八年级物理全册第八章第二节科学探究：液体的压强教案（新版）沪科版.docx

第二节科学探究:液体的压强【教学目标】知识与技能1.了解液体内部存在压强,以及液体内部压强的方向。2.了解液体压强的大小跟什么因素有关。3.知道液体压强的应用,常见的连通器。4.了解帕斯卡原理和液压机的工作过程。过程与方法通过对实验探究的经历,了解液体内部存在压强的事实,知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。情感态度与价值观1.在观察实验过程中,培养学生的科学态度。2.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。3.鼓励学生积极参与探究活动,培养学生自主探究的能力。4.培养学生的爱国主义和民族自豪感。【重点难点】重点:通过探究实验掌握液体压强的特点,并能用液体压强的特点解决简单的问题。难点:公式p=gh的理论推导的理解;用液体压强知识解释实际的现象。【教学方法】情景教学法,演示实验和自主探究相结合的教学方法。【教学准备】教师准备:多媒体课件、液体压强与深度关系演示器、U形管压强计、烧杯(1 000 mL)、水、盐水、连通器、U形管。学生准备:学案,每两人一组,每组:大、小烧杯各一个,U形管压强计、水、盐水、刻度尺,小桶(口大底小)一只。【教学设计】教学过程:一、引入新课由前面的内容可知,当相互接触的两个物体互相作用发生形变时,就会产生压力,也就会存在压强。那么对于液体呢?想一想:为什么站在齐胸深的水中时,你会感到呼吸有些困难?为什么水坝要建造成上窄下宽?为什么潜水员在不同深度的水中作业时,需要穿抗压能力不同的潜水服?这些事例都说明液体是有压强的。那么,液体的压强与哪些因素有关呢?二、讲授新课(一)科学探究:液体的压强1.做一做:有一玻璃器皿,在其侧面的高、中、低部,有三个完全相同的孔,用三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。然后往器皿中加入水,使水面高过最上面的孔,请观察三张橡皮膜的变化。结论:封住三个孔的橡皮膜都凸出来了,不同孔处的橡皮膜凸出程度不一样,水的深度越深橡皮膜突出的程度越大。这表明水在这几个孔处的压强不一样。那么,液体的压强到底与哪些因素有关呢?2.实验探究:液体的压强与哪些因素有关物体对另一物体表面有压力,就存在压强;而装有水的容器底面,同样受到水的压力作用,因此水对容器底面也存在压强,那么,水的压强可能与哪些因素有关?(1)猜想:可能与水的密度有关?可能与水的深度有关?(2)实验器材:U形管压强计、水、盐水、烧杯。(3)实验原理:U形管压强计是专门用来研究液体压强的仪器。将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度,根据U形管两管水面的高度差,可知液体压强的大小。(4)液体压强视频(5)结论:液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等,随液体深度的增加,压强随之变大; 不同的液体,产生的压强大小与液体的密度有关,在同一深度,密度越大,液体的压强越大。3.计算液体内部的压强:设想在液面下有一深度为h、截面积为S的液柱。计算这段液柱产生的压强,就能得到液体内部深度为h处的压强公式。(1)方法:理想模型法公式推导:这个液柱的体积:V=Sh这个液柱的质量:m=V=Sh液柱对其底面积的压力:F=G=mg=gSh液柱底面受到的压强:p=gh(2)液体压强的计算公式:p=液gh密度的单位为kg/m3,深度h的单位为m,压强p的单位为Pa。液体的压强只与液体的密度和深度有关,与液体的重力和容器的形状无关。特别注意:深度h是指液面到某点的垂直距离,而不是高度。现在你们可以解释引入课题的三个问题。问题一:由p=液g h可知水的压强是随深度增加而增大的,所以站在齐胸深的水中压强较大,我们觉得呼吸略微有些困难。问题二:修建水坝时水坝做成上窄下宽,水坝的下部总要比上部宽些,以便承受更大的水压。问题三:水中不同深度的地方,水的压强不一样,所以潜水员穿的抗压服不同,以保护潜水员的安全。1648年,帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶的桶盖上,插入一根细长的管,并从楼房的阳台上向细管子里灌水,结果只用了几杯水,竟把木桶压裂了;桶里的水从裂缝中流了出来。(二)与液体压强相关的应用实例1.连通器:(1)定义:上端开口、下端连通的容器叫作连通器。(2)连通器的特点:静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。这是为什么呢?当液体不流动时,设想在U形管下部正中有一液片A,由于液片静止不动,处于平衡状态。所以液片两面的受力是相等的,同时,受力面积相同,所以压强也相等。根据液体压强公式,p=液gh可知在左右两管中液体的深度应该相同。(3)连通器的应用:连通器在生产、生活中应用非常广泛。茶壶利用了连通器原理。常用的茶壶利用了连通器原理,使我们能倒水饮茶。水塔利用了连通器原理水塔的供水系统利用连通器原理向各家供水。船闸人们利用连通器的原理,在大坝的旁边修建了船闸。我国的三峡工程世界瞩目,无论是规模还是建造难度在世界上都是首屈一指的,长江三峡船闸几乎是目前世界上最大的连通器,共有五个闸室。如图是船闸的工作原理图。图中A、B表示阀门,C、D表示闸门。1.如图(a),阀门A打开时,水从上游流进闸室。2.如图(b),闸室中水面与上游相平时,闸门C打开,船驶入闸室。3.图(c)关闭阀门A和闸门C,打开阀门B,水从闸室流向下游。4.图(d)闸室中水面与下游相平时,闸门D打开,船驶入下游。2.液压机:在工厂广泛使用的液压机是液体压强特性的另一个重要应用。(1)帕斯卡原理密闭的液体,其传递压强有一个重要的特点,即加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理。(2)液压机的工作原理如图所示,两个活塞,与同一容器的液体相接触。施加于小活塞的压强被液体大小不变地传递给大活塞,大活塞便可以产生一个与其表面积成正比的力,即由p1=p2得:=,=。液压千斤顶的小活塞与杠杆相连,因此,只要对杠杆施加较小的作用力,就可以顶起一辆小汽车。为什么能这样?解:液压机是根据加在小活塞上的压强能够大小不变地由密闭液体传递到大活塞上而工作的,即根据帕斯卡原理工作的;因密闭液体能够大小不变地向各个方向传递压强,所以,p大=p小,由p=可得:p=,在大活塞上可以产生的力:F大=F小。因此,只要对杠杆施加较小的作用力,就可以顶起一辆小汽车。三、课堂练习1.甲、乙两支完全相同的试管,内装同种液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图所示,设液体对两管底的压强分别为p甲和p乙,则p甲p乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。答案:等于2.一个形状如图甲所示的密封容器,其中盛有一些水,现将容器倒置过来(如图乙所示),这时,水对容器底部的压力和压强将()A.压力增大,压强减小B.压力减小,压强增大C.压力不变,压强增大D.无法确定答案:B3.下列日常用品中,不是利用连通器原理工作的是()A.茶壶B.自来水笔C.锅炉水位计D.液体压强计答案:B4.如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力()A.甲最大B.乙最大C.丙最大D.一样大答案:A5.下列说法正确的是()A.连通器中液体静止时,各液面一定相平B.连通器中盛水时,各水面一定相平C.连通器中的水静止时,各水面一定相平D.只要在连通器中装有同种液体,各液面就一定相平答案:C四、课堂小结(一)科学探究:液体的压强1.液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等,随液体深度的增加,压强随之变大。2.不同的液体,产生的压强大小与液体的密度有关,在同一深度,密度越大,液体的压强越大。3.液体压强的计算公式:p=液g h。(二)与液体压强相关的应用实例1.连通器:(1)定义:上端开口、下端连通的容器叫作连通器。(2)连通器的特点:静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。2.液压机:(1)帕斯卡原理。(2)液压机的工作原理五、布置作业1.复习课文,预习第三节。2.课后14题。【教学板书】第二节科学探究:液体的压强一、液体的压强1.特点:液体内部向各个方向都有压强;同一深度的各个方向的压强大小相等;随液体深度的增加,压强随之变大;在同一深度,密度越大,液体的压强越大。2.计算公式:p=液g h二、与液体压强相关的应用实例1.连通器2.液压机【教学反思】首先通过图片展示水坝上窄下宽,潜入海中不同深度时需要穿不同的潜水服,引出液体压强的概念,并使学生从感性上认识到液体深度不同时压强可能不同,有助于学生体会学习液体压强的实际意义,调动学习的积极性。通过149页的迷你实验室小实验,让学生明确感受到容器侧壁也受到压强作用,并分析装有液体的容器底部,同样受到水的压力作用,因此水对容器底部也有压强。在探究液体压强的过程中,先进行理论推导,再实验验证的思路和方法,突出了科学探究中的分析论证对培养学生综合运用知识和分析解决问题的能力。 对于液体压强的应用及传递,结合现实生活中