垂直;而重力是由于地球吸引而产生的,重力作用点在重心处,方向竖直向下,因此压力与重力是两种性质完全不同的力,二者不能混淆.虽然压力与重力性质不同,但有的时候,压力是由物体的重力引起的,故它们的大小往往存在着一定的数量关系,观察下列甲、乙、丙三种情况下,压力大小与重力大小的关系.(1)图甲:杯子(物体)放在水平支承面上,而且物体只受重力和支持力时,压力是由杯子的重力引起的,大小上有压力F等于重力G;(2)图乙:图钉(物体)被压在竖直墙面上,物体对墙面的压力跟图钉的重力无关,只取决于外力——手作用在图钉上的力.(3)图丙:物体放在斜面上,物体对斜面的压力随着重力的增大而增大,但其大小小于重力的大小.例题1 (用多媒体展示)小明用10N的水平方向的力把重1.2N的黑板擦挤压在黑板上,并使黑板擦贴着黑板匀速直线下滑,如图甲所示,请在图中作出黑板擦受力示意图,并标出各个力的大小.解析:在竖直方向上,黑板擦受到重力G和摩擦力f;在水平方向上,受到压力F和黑板对它的支持力N.由于黑板擦处于匀速直线运动状态,因此,受到的合力为零,即重力G与摩擦力f是一对平衡力,压力F与支持力N是一对平衡力.答案:受力示意图如图乙所示,G=f=1.2N,F=N=10N.2.压力的作用效果师我们刚才看到小孩站在雪地里,双脚陷入雪里;运动员利用雪橇站在雪地里,却几乎没有陷入雪里;用手按皮肤,手指对皮肤有压力,用的力越大,皮肤陷入越深;用手指顶住中性笔的两端,笔尖、笔帽对手指有压力,笔尖扎进手指深些,笔帽扎进手指浅些.请大家用物理的语言描述这些事例,找出这些事例中所包含的相同之处和不同之处.学生思考回答,教师引导.生1:相同之处:都有压力产生,都产生了力的作用效果——使物体发生了形变.生2:不同之处:压力的作用效果、力的大小、受力面积等不同.师谁能够根据这些现象提出一个可探究的问题?学生思考回答,教师引导提出:压力的作用效果跟什么因素有关?师好,下面我们开始探究压力的作用效果跟什么因素有关?学生猜想:(1)压力的作用效果可能跟压力的大小有关.(2)压力的作用效果可能跟受力面积的大小有关.师既然压力的作用效果可能跟压力大小、受力面积的大小等因素有关,那么我们要研究跟其中一个因素的关系可采用什么研究方法?生:控制变量法.师:那如何设计实验?如何显示压力的作用效果?如何控制和改变压力、受力面积等变量?请大家就利用自己手头的器材设计实验探究.(如海绵\,细砂\,砝码、压力小桌等)学生分组动手实验,进行探究;教师巡视指导.(如用小桌陷入沙子的深度显示压力的作用效果;通过控制放在小桌上砝码的个数控制压力;通过小桌的正放和倒放控制受力面积.)学生观察、分析、交流,教师引导学生总结,得出结论:板书:压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关.受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显.例题2 (用多媒体展示)在探究“影响压力作用效果的因素”这一问题时,同学们做了如图所示的一系列实验.请你从中选出一些图对某一因素进行探究,并通过分析泡沫塑料的凹陷程度,说明你的探究结果:(1)探究的某一因素是__________;(2)选用的是图________;(3)探究的结果是_________.解析:比较图A与B,受力面积一定时,压力不同,泡沫凹陷的程度不同,压力越大,凹陷越深.比较图C与D,压力一定时,受力面积不同,泡沫凹陷的程度不同,受力面积越小,凹陷越深.答案:(1)压力大小(2)A与B(3)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越大或:(1)受力面积(2)C与D(3)压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越大知识点2 压强的概念及计算师:为了表示压力的作用效果,物理学引进“压强”这个物理量,即压强是表示压力作用效果大小的物理量.师:我们在前面学习了速度、密度的定义,请大家回忆下.生回忆:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度;在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度.师:压强的定义也是这么制定的.在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强.师:如果用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,请大家根据前面学习的密度、速度的定义,说出压强的定义式.生:压强=压力/受力面积,用公式表示为p=F/S.师:回答正确,像这种下定义的方法是物理学中常见的方法,请大家要熟悉.师:下面我们学习压强公式中各个符号意义及单位:p——压强——帕斯卡——PaF——压力——牛顿——NS——受力面积——平方米——m2师:压强的国际单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa,这是为了纪念法国的科学家帕斯卡.在工程应用中,常用千帕作单位.从公式中可以看出1Pa=1N/m2,那么请大家思考,压强为1Pa表示什么物理意义?生:表示1 m2的受力面积上受到的压力为1N.板书:注意:(1)在应用压强定义式p=F/S进行计算时,S指的是受力面积,是两物体的接触面积,不一定是物体的面积.(2)公式p=FS中,不能简单地说压强与压力大小成正比,与受力面积成反比.物理学中的公式不同于数学公式,它除了表示物理量之间的关系外,更主要的是表示特定的物理意义,因此更准确的说法是当受力面积一定时,压强与压力大小成正比;当压力大小一定时,压强与受力面积成反比.例题3 教师用多媒体展示教材P31页例题,并讲解.例题4 (用多媒体展示)如图所示,用50N的力F把砖分别压在水平桌面上和竖直墙壁上.如果砖重为20N,砖与受压物体的接触面积均为200cm2,则桌面和墙面受到的压强分别为多少?分析:在解答有关压强问题时,首先要把与压强有关的压力和受力面积辨析清楚,再应用压强公式解题.本题的常见错误是:错误地认为砖对桌面的压力等于砖的重力,或误认为砖对墙的压力等于砖的重力和外加压力之和.解:由甲图可知,桌面受到的压力F1=G+F=20N+50N=70N,受力的面积S1=200cm2=0.02m2,桌面受到的压强p1=F1/S1=70N/0.02m2=3.5×103Pa.由乙图可知,墙壁受到的压力与砖的重力无关,所以F2=F=50N,墙壁受到的压强p2=F2/S2=50N/0.02m2=2500Pa=2.5×103Pa.【教师结束语】通过今天的学习,我们知道了压力的概念,知道压强是表示压力作用效果的物理量,压力的作用效果与压力大小、受力面积有关,我们还知道了压强的定义式,并能进行压强的相关计算.好,谢谢!课后作业完成本课时对应练习.教学反思1.压强是自然科学的重要概念,在科学技术和生产中都经常用到.这一节内容着重学习的是固体的压强,它是在学习了力及力的三要素、力的作用效果、重力、摩擦力的基础上编排的,是初中物理教学中有关力学知识的一次较大的综合.在本节教学内容中,“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”,是培养学生能力、提高素质的主要载体,“什么叫压强”是本节的主要知识点.2.在激发学生学习兴趣时,帮助学生获取知识是新课程教学的重要理念.在本节课学生经历了“提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估交流”这一较为完整的探究过程,弄清了原来未知的知识——压力作用效果跟哪些因素有关,这与科学家的创新发明在本质上并没什么两样.在引导学生体验探究过程的同时,还对学生渗透求知方法的教育,在帮助学生理解压强概念时,采取了与速度、密度的定义方法进行类比的比值法下定义,正是这些方法的不断深入领会与应用,帮助学生丢掉“拐杖”,学习不再依赖于教师,而是主动地参与到知识获取过程中去,这些方法将成为学生终身受用的宝贵财富.教学板书第2课时压强的综合运用课标要求【教学目标】一、知识与技能1.进一步理解压强的概念,并运用压强公式进行计算;2.了解增大和减小压强的主要方法及其在生产、生活中的应用.二、过程与方法1.通过观察日常生产、生活中的实例,分析增大、减小压强的方法.2.通过运用压强公式进行计算,体会知识之间的联系.三、情感、态度与价值观1.培养学生乐于探究自然现象、物理规律的兴趣,养成将物理知识应用于实际的好习惯.2.通过观察了解任何物体承受压强都有一定的限度,树立爱护公共交通设施的意识.【教学重点】增大、减小压强的方法.【教学难点】压强在生产、生活中的综合运用.【教具准备】多媒体课件、图钉、细绳、橡皮泥、钩码等.【教学课时】1课时教学设计【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师演示实验,引导学生注意观察它们有什么共同特点.实验1:用手按图钉帽,手对图钉有压力,图钉尖扎进木板.(如图甲)实验2:挂有钩码的细绳对橡皮泥有压力作用,细绳压入橡皮泥.(如图乙)生:它们的受力面积小,产生的压强大.教师用多媒体播放图片丙\,丁,并提出问题:它们有什么共同特点?丙:铁轨铺在枕木上丁:书包带上有个较宽的垫肩生:它们的受力面积大,产生的压强小.师:你们知道实际生产、生活中为什么要这么做吗?学生思考、讨论、交流.师这就是有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面一起来继续探讨增大或减小压强的方法.【进行新课】知识点1 怎样减小或增大压强师:从上面甲、乙两个图中,结合压强的定义式p=F/S,运用数学方法,大家归纳出增大压强的方法.学生思考、讨论,教师总结:板书:增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积.师:请大家结合日常观察举出增大压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师就学生举例给予鼓励,引导学生分析、按不同的方法归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用增大压力同时减小受力面积的方法,增大压强的效果会更好.师:任何物体能承受的压强是有一定限度的,超过这个限度,物体就会损坏.例如,在田间劳作时,为了不使拖拉机陷进泥地里,便要设法减小它对地面的压强.请大家再就上面的丙、丁图中的方法,分析归纳减小压强的办法.学生思考、讨论,教师总结:板书:减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力.师:请大家结合日常观察举出减小压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师给予表扬,并分析归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用减小压力同时增大受力面积的方法,减小压强的效果会更好.师:在日常生产、生活中,为了实际的需要,有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面请看例题.例题1 (用多媒体展示)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是()答案:C知识点2 压强在生活中的综合运用教师播放课件1:(视频)视频:(1)号称“森林医生”的啄木鸟用细长而坚硬的尖喙叮咬树木中的虫;(2)号称“沙漠之舟”的骆驼在沙漠上行走的情景;学生欣赏,思考.教师引导学生得出结论:自然界中的生物在进化的过程中,各种器官不断地得到完善,自然选择了生理器官,以适应生存的环境.类似的还有如老虎有锋利的牙齿,鹰有锋利的爪等都是为了增大压强捕捉猎物.师:压强与我们的生产活动密切相关.请大家欣赏课件2:(视频)视频:(1)锯、剪刀、斧头等用了一段时间就要磨一磨.(2)儿童玩具、汽车等交通工具的棱角尽量要做得圆滑些,以防伤及别人.学生思考、分析哪种方式是为了增大压强,哪种方式是为了减小压强,并积极回答.师压强与我们的日常活动密切相关,请大家思考以下情景:(1)当有人不小心陷入泥潭、沼泽、冰窟窿中,采取怎样的方式营救?(2)当列车出现交通事故时,我们应该采取怎样的工具如何敲打玻璃窗爬出来?学生思考、讨论:第一种情况,我们必须设法减小压强,以防施救者也被陷入其中,因此,往往用木板铺在泥潭、沼泽、冰面上,然后人才能爬过去抢救.第二种情况下,我们必须设法选择能增大压强的工具击打玻璃窗,如选择锋利的安全锤敲打玻璃的边缘和四角.注意:增大或减小压强,在实际生产和生活中,有一定的条件限制,应根据实际情况来决定采用何种方法.例如:重型拖拉机安装两条履带,原因是拖拉机重力很大,对地面的压力大,要减小压强,不能减小压力,只能考虑增大受力面积的方法.板书:压强在生活中的综合运用:(1)压强与生物生理器官的自然选择密切相关.(2)压强与我们的生产活动密切相关.(3)压强与我们的日常活动密切相关.例题2 (用多媒体展示)生物在进化的过程中,各种器官不断地得到完善,以适应生存的环境.下列给出的动物器官中,有减小压强功能的是()A.啄木鸟的嘴B.老虎的牙齿C.骆驼的蹄子D.蝙蝠的耳朵解析:A项中啄木鸟的嘴,是在压力一定时,减小受力面积,增大嘴对树的压强,容易啄开树皮.B项中老虎的牙齿,是在压力一定时,减小受力面积,增大嘴对肉的压强,容易撕开肉.C项中骆驼的蹄子,是在压力一定时,增大受力面积,减小对沙漠的压强,不容易陷下去,符合题意.D项中蝙蝠的耳朵是起着收集和传送声波的作用,不符合题意.答案:C例题3 (用多媒体展示)按照规定,我国载货车辆的轮胎,对地面的压强应控制在700kPa以内,但有些司机为了降低运营成本,不顾国家利益,肆意超载.有一辆重2t的6轮汽车,标准载货量为4t,实际装货8t,如果每个车轮与路面的接触面积为0.02m2.(g取10N/kg)(1)通过计算说明,该车对路面的压强是否超过规定?(2)运用所学的物理知识说明超载的危害.分析:(1)由p=F/S计算轮胎对路面的压强,压力F等于总重力G,受力面积S为6个轮胎与路面接触的总面积,然后与规定的压强要求比较即可判断;(2)超载即是汽车的总质量增大,那么车的惯性增大了,不容易操纵,出现紧急情况时,刹车难以停下,容易造成交通事故;压力增大,对路面的压强增大,造成对路面的破坏增强,缩短了路面的使用寿命.解:(1)p=F/S=mg/(nS)=(2+8)×103kg×10N/kg÷(6×0.02 m2)=833kPa>700kPa.远远大于国家规定的载货车辆轮胎对地面的最大压强,因此该货车超载了.(2)超载造成的危害很多,如:车辆对路面产生巨大的压强容易使路面变形,从而大大缩短公路的使用寿命;超载汽车质量过大,惯性大,不易操纵,易发生交通事故等等.例题4 学过压强以后,王丹决定测算自己双脚站立时对地面的压强,她的质量为50kg,为了测量鞋与地面接触的面积,她绘制了每一小格的边长为2cm的方格纸,穿上平底鞋站在方格纸上,描出的鞋印如图所示.(g取10N/kg)(1)王丹每只鞋印的面积为____m2.(2)王丹双脚站立时对地面的压强为多大?(3)张燕想到了另外一种测量鞋印面积的方法.她先让王丹站在泥地上,踩下一个柱形的鞋印坑,测出鞋印坑的深度为h,然后把密度为ρ、质量为m的沙子倒入坑中刚好把坑填满.请你根据这些物理量推导出鞋印面积S的表达式.解析:人站在水平地面上,人对地面的压力就等于人的重力,所以计算人双脚站立时对地面的压强时,首先根据重力与质量的关系公式先算出重力,然后再根据压强公式计算压强,计算时要注意用双脚的着地面积等.测算鞋印面积时,可以把填满的沙子看作柱体,然后结合密度公式来计算推导.答案:(1)1.52×10-2(大约有38个小方格,每个小方格的面积S=2cm×2cm=4cm2)(2)王丹的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N.双脚站立时对地面的压强:p=F/S=G/S=500N/2×1.52×10-2m2=1.64×104Pa.(3)鞋印坑的体积:V=m/ρ鞋印的面积:S=V/h=m/ρh【教师结束语】大家这节课的收获确实不少,我们在前面学习的基础上,进一步理解了压强的概念,熟悉了压强的定义式,知道了减小、增大压强的方法,同时,还明白了人类在征服自然、改造自然的过程中就在应用压强的知识,总之,压强与人类的生产、生活密切相关.好,谢谢!课后作业完成本课时对应练习.教学反思1.在分析增大压强和减小压强的方法教学过程中,由日常生活中的实例引出课题,让学生观看课件,然后结合压强的定义式p=F/S,运用数学知识进行分析、思考,寻找它们的共性,分类整理,归纳方法.最后,还让学生联系日常生活、生产中的应用举例,进一步强化.这样不仅激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习主动性、积极性,活跃了课堂气氛,而且帮助学生深入理解压强的概念和定义式,为运用定义式进行压强的计算打下坚实基础,起到双重作用.让学生感受到物理就在身边,体现了“生活→物理→社会”的新课程理念.2.在探讨压强在生活中综合应用的教学过程中,将压强的应用从三种情况进行分类,引导学生去探究分析、思考,感受自然、人类生产、生活与压强密切相关,接着通过例题的讲解,进一步理解任何物体承受压强是有一定的限度,超过了这个限度,就会损坏.教育我们必须爱护公共设施.这种教学方式符合这个年龄。
9.1压强课时2:改变压强大小的方法及应用课前预习归纳1.增大压强的方法是_________压力或_________受力面积。
如:推土机锋利的土铲利用减小受力面积的方法增大压强。
2.减小压强的方法是_________压力或_________受力面积。
如:推土机宽大的履带利用增大受力面积的方法,减小压强。
课堂基础落实1.如图所示的斧头在使用时,斧刃要磨得锋利些,目的是为了增大_______,如果劈柴时斧头陷在柴中,要拔出斧头,手应向柄的______移动,并且向下用力.(1题)(2题)(3题)2.两个体重相同的同学走过烂泥地时的情景如图所示,图中情景表明 _______________ _____________________。
3.如图所示铅笔两端对手指的压力大小相同,但手指上肌肉的凹陷程度和感觉均不同。
说明:在压力相同时,________________________________________________。
A.B.C.D.A.房屋建在面积更大的地基上B.通过沼泽地时脚下垫木板C.载重汽车装有许多轮子D.运动员冰鞋上装有冰刀7.据报道,一个普通农民发明了塑料袋小提手,能防止双手被较重的塑料袋勒得发痛.如图,使用这种小提手提塑料袋能()A.减小对手的压强B.减小对手的压力C.增大对手的压强D.增大对手的压力课后能力提升8.(2012•淄博)我国自主研制的“中华牌”月球车将于明年被送上月球.“中华牌”月球车安. C(10题) (11题)(13题) 11.(2012•广州)如图,图钉尖的面积是5×10﹣8m 2,图钉帽的面积是1×10﹣4m 2,松木能承612.(2012•聊城)质量相同的实心正方体铝块(ρ铝=2.7×10kg/m )和铁块(ρ铁=7.9×10kg/m )放在水平桌面上,它们对桌面的压力和压强分别是F 铝、F 铁和P 铝、P 铁.则F 铝_______F 铁,P 铝_____P 铁.(填“>”、“=”或“<”)13.(2012•齐齐哈尔)细心的小玲同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣上时更不容易变形,这是因为压力一定时,甲衣挂能增大与衣服的________,从而减小了对衣服的_________. 综合探究14.如图所示,一个不漏气的薄塑料袋平放在桌面上,一根饮料吸管插在袋口边缘,把袋口折几折后用胶带封住,使塑料袋口不漏气。
第2课时连通器、液体压强的综合应用人非圣贤,孰能无过?过而能改,善莫大焉。
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《诗经·大雅·抑》原创不容易,【关注】,不迷路!课题连通器、液体压强的综合应用课型新授课教学目标知识与技能1.认识连通器,了解连通器的原理和在生产、生活中的应用.2.通过本课时的学习,进一步巩固液体压强的综合运用.过程与方法1.能联系生活实际,感知连通器在生活中的应用.2.通过实例帮助学生理解液体的压力和流体的重力之间的关系.情感、态度与价值观通过对三峡船闸的认识,培养学生的民族自信心和自豪感.教学重点连通器的概念和应用.教具准备多媒体课件.教学难点液体的压力和流体的重力之间的关系.教学课时1课时课前预习1.上端开口,下端连通的容器叫连通器.2.连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,各容器中的液面的高度总是相同的.3.连通器在生活中的应用,如茶壶、锅炉水位计、船闸等.巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.新课导入教师出示茶壶、水位计和乳牛自动喂水器的图片,引导学生思考它们在结构上有什么相同点?学生观察后积极发言:茶壶,水位计和乳牛自动喂水器,它们各自底部都互相接通.师:像这样上端开口,下端连通的容器叫做连通器,下面我们就一起来学习它.进行新课知识点1连通器教师演示实验,请同学们观察有什么现象?实验1:选择任一个开口端向玻璃连通器(如图甲)中注入红色水,然后将连通器倾斜.实验2:向底部用胶管连通成的U形连通器(如图乙)的玻璃管中注入红色水,上下移动侧管.备课笔记小组问题探讨:为什么连通器中液体静止时,液面总是相平的?案:图中反映出壶嘴的水面高于壶身中的水面显然这是不正确的,因为茶壶是一个连通器,当装入的同种液体静止时,壶嘴中的面与壶身中的液面应该总是相平的,不可能是一边高一边低.知识点2液体压强的综合运用同学们已经了解了液体压强的特点,下面我们进一步来学习液体压强的综合运用.教师用多媒体播放课件“液体的力和液体的重力之间的系”,并进行讲解.液体的压力和液体的重力之间的系(多媒体课件)①体对容器底部的压力不一定等于液体的重力,如图所示是形状不同的三个薄壁容器,它们的底面积相等,均为S,容器内盛有密度为ρ的同种液体,深度均为h.备课笔记课外拓展:如何理解连通器原理:连通器中只有一种液体,设想在连通器底部有一个小薄片AB(如图所示),液体不流动时,小薄片AB处于平衡态,两侧受到的压强相等,p左=p右,由液体压强的计算公式p=ρ液g,可知h左=h右.进行新课②容器底部受到的液体压强,因为液体的密度及液体的深度相等,根据液体内部压强公式p=ρg2,A的底面向上凸起,B的底面为平面.在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为pA,A对桌面的压强(选填“大于”“小于”或“等于”)B对桌面的压强.若A、B容器的同一高度处水中压强分别为pA、pB,则pA(选填“大于”“小于”或“等于”)pB.解析:A底面凸起,则A容器底与桌面的接触面积小于容器底面积;B容器底为平面,放置在水平桌面上时,与桌面的接触面积等于容器的底面积,则压强p=F/S=10N/5.0×10-3m2=2×103pA.由于两容器对桌面的压力相同(都为F=G水=10N),而A的底面积小,故pA>pB;A容器底部凸起后,使其内液面高于B容器内液面,则在同一高度处,A容器此点所处的深度大,所以pA>pB.答案:2×103大于大于教学板书课堂小结通过本节课的学习,我们知道了什么是连通器,以及其结构和特点,了解了连通器在现实生活、生产中有着广泛的应用,还进一步学习了液体的压力和液体重力之间的关系.教材习想想议议(P36)图9.2-6是生活中常见的连通器,它们各有什么功能?想想看,它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的?题解答备课笔记规律总结:对非直筒形的容器,当容器中盛有液体时,液体对容器底部的压力不等于重力,如果是上大下小的容器,液体对容器底的压力小于液体的重力;如果是上小下大的容器,液体对容器底部的压力大于液体的重力.所以求液体对非直筒形容器底部的压力和压强时,一般是先由p=ρgh求压强,再由F=pS求压力.要求容器对桌面的压力和压强时,一般是先利用F=G容+G液.求对水平桌面的压力,再由p=F/S求容器对水平桌面的压强.方法总结:判断装置是否是连通器应着重考虑三点:①上端是否“开口”;②下端是否“连通”;③液体静止时,液面是否保持相平.教材习题解答解答:水壶抬高壶身,可以将水由壶嘴压出;排水管的U形“反水弯”,可以利用清水将污水压出,同时防止臭气进入卫生间;锅炉外面的水位计可以显示锅炉内水位的高低.它们都利用了连通器同种液体不流动时液面总是相平的原理来实现自己的功能.动手动脑学物理(P38)5.某卫生间的地漏结构如图9.2-11所示,请你分析地漏存水杯的作用.5.解答:防止异味回流到卫生间.难题解答例题3如图甲所示的密封容器内装有一定质量的水,此时水对容器底部的压力为F1,压强为p1.将容器倒置过来如图乙所示,此时水对容器底部的压力为F2,压强为p2,则下面的说法正确的是()A.F1>F2,p1>p2B.F1<F2,p1<p2C.F1>F2,p1<p2D.F1<F2,p1>p2解析:倒置过来后,水的深度变小,水对容器底部的压强由p=ρgh可知,会变小,所以p1>p2;容器底受水的压力在图甲中F1<G;在图乙中F2>G,所以F1<F2.答案:D布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一课时的内容。
第2课时压强的综合运用【教学目标】一、知识与技能1.进一步理解压强的概念,并运用压强公式进行计算;2.了解增大和减小压强的主要方法及其在生产、生活中的应用.二、过程与方法1.通过观察日常生产、生活中的实例,分析增大、减小压强的方法.2.通过运用压强公式进行计算,体会知识之间的联系.三、情感、态度与价值观1.培养学生乐于探究自然现象、物理规律的兴趣,养成将物理知识应用于实际的好习惯.2.通过观察了解任何物体承受压强都有一定的限度,树立爱护公共交通设施的意识.【教学重点】增大、减小压强的方法.【教学难点】压强在生产、生活中的综合运用.【教具准备】多媒体课件、图钉、细绳、橡皮泥、钩码等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师演示实验,引导学生注意观察它们有什么共同特点.实验1:用手按图钉帽,手对图钉有压力,图钉尖扎进木板.(如图甲)实验2:挂有钩码的细绳对橡皮泥有压力作用,细绳压入橡皮泥.(如图乙)生:它们的受力面积小,产生的压强大.教师用多媒体播放图片丙\,丁,并提出问题:它们有什么共同特点?丙:铁轨铺在枕木上丁:书包带上有个较宽的垫肩生:它们的受力面积大,产生的压强小.师你们知道实际生产、生活中为什么要这么做吗?学生思考、讨论、交流.师这就是有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面一起来继续探讨增大或减小压强的方法.【进行新课】知识点1 怎样减小或增大压强师从上面甲、乙两个图中,结合压强的定义式p=F/S,运用数学方法,大家归纳出增大压强的方法.学生思考、讨论,教师总结:板书:增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积.师请大家结合日常观察举出增大压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师就学生举例给予鼓励,引导学生分析、按不同的方法归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用增大压力同时减小受力面积的方法,增大压强的效果会更好.师任何物体能承受的压强是有一定限度的,超过这个限度,物体就会损坏.例如,在田间劳作时,为了不使拖拉机陷进泥地里,便要设法减小它对地面的压强.请大家再就上面的丙、丁图中的方法,分析归纳减小压强的办法.学生思考、讨论,教师总结:板书:减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力.师请大家结合日常观察举出减小压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师给予表扬,并分析归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用减小压力同时增大受力面积的方法,减小压强的效果会更好.师在日常生产、生活中,为了实际的需要,有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面请看例题.例题1 (用多媒体展示)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是()答案:C知识点2 压强在生活中的综合运用教师播放课件1:(视频)视频:(1)号称“森林医生”的啄木鸟用细长而坚硬的尖喙叮咬树木中的虫;(2)号称“沙漠之舟”的骆驼在沙漠上行走的情景;学生欣赏,思考.教师引导学生得出结论:自然界中的生物在进化的过程中,各种器官不断地得到完善,自然选择了生理器官,以适应生存的环境.类似的还有如老虎有锋利的牙齿,鹰有锋利的爪等都是为了增大压强捕捉猎物.师压强与我们的生产活动密切相关.请大家欣赏课件2:(视频)视频:(1)锯、剪刀、斧头等用了一段时间就要磨一磨.(2)儿童玩具、汽车等交通工具的棱角尽量要做得圆滑些,以防伤及别人.学生思考、分析哪种方式是为了增大压强,哪种方式是为了减小压强,并积极回答.师压强与我们的日常活动密切相关,请大家思考以下情景:(1)当有人不小心陷入泥潭、沼泽、冰窟窿中,采取怎样的方式营救?(2)当列车出现交通事故时,我们应该采取怎样的工具如何敲打玻璃窗爬出来?学生思考、讨论:第一种情况,我们必须设法减小压强,以防施救者也被陷入其中,因此,往往用木板铺在泥潭、沼泽、冰面上,然后人才能爬过去抢救.第二种情况下,我们必须设法选择能增大压强的工具击打玻璃窗,如选择锋利的安全锤敲打玻璃的边缘和四角.注意:增大或减小压强,在实际生产和生活中,有一定的条件限制,应根据实际情况来决定采用何种方法.例如:重型拖拉机安装两条履带,原因是拖拉机重力很大,对地面的压力大,要减小压强,不能减小压力,只能考虑增大受力面积的方法.板书:压强在生活中的综合运用:(1)压强与生物生理器官的自然选择密切相关.(2)压强与我们的生产活动密切相关.(3)压强与我们的日常活动密切相关.例题2 (用多媒体展示)生物在进化的过程中,各种器官不断地得到完善,以适应生存的环境.下列给出的动物器官中,有减小压强功能的是()A.啄木鸟的嘴B.老虎的牙齿C.骆驼的蹄子D.蝙蝠的耳朵解析:A项中啄木鸟的嘴,是在压力一定时,减小受力面积,增大嘴对树的压强,容易啄开树皮.B项中老虎的牙齿,是在压力一定时,减小受力面积,增大嘴对肉的压强,容易撕开肉.C项中骆驼的蹄子,是在压力一定时,增大受力面积,减小对沙漠的压强,不容易陷下去,符合题意.D项中蝙蝠的耳朵是起着收集和传送声波的作用,不符合题意.答案:C例题 3 (用多媒体展示)按照规定,我国载货车辆的轮胎,对地面的压强应控制在700kPa以内,但有些司机为了降低运营成本,不顾国家利益,肆意超载.有一辆重2t的6轮汽车,标准载货量为4t,实际装货8t,如果每个车轮与路面的接触面积为0.02m2.(g取10N/kg)(1)通过计算说明,该车对路面的压强是否超过规定?(2)运用所学的物理知识说明超载的危害.分析:(1)由p=F/S计算轮胎对路面的压强,压力F等于总重力G,受力面积S为6个轮胎与路面接触的总面积,然后与规定的压强要求比较即可判断;(2)超载即是汽车的总质量增大,那么车的惯性增大了,不容易操纵,出现紧急情况时,刹车难以停下,容易造成交通事故;压力增大,对路面的压强增大,造成对路面的破坏增强,缩短了路面的使用寿命.解:(1)p=F/S=mg/(nS)=(2+8)×103kg×10N/kg÷(6×0.02 m2)=833kPa>700kPa.远远大于国家规定的载货车辆轮胎对地面的最大压强,因此该货车超载了.(2)超载造成的危害很多,如:车辆对路面产生巨大的压强容易使路面变形,从而大大缩短公路的使用寿命;超载汽车质量过大,惯性大,不易操纵,易发生交通事故等等.例题 4 学过压强以后,王丹决定测算自己双脚站立时对地面的压强,她的质量为50kg,为了测量鞋与地面接触的面积,她绘制了每一小格的边长为2cm的方格纸,穿上平底鞋站在方格纸上,描出的鞋印如图所示.(g取10N/kg)(1)王丹每只鞋印的面积为____m2.(2)王丹双脚站立时对地面的压强为多大?(3)张燕想到了另外一种测量鞋印面积的方法.她先让王丹站在泥地上,踩下一个柱形的鞋印坑,测出鞋印坑的深度为h,然后把密度为ρ、质量为m的沙子倒入坑中刚好把坑填满.请你根据这些物理量推导出鞋印面积S的表达式.解析:人站在水平地面上,人对地面的压力就等于人的重力,所以计算人双脚站立时对地面的压强时,首先根据重力与质量的关系公式先算出重力,然后再根据压强公式计算压强,计算时要注意用双脚的着地面积等.测算鞋印面积时,可以把填满的沙子看作柱体,然后结合密度公式来计算推导.答案:(1)1.52×10-2(大约有38个小方格,每个小方格的面积S=2cm×2cm=4cm2)(2)王丹的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N.双脚站立时对地面的压强:p=F/S=G/S=500N/2×1.52×10-2m2=1.64×104Pa.(3)鞋印坑的体积:V=m/ρ鞋印的面积:S=V/h=m/ρh【教师结束语】大家这节课的收获确实不少,我们在前面学习的基础上,进一步理解了压强的概念,熟悉了压强的定义式,知道了减小、增大压强的方法,同时,还明白了人类在征服自然、改造自然的过程中就在应用压强的知识,总之,压强与人类的生产、生活密切相关.好,谢谢!课后作业完成本课时对应练习.1.在分析增大压强和减小压强的方法教学过程中,由日常生活中的实例引出课题,让学生观看课件,然后结合压强的定义式p=F/S,运用数学知识进行分析、思考,寻找它们的共性,分类整理,归纳方法.最后,还让学生联系日常生活、生产中的应用举例,进一步强化.这样不仅激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习主动性、积极性,活跃了课堂气氛,而且帮助学生深入理解压强的概念和定义式,为运用定义式进行压强的计算打下坚实基础,起到双重作用.让学生感受到物理就在身边,体现了“生活→物理→社会”的新课程理念.2.在探讨压强在生活中综合应用的教学过程中,将压强的应用从三种情况进行分类,引导学生去探究分析、思考,感受自然、人类生产、生活与压强密切相关,接着通过例题的讲解,进一步理解任何物体承受压强是有一定的限度,超过了这个限度,就会损坏.教育我们必须爱护公共设施.这种教学方式符合这个年龄段的学生的认知水平,还关注到学生生活,关注了自然,关注了社会.我国古代对压强的研究固体、液体、大气所产生的压强,在我国古代就有很多运用的实例和记载.在建造宫殿、庙宇、楼阁、宝塔以及都江堰、大运河时,我国古代工匠们都考虑了底基、围墙、堤坝所能承受的压力问题.春秋末年的《考工记》中记载着建筑堤坝、围墙等应具有一定的形状,提出了在施工中应考虑大底部与小顶部的合理比例.“凡为防,广为崇方,其叁分去一,大防外”.这就是说在筑堤坝时,要考虑底宽与顶高的比例,顶方比底要减少三分之一(为削减的意思),这样的堤坝才能保证下底部的稳定性.还记载了“囷、窌、仓、城,逆墙六分”.这里的“囷”是圆形粮仓,“窌”是房屋.意思是在建造“囷、窌、仓、城”时要考虑底宽大于顶宽,高为墙厚的6倍.这些都是工匠们在施工实践中总结的经验,说明他们已经掌握了圆仓装满时底面的侧压力大于上面的侧压力,因此底部宽才能承受住底面的侧压力.。
第2课时大气压强的变化和综合运用满招损,谦受益。
《尚书》原创不容易,【关注】,不迷路!课题大气压强的变化和综合运用课型新授课教学目标知识与技能1.知道大气压强的变化规律.2.知道大气压强在生产、生活中的应用,并能对有关现象进行解释.过程与方法1.经历分析大气压强的变化的图象,体会利用数学工具描述物理规律的研究方法.2.进一步提高实验动手能力和探究能力,能够把所学知识与生活、生产实际相结合.情感、态度与价值观1.认识大气压的存在与变化对人类生活的影响.2.重视理论联系实际,学以致用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用.教学重点大气压的变化规律.教具准备多媒体课件、金属盒气压计、集气瓶(带孔的橡皮塞)、细玻璃管、水(红色)、活塞式抽水机模型等.教学难点大气压的综合应用.教学课时1课时课前1.测量大气压的仪器叫气压计.2.大气压随着高度增加而减小,且大气压的值与天气、季节的变化预习有关.3.大气压还与液体的沸点有关,一切液体的沸点都是随着液面气体压强的增大而增大.4.气体的压强与其质量、体积和温度有关,一定质量的气体,体积越小,温度越高,压强越大.复习巩固教师引导学生复习上一课时所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.新课导入师:同学们,我们在前面学习了液体压强和大气压强的初步知识,知道气体和液体一样具有流动性,向各个方向都有压强,知道了液体压强随深度的增加而增大,而我们生活的大气层中,大气压强又该如何变化呢?学生思考、讨论.教师播放课件“高原反应”,并提出问题:我们生活在低海拔地区,当我们乘车旅游到西藏等高海拔地区时有什么感觉?为什么会出现这种不适?学生思考、讨论.师:大家先不着急知道答案,我们学习了本课知识后就会明白. 进行新课知识点1大气压强的变化教师展示金属盒气压计,请一个同学用气压计读出气压值,随后到楼上测出气压,把楼下、楼上测得的气压分别写在黑板上.教师请一个同学上讲台来,做一个简易气压计.(参照教材P41《想想做做》——“观察大气压随高度的变化”)进行新课教师指导制作:取一个瓶子装上适量红色的水.取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压强,水沿玻璃管上升到瓶口以上.拿着它(注意手不要接触瓶身,以免瓶子受热,影响瓶内气体的压强)从楼下到楼上,观察玻璃管内水柱高度的变化情况,并做另一个记号.(教师在黑板上画出简易气压计的示意图,并将楼下、楼上两处水柱的高度标注在图中)师:气压随高度的增加如何变化?生:减小.教师播放大气压变化规律的图象,并提出问题:请大家观察大气压变化的图象,看谁能说出它什么规律?生1:大气压随高度的增加而减小;生2:在海拔3km以内,每升高1km,大气压减小10kPa;生3:大气压先减小得快些,后减小得慢些.教师用多媒体播放课件“大气压强的变化”,并讲解.大气压强的变化(多媒体课件)1.大气压强不是确定不变的.影响大气压强的主要因素是高度,跟液体压强相似,越向高空,大气层的厚度越小,大气压就越小,即大气压随高度的增大而减小.由于越向高空,气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的增大而减小是不均匀的,高度越大,大气压减小得越慢.在海拔3000m以内大约每升高10m,大气压减小100Pa.特别提醒:1.大气压强的变化与高度是不成正比的,由于空气的密度不是一个定值,高空的空气稀薄,空气密度小,因此不能用p=ρ空气gh计算大气压.2.一般而言,地面上高气压的地区往往是晴天,地面上低气压的地区往往是阴雨天.知识拓展:气体体积与压强的关系气球被脚一踩,它的体积将变小,球内气体的压强增大,会将球皮压破;堵住打气筒的出气口,当打气筒的活塞下压一些后,筒内的气体体积减小,压强增大,所以活塞越向下压越费力.大量事例和实验表明:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小它的压强增大,体积增大它的压强就减小.进行新课师:既然大气压的变化与高度有关,大家想一想,气压计还可以作什么用途,应用在哪些方面?生:高度计,飞机在空中飞行、登山运动员测量山的高度等.例题1(用多媒体展示)如图所示,在小瓶里装一些带颜色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体,就制成一个简易的气压计.小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上,玻璃管内水柱的高度_______,水对容器底的压强____________,瓶子对地面的压强___________(均选填“变小”“不变”或“变大”).如果在瓶中装满水,就可以制成一个较准确的测量仪器:_____________________(请写出它的名称).解析:从山脚到山顶,海拔高度增加,根据气压与海拔高度的关系可知,山顶气压低于山脚,玻璃管外部气压减小后,在瓶内气体压强作用下,玻璃管内水柱上升.根据液体压强规律可知,水对容器底部的压强变大.把瓶子、水和玻璃管看成一个整体,其重力不变,对地面的压力不变,故瓶子对地面的压强不变;若将瓶子装满水,则在温度变化时,由于水的膨胀和收缩,会使玻璃管内水面变化,相当于温度计原理.答案:变大变大不变温度计知识点2大气压强的综合运用1.活塞式抽水机和离心式抽水机师:日常生产、生活中经常应用大气压,如活塞式抽水机、离心式抽水机等.下面我们就来研究这两种抽水机的工作过程.教师播放多媒体课件“活塞式抽水机和离心式抽水机”,介绍它们的结构.活塞式抽水机和离心式抽水机(多媒体课件)1.活塞式抽水机上有两个单向开的阀门(如图甲),当提起活塞时,阀门A关闭,大气压使水推开阀门B进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面;当向上提活塞时,阀门A关闭,水被活塞提升到出水管.活塞不断地被提起、压下,水被不断地抽上来.进行新课2.离心式抽水机如图乙所示,抽水前滤网上单向阀门关闭,往抽水机里灌水到叶轮上;当电机带动叶轮高速旋转时,泵壳里的水也随叶轮高速旋转同时被甩入出水管,这时叶轮转轴附近压强减小,大气压迫使低处的水推开底阀,沿进水管进入泵壳,进来的水又被叶轮甩进出水管,这样一直循环下去,就不断把水抽到高处.教师提出问题,引导学生思考:(1)活塞式抽水机的工作原理是什么?(2)吸水扬程最大是多少?(3)离心式水泵的实际扬程与实际吸水扬程、实际压水扬程三者之间的关系如何?学生回答:(1)抽水机工作的原理是利用大气压把水压上去的.(2)吸水扬程最大不能超过10m.(3)离心式水泵的实际扬程=实际吸水扬程+实际压水扬程.2.高压锅师:请大家思考、回忆日常生活中还有哪些地方应用了大气压强?请举例说明,以小组为单位,比一比.学生分组讨论:如高压锅、罐头制品饮料盖上面的真空安全钮等.教师用多媒体播放课件“高压锅内气压的计算”,并讲解.高压锅内气压的计算(多媒体课件)1.高压锅的工作原理是提高锅内气压,从而升高锅内水的沸点.在高压锅上套一个限压阀后,锅内气体压强将在限压阀上产生一个向上的压力F内,除此力之外,限压阀另外还受到重力G和大气压向下压限压阀的压力F外.2.当锅内气压增大到一定限度时,这三个力将保持平衡,放出一部分气体后,限压阀再次压在出气孔上,锅内气压再进一步增大,限压阀总保持平衡,即有关系式:F外+G=F内.再根据压强公式:p=F/S变形有F=pS,则p外S+G=p内S,p内=p外+G/S.板书:高压锅的原理:液体的沸点随液体表面气压的增大而升高,随气压的减小而降低.例题2(多媒体展示)如图所示,张强同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样,他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2.问这个高压锅工作时,其内部水蒸气的最大压强为多大?(设大气压p0=1×105Pa,g取10N/kg)分析:分析限压阀的受力可知限压阀共受三个力作用:限压阀自身的重力、大气的压力、锅内气体的压力,且在这三个力的作用下限压阀处于平衡状态,即可求得.解:由题意得F内=F大气+G,即有p内=p0+mg/S=1×105Pa+错误!未指定书签。
第2课时 压强的综合应用
1.进一步理解压强的概念,并运用压强公式进行计算。
2.了解增大和减小压强的主要方法及其在生产、生活中的应用。
重点:增大、减小压强的方法。
难点:压强在生产、生活中的综合运用。
学习行为提示:
1.认真阅读教学目标,并划记关键词句,明确学习的重难点。
2.针对情景导入的问题,进行大胆猜想。
方法指导:
1.判断压强的增大和减小时,要同时考虑压力和受力面积这两个因素的变化,根据公式p =F S
来判断压强的变化。
2.公式p =F S
中,F 指压力,而不是重力;S 是受力面积,是施力物体挤压受力物体时,二者相互挤压接触的面积,而不是物体的表面积。
规律小结:
增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积;③增大压力同时减小受力面积。
减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力;③在条件许可的情况下,增大受力面积的同时减小压力。
情景导入 引思导学
把吹胀的气球压在一根大头针上,稍一用力气球就被刺破,而用同样大小的力把它压在大量的大头针上,气球却安然无恙(如图所示),这是什么原因?
自学探究 梳理新知
怎样增大和减小压强
阅读课本P 146页的内容,回答下列问题:
1.减小压强的方法有:(1)压力不变时,增大__受力面积__;(2)受力面积不变时,减小__压力__;(3)减小压力的同时增大__受力面积__。
2.增大压强的方法有:(1)压力不变时,减小__受力面积__;(2)受力面积不变时,增大__压力__;(3)增大压力的同时减小__受力面积__。
3.小明将旅行包背在肩上,肩膀受到压力的施力物体是__背带__,包的背带做得很宽是为了减小对肩膀的__压强__。
4.为了适应生存环境,老虎都长有尖尖的牙齿,如图所示。
当老虎用相同的力咬食物时,受力的__面积__越小,产生的__压强__越大。
5.下列图中所示的实例,属于减小压强的是(C )
,A.安全锤的敲击端做成锥状) ,B.盲道由凸起的棱和圆点组成
)
,C.滑雪时穿上滑雪板) ,D.斧头用过一段时间要磨一磨
)
知识拓展:
压强的计算公式p =F S
适用于任何条件下压强问题的分析和解答,而有时借用公式p =ρgh 求解固体压强会更快捷、准确,但需要注意限制条件。
推导:如图所示,设柱体的高为h 、密度为ρ、底面积为S ,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强为p =F S =G S =mg S =ρVg S =ρShg S
=ρgh .
因此,推导公式p =ρgh 的限制条件是:
(1)密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平面上,且物体的底面积就是受力面积;
(3)水平面受到的压力是由物体所受重力产生的(F =G )。
对照教学目标思考:
1.今天我学到了什么知识?
2.我掌握了哪些研究方法?
3.我还存在的疑惑是什么?
压强在生活中的综合运用
自主阅读教材P 144~147的内容,完成下列问题。
6.菜刀的刃磨得很锋利是为了__增大压强__;坦克的轮上装有履带是为了__减小压强__;书包带子做得较宽是为了__减小压强__;载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,轮胎比普通汽车的轮胎宽,这是为了增大__受力面
积__,而__减小__车轮胎对地面的压强。
7.日常生活和生产中,我们常见的以下事件中,属于减小压强的是哪一组(B)
①睡觉时,仰躺比侧躺更舒服;
②号称“森林医生”的啄木鸟长有细长而坚硬的尖喙,便于啄开树皮;
③用螺栓紧固机器零件时,在螺母下垫垫圈;
④要把图钉按进较硬的木板,需要更大的力。
A.①②B.①③C.②④D.③④
8.有些公共汽车配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破车窗玻璃逃生。
为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择下图中的(D)
,A),B),C),D) 9.据报道:一男子陷在泥沼里,他挣扎着试图把一只脚拔出来,结果下陷得更快更深,抢救队员在泥沼上铺上木板,从木板上靠近该男子,把绳索递给他。
大家合力把他拉出后,让他平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼。
(1)报道中描述__他挣扎着试图把一只脚拔出来__的过程对泥沼的压强增大。
(2)报道中描述__在泥沼上铺上木板__和__平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼__的过程对泥沼的压强减小,你判断的依据是__压力一定,受力面积越大,压强越小__。
合作研讨生成能力
1.对学:
分享自主探究中1~9题。
(1)对子之间相互检查自学成果,用红笔评定等级。
(2)对子之间针对自学的内容相互解疑,并标注出对子之间不能解疑的内容。
2.群学:
小组研讨:(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题,并解疑。
(2)针对组内不能解答的问题,寻找老师或邻组支持,共同解决组内疑难。
当堂检测自主评价
见学生用书
盘点课堂课后反思。