九年级物理教案第十四章 压强和浮力.doc

西龙虎峪中学 九年级物理组第十四章 压强和浮力第一节 压 强教学目标知识与技能：1.理解压力的概念，知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关2.掌握压强的概念，知道压强计算公式，国际单位制中压强单位及其意义，会进行压强简单计算。3.理解压强的大小跟哪些因素有关。了解增大或减小压强的主要方法。过程与方法：4.经历观察、实验以及探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。情感态度价值观5.通过探究活动，获得成功的愉悦，培养参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。教学重、难点重点：影响压力作用效果的因素，及压强的计算。难点：压强知识的理解，及应用。教学方法：观察、科学探究式教学用具压力小桌、沙子、质量为200克的砝码1个(以上器材四人一组) 教学过程一、.导入新课：展示（钉钉子）这个说明了什么道理？为什么会出现这样的问题？对以上问题，可能同学们现在还不能得出正确结果，同学们学习了本课的知识，就会得到满意的答案。二、新课教学：一）压力1.压力前面我们已经学习了三种常见的力，重力、弹力、摩擦力。这节首先让我们来认识一种常见的力压力,什么是压力?“压” 即“挤压”的意思, 在实际中,那些现象属于物体对物体的挤压作用呢?根据以上实例,参照板图,师生共同分析压力的特点.并给出压力的定义.压力:由于物体间的挤压而垂直作用在接触面上的力叫做压力.说明：只有在水平面上时压力才等于重力。2.猜想：我们看一个动画，请仔细观察并做好比较。（牛和拖拉机）牛车和拖拉机对地面都有一个压力，这两个压力的效果相同吗？对此你能提出什么问题？（为什么比牛车重的多的拖拉机反而陷不到泥里呢？）对此你有何猜想？学生猜想：压力效果可能与可能与受力面积、压力大小有关。学生举例 ：书本对桌面的压力、图钉对墙的压力等3.探究：自己猜的是否正确，要经过事实来检验。现在就让我们利用手边的器材来探究一下你的猜想是否正确吧。1）介绍器材：2）学生分组实验并记录。压力（填大小或相等）受力面积（填大小或相等）压力效果3）学生交流分析归纳：压力作用效果与压力大小和受力面积有关。（板书）4. 猜一猜在这个问题中,能否因为A的压力大于B, 就认为A比B压痕深呢? 你能判断出哪种情况下的压痕深吗？（学生说明判断方法）我们采用的方法是比较单位面积上受到的压力，物理学中把单位面积上受到的压力叫做压强(板书这一定义)。即 压强二）. 压强:（1）定义: 物体单位面积上受到的压力叫做压强. 压强是比较压力效果的物理量.物体单位面积上受到的压力越大, 压力产生的效果越显著,也就是压强越大.根据压强的定义可以推导出计算压强的公式.（2）公式: 如果用p表示压强, F表示压力, S表示受力面积.（3）单位: 压强的单位是“牛每平方米”.在国际单位制中叫做“帕斯卡”简称“帕”，用符号“Pa”表示。1帕=1牛/米2例如: p300牛米2300帕. 它表示每平方米面积上受到的压力是300牛。教师拿出一张纸放在桌面上,说明纸对桌面的压强大约是1帕,并指出帕斯卡是一个很小的压强单位.常用单位还有：百帕（hPa）和千帕（kPa）等。例题：桌面上平放一本教科书，书的重量约2.5N,与桌面接触面积约4.710-2m2,试计算书对桌面的压。(学生练习)三）应用. (1)减小压强的方法讲述：任何物体能够承受的压强都有一定的限度，超过这个限度物体将会被压坏。举例：房屋建设中，楼层修得越高，楼体对地面的压强就越大，可能会使地面下陷，楼房倒塌，造成损失。因此需要减小楼房对地面的压强，你知道人们在造房子时是如何减小对地面的压强的吗？（学生讨论）可见在压力一定的情况下增大受力面积可以减小压强。你还知道哪些通过这种方法来减小压强的例子？（学生举例，履带拖拉机、骆驼、钢轨等此处应多举一些例子）读图：13.14，13.16教师对学生回答补充、完善后板书在压力不变时，利用增大受力面积的办法，可以减小压强。(2)增大压强的方法：一)学生随堂实验：学生实验,让每一个学生拿一支削尖了的铅笔,用两只手的食指顶住铝笔的两端进行实验,然后找同学利用来解释此现象.由以上学生随堂实验和教师演示实验，引导、启发学生得出结论，教师板书：压力不变时，利用减小受力面积的办法，可以增大压强。你还知道哪些通过这种方法来增大压强的例子？读图：学生阅读课本图读后说一说图中所述的是采用什么办法来增大压强的。1. 归纳总结增大压强和减小压强的方法。2. 在压力一定时，减小受力面积可以增大压强。3. 在压力一定时，增大受力面积可以减小压强。教学反思：第二节 液体压强教学目标：知识与技能：1.知道液体压强的产生。2.理解液体内部压强的规律。过程与方法：培养学生观察实验能力。情感态度价值观：让学生课外阅读三峡大坝中的有关物理原理，培养学生的科学意识。重点：液体内部压强的规律难点：液体压强与液体深度及密度的关系。教具：演示：玻璃圆筒、侧壁开口的玻璃圆筒、橡皮膜、压强计、水、盐水等学生：压强计、200mL的量筒、水、盐水等【教学过程】一、引入新课教师演示实验：用一个塑料袋装满水，用一个钉子从底部扎一小孔，水就会从底部流出。（组织学生讨论）说明：水对底部有压强。老师用钉子从袋子的四周扎上一些小孔，水就会从四周喷出。（组织学生讨论）说明：水对侧面有压强。如果塑料袋子装的是别的液体，实验现象是一样的。拓展：液体对容器底和容器壁有压强。（组织学生讨论）液体有重力，所以对底部有压强；液体与固体不同，有流动性。容器壁阻挡着它流动，它就会对容器壁有压强。二、进行新课水对底部和侧壁有压强，水的内部是否有压强？有。为什么说有？就像我们在吃火锅时，在中间有一个隔板把辣的和不辣的分开了。假如设想一下，把隔板的一边的水拿走，另一边的水对侧壁就有压强。因此，我们都同意当隔板还在时，两边的水对它有压强，那么，把隔板拿走，水的内部有压强。（一）提出问题液体压强有什么规律？或者说，液体的压强与哪些因素有关？（二）引导类比咱们先看能不能把液体分成若干小液滴，（边画示意图，边讲解）这些小液滴密密麻麻地挤在一起？在这个描述中，关键词是“大量、密集”。1. 直接类比：请找出日常与“大量、密集”有关事物，请同学们想得越多越好，尽可能多地告诉我。街上走的人群、乱哄哄的苍蝇、箱子中的苹果、一袋子大米我们从一大箱苹果开始研究。2. 拟人类比：现在我们可以想象自己就是一只只苹果，被装在箱子中。这时，你有何感受？呼吸困难、愤怒、受到挤压、挣扎、无奈4. 象征类比：大家的感受也就是：无奈地承受。现在以“无奈地承受”为题，说说日常哪些现象是这样的？在圈中的羊、在网中的鱼、同学们的学习状况我们不妨来讨论一下：我们学习状况是如何无奈地承受？各方面的压力，如家长、同学、亲戚；在班中的名次前后对于个人的感受也不同；同样的成绩在不同的班级或不同的学校感觉也不同。可见，由于学习的状况造成的无奈与压抑，来自各个方面，并与名次、学习环境都有关系。（说明：教师引导学生进行类比，从而使陌生的问题变为熟悉的问题。该环节是学生思维最独特、最发散的环节。在以上的这三个环节中，学生的想法很多，发散思维得到从没有过的训练，他们的好多想法来自生活，他们更熟悉，更愿意发表自己的看法。教师在这几个环节中，只起组织、引导的作用。为使学生得到良好的发展，切不可为了赶进度，匆匆而过，使学生来不及思考讨论，在最能锻炼学生能力的环节，达不到提高学生素质的目的。）（三）适用问题对应学习的无奈，你能否体验液体中的每个液滴的感受？每个小液滴感受到来自各个方面的作用，这种作用与小液滴所在的位置（深度）有关，也与液体的种类有关。（四）找到方案或建立假说根据刚才的讨论，请你谈谈对液体压强有关因素的看法。液体向各个方向都有压强，不同的深度压强不同，不同的液体中同一位置的压强也不同。（五）检验论证我们用实验来验证，现在有这样一种测液体压强的仪器压强计（教师简介：我把手指压在橡皮膜上，在右侧的“U”形管中出现高度差，我们看到“U”形管中出现高度差，就知道橡皮膜上有压强）。请学生讨论，设计实验方案；交流。下面按照自己的想法，进行实验。得出结论：液体内部向各个方向都有压强，压强随深度的增加而增大，同一液体、同一深度压强是相等的。压强还跟液体的密度有关。（六）评估：今天的实验只能到此为止。让我们回顾一下今天的实验：实验设计有无不合理的地方？操作中有没有失误？测量结果是不是可靠？知识应用：请同学们阅读书上材料，了解液体压强规律的应用（边阅读，边讨论）。请一位同学说明什么是连通器？举几个连通器例子。三、小结：请同学们回顾一下，我们有哪些收获？【板书设计】教学反思：第三节大气的压强一、教学目标（一）知识与技能目标1了解大气压的存在知道大气压强的数值是很大的2理解托里拆利实验原理3培养学生观察、分析、归纳能力4培养学生动手实验能力5培养应用所学知识解决实际问题的能力（二）过程与方法1对托里拆利实验原理进行分析，使学生掌握推理的方法2渗透等效思想（三）情感、态度与价值观目标通过马德堡半球实验的学习，使学生爱科学；在对托里拆利实验原理的学习，使学生体会理性思维的成就二、课时安排：1课时三、教具学具准备（1）桌面上实验器材清单：吸管、集气瓶、去芯的酒精灯、镊子、铁架台、鹌鹑蛋、水槽、大小试管、保温杯（内装热水）、纸杯、缝衣针、硬纸片、塑料吸盘、气球各一个。（2） 配套多媒体课件一套、罐头一瓶、集气瓶、去芯的酒精灯、镊子、铁架台、鹌鹑蛋、水槽、大小试管、热水瓶各一个、有色水少量、马德堡实验装置一套。四、教学过程（一）、新课引入：同学们，今天罗老师先要来当一回魔术师，给大家表演两个魔术。这里有两根内径差不多大的试管，它们重叠起来倒置后，如果不用手托住，你们猜猜会不会掉？在大试管里注入大半试管的水，将小试管慢慢插入大试管中，这时把两管同时倒立过来，注意了，奇怪的事情发生了，（请学生回答：小试管不但不往下掉，还往上升呢。）再来一个：我桌上有一个鹌鹑蛋，大家看好了，现在我要让小烧瓶把蛋整个吞下去。看我变变变，瞧，进去了！刚刚的两个小魔术是不是老师施了魔法呢？不是的，学完“大气压强”这一节内容后，同学就知道为什么了。讲授新课：同学回忆一下上一章液体压强产生的原因：液体受重力作用且有流动性，因而对浸入其中的物体有压强，同理，空气受重力作用且有流动性，因而对浸入其中的物体也有压强，这个压强就叫大气压强，简称大气压或气压。有同学可能会讲，空气本来就看不见、摸不着，我倒是可以通过空气的流动形成的风来知道它的存在，这大气压我怎么知道有没有呢？演示马德堡半球实验过程，介绍半球构造，再请同学抽气后拉半球。大气压时时刻刻都在我们身边，不管抽没抽气，半球外部始终受大气压作用。只不过，抽气前，内外气压值一样，所以显现不出来；抽气后，外界大气压远大于瓶内气压，因而表现出把两个半球紧紧压在一起了。马德堡半球实验能有力证明大气压的存在。实际上能证明大气压存在的实验有很多，同学利用桌面上给你的器材，动手做几个实验吧。要记得哦，只有内外有气压差，大气压才能显露出来。找找看，你能设计出几个跟大气压有关的实验？小组成员可以互相讨论、互相协作，看哪一组想得最多。完成一个记录一个。表格也在桌上。开始。（几分钟后，有代表性地请学生宣读实验记录，并请同学分析实验成功或不成功的原因。）通过刚刚的实验同学发现有的小组用小试管装满水后从水槽中倒提出来水一滴不洒，有的小组用大试管做这个实验结果也一样，那是不是说大气压能无限制地支持任意高度的水柱呢？早在 1640年，在意大利北部佛罗伦萨城，塔斯坎宁大公爵在家里的花园中修建了一座十分精美的喷水池，为了保证有足够的水源供给，就在园中挖了一口井，井口离地面足有十多米，并且装上了强有力的抽水机。大公爵和设计师想，在晨曦中喷泉与园内景色相映一定美极了。工程完成后，大公爵选择了吉日邀请了亲朋好友，正式揭幕喷泉。可是十分扫兴，尽管抽水机不停地工作，喷水池却喷不出一滴水来。在实际上，在当时的生产实践中，这类问题不止出现一次。矿工们早就发现无论费多大的努力都不可能把矿井里的水吸到离地面10米以上的地方。喷水池风波虽然结束了，但问题却留给了科学家。到底大气压能支持多高的水柱？大气压到底有多大呢？三年之后，一位青年学者找到了答案，他就是伽利略的学生托里拆利。因为水银有毒，所以现在在课堂上不做托里拆利实验了。托里拆利也在实验后4年39岁就辞世了，又是一位为科学献身的伟大科学家。这个实验我们可通过视频录像来了解全过程。通过实验我们知道，大气压能支持76厘米的水银柱，而水银的密度是水密度的13.6倍，也就是说能支持水柱的高度应为13.60.76m，约为10m，如果超过了这个值，则无论用多强劲的抽水机都白搭，而且如果违背了科学，再选良辰吉日都是无稽之谈。再问同学一个问题：我们人体周围会不会有大气压？有，那为什么没把我们压瘪？同学们都看过电影、电视里的宇航员在太空遨游时，都要穿着厚厚的宇航服，你知道这是为什么吗？如果不穿，会怎么样？同学们再开动脑筋，找找我们周围还有哪些跟大气压有关的现象？联想：注射器吸取药液过程、钢笔吸水过程、塑料挂衣钩挂书包。我们一起回顾一下，我们今天主要认识了大气压的存在，并知道了大气压的大小。回到开始我给同学演示的两个小实验，同学能解释原因吗？同学再想想有没有办法把蛋再完整的给吐出来？启发学生上台操作演示完实验后，告诉学生：大气压虽然可以简称气压，但大气压和气压还是有区别的。严格说起来，大气压只是气压的一种，是外部空气产生的压强；而气压还包括封闭空气产生的压强、水蒸气或其他各种气体产生的压强等。当瓶内气压大于外界大气压时，鹌鹑蛋就被压出来了。教学反思：第四节 流体压强与流速的关系【教学目标】知识与技能：通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。过程与方法：对实验原理进行分析，使学生掌握推理的方法情感态度价值观：课程理念的渗透和学生个性的培养：通过参与从生活走向物理科学探究活动，学习制订简单的科学探究计划和实验方案，观察物理现象，能简单描述所观察物理现象的主要特征，归纳简单的科学规律。让学生真切地感受到科学的真实性，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，使学生产生强烈的求知欲，乐于参与观察、实验等科学实践活动，初步体验探索问题时的喜悦，领略它的美妙与和谐。【教学方式】小组合作实验探究、班级师生交流。【教学用具】1. 教师用具教师自制的如图（1）所示的演示器、漏斗、乒乓球、自制的CAI课件2. 学生用具乒乓球两个、小木条两根、饮料吸管一支、大号注射器一支、水槽一个、两只塑料小船、一杯水、一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管、两张纸。【教学过程】一、新课引入科学探究要素：提出问题并对问题的成因提出猜想学习方法：从实验观察中发现与物理学有关的问题，尝试根据经验对问题的成因提出猜想。图1师：同学们，请先看一个实验，如图1所示，我打开阀门A，关闭阀门B，让红色的水流入管径粗细不同的透明塑料管，请注意观察三支小竖管中水柱的高度。你观察到什么？学生回答。师：请看如果我打开阀门B，可以看到什么现象？学生回答。师：这时请看三支小竖管中水柱的高度是否相同？学生回答。师：你看高度发现什么特点呢？学生回答。师：根据学过的连通器原理，当水不流动时，各容器的液面总保持相平。如今当水流动时，小管中水柱的高度却不相同，说明水平管中的深度也就不相同。根据液体的压强公式p=gh ，也就是说各个粗细管中水的压强就不相同。同学们猜一猜，想一想，这个不相同可能会跟什么有关系呢？学生回答。师：同学们，请继续看另一个实验，如图2所示，我把乒乓球放在伸平的手掌上，并把乒乓球放在翻转的漏斗中，请看（说完，松开手掌），看到了什么现象？图2学生回答。师：我用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。又看到了什么现象？学生回答。师：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来，我们分析看看，乒乓球能在漏斗下方不会掉下来，由物体的平衡条件可知，竖直方向除了受到重力以外，一定还受到一个向上的压力。未吹气时没有这个现象，当吹气之后才产生这种现象，同学们再猜一猜，想一想，这个压力可能会跟什么有关系呢？学生回答。师：吹气就是气体在流动，那么你们认为与气体的流动有关，是吧？学生回答。师：液体和气体，它们一个共同的特点是：都具有流动性，统称为流体。两个实验的共同之处是，流体在运动时才导致现象的产生。且我们已猜测流体流动可能与流体的压强存在有某种关系。那么，这可能是什么关系呢？学生回答。师：我们猜想这种关系无非存在两种情况：一种是流体在流速大的地方压强大，在流速小的地方压强小；另一种是流体在流速大的地方压强反而小，在流速小的地方压强反而大。究竟哪一种猜想是正确的呢？下面我们将通过实验的方法进行探究。二、新课教学科学探究要素：制定计划与设计实验学习方法：明确探究目的，给定一些器材，由学生选择并设计实验方案，经历实验的过程，来探究流体的流速与压强的关系。师：好，我们今天就来研究流体的流动速度与压强的关系。同学们的桌子上有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。自由选择器材，做一到二组实验。这里提示你们，我们可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕，如图3所示。同学也可以自己设计别的实验方案。图3科学探究要素：进行实验与收集证据学习方法：通过观察和实验，记录有关实验现象。师：现在我们的研究活动以小组进行，请大家在小组内积极地讨论、研究方案，积极地用眼睛去观察、用大脑去思考，并把你们发现的问题记录下来，然后全班交流。看看在实验中能发现些什么？集体的力量是巨大的，看看哪一小组做得最好？（学生开始实验、探究、讨论，教师巡视各组的实验情况）科学探究要素：分析与论证学习方法：分析物理现象，进行简单的推断，归纳出科学的规律。师：你们的实验完成了吗？学生回答。师：下面我们进行全班交流，把你所看到的，所想的说出来与大家交流，就按顺序来进行，好不好？声音要大些，那么，第一组开始吧。估计学生会回答到的几个情况：（1）我们这一小组选择老师提供的实验装置第三个图，选择用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠近。（2）我们这一小组选择老师提供的实验装置第一个图，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠近。（3）我们这一小组选择老师提供的实验装置第二个图，我们选择在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互向中间靠近。（4）我们这一小组选择老师提供的实验装置第四个图，我们把一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中间吹气，我们可看到水雾从切口处喷出。我们认为管中间被我们吹气，因此切口处压力变小，底下的大气压就会产生一个力把水往中间压。因此，我们也认为：流体在流速大的地方压强反而小，在流速小的地方压强反而大。师：好，非常好！还有没有不按照大屏幕上的实验方案，而设计其他实验方案呢？师：好，因气流具有不可见性，并且流体不容易任意控制，我们结合同学分析的现象，采用CAI课件对实验现象进行分析。（操作CAI课件）师：综上所述，我们可以得出结论：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。科学探究要素：评估、交流师：我们一起对上述实验方案进行评估和交流。第一、看看实验方法是否存在缺陷，是否需要改进；第二、是否还有其他实验方案也可以实现实验目的；第三、利用其他比较简单的实验器材是否也能说明问题等。并作为同学们的家庭作业。教学反思：第五节 浮 力【教学目标】：知识与技能：1. 知道一切物体在液体或气体中都受到浮力。浮力的方向是竖直向上的。2. 会用弹簧秤法测浮力。3. 知道浮力产生的原因是液体上下表面的压力差。4. 知道物体的浮沉是由重力和浮力决定的。会判断物体浮沉。5. 会对物体进行简单的受力分析，并知道漂浮的物体浮力大小等于物重。过程与方法：1. 通过实验引发讨论，培养学生探索事物现象的能力。2. 通过观察实验，培养学生从现象到本质的认识能力。情感态度价值观：通过讨论，培养学生团结协作的能力。重点、难点：知道浮力产生的原因，浮力的方向，浮沉条件及应用【教学器材】弹簧测力计、墨水瓶、烧杯、水、乒乓球（3个）、溶液。【教学过程】一、复习提问1. 什么是力？2. 力的测量工具是什么？（测力计）3. 出示弹簧测力计下挂空墨水瓶。墨水瓶受几个力？（两个）4. 两个力是什么关系？（一对平衡力）5. 二力平衡的条件是什么？二、导入新课（一）演示实验1. 用手托住空墨水瓶。分析受力情况，看到什么现象？（弹簧测力计的示数变小了。）2. 分析变化原因，手对空墨水瓶的托力多大？如何求得？学生实验：将弹簧测力计吊着空墨水瓶，放入水中浸没，观察到什么现象？（弹簧测力计的示数变小了。）问：这个现象说明了什么现象？（浸没在水中的物体受到水对它向上托的力。）物体在其他液体中是否也受到向上托的力呢？演示实验：将吊着的空墨水瓶放入溶液中，看到什么现象？分析变化原因。问：漂浮的物体是否也受到向上的托力呢？学生实验：将乒乓球投入水中，设法将它按入水中，有何感受？这说明了什么问题？说明：（一切浸入液体中的物体，都要受到液体对它竖直向上的托力，这就是浮力。）（二）板书一、 一切浸入液体中的物体都要受到液体对它竖直向上的浮力 （受力物体）（施力物体）（方向）分析：（力是物体对物体的作用，任何一个都有施力物体和受力物体。浮力的施力物体是液体，受力物体是浸入液体中的物体，浮力的方向是竖直向上的。）另外对浸入的理解，它包含两种情况：部分浸入；浸没。讨论：1. 给你弹簧测力计、水、烧杯、钩码，如何测出钩码浸入水中的浮力？（1）先测钩码在空气中的重力G 。（2）物体浸入水中看弹簧测力计的示数F拉。（3）求浮力2. 浸在液体中物体一定受到浮力吗？（有各种意见）演示实验：图1（1）取一只去底的矿泉水透明塑料瓶，瓶口朝下，瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球。问：如果我往里面注水，乒乓球会浮起吗？（会。因为要受到水的浮力）（2）往塑料瓶里面注水。现象：乒乓球被水压在瓶底，同时有水从塑料瓶口漏出。（说明浸在水中的物体不一定受到浮力。为什么呢？）板书：二、浮力产生的原因（3）用瓶塞（或手）堵住漏水的瓶口，注意观察乒乓球下面积满水时有何现象发生？（现象