2020春八年级物理下册 第九章 压强教案 （新版）新人教版

第九章压强本章概述 一、压强1.压力(1)定义:垂直压在物体表面的力叫压力.(2)方向:垂直于受力面.(3)作用点:作用在受力面上.(4)大小:只有当物体在水平面时自然静止时,物体对水平支持面的压力才与物体受到的重力在数值上相等,有f=g=mg,但压力并不是总等于重力.2.压强(1)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关.(2)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量.(3)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强.(4)公式:p=.(5)单位:帕斯卡(pa),1 pa=1 n/m2意义:表示物体(地面、桌面等)在每平方米的受力面积上受到的压力是1牛顿.(6)增大压强的方法:增大压力举例:用力切菜易切断.减小受力面积举例:磨刀不误砍柴工.(7)减小压强的方法:减小压力举例:车辆行驶要限载.增大受力面积举例:铁轨铺在路枕上.二、液体压强1.产生原因:液体受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;液体具有流动性,对容器侧壁有压强.2.液体压强的特点:(1)液体对容器的底部和侧壁有压强,液体内部朝各个方向都有压强;(2)各个方向的压强随着深度增加而增大;(3)在同一深度,各个方向的压强是相等的;(4)在同一深度,液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大.3.液体压强的公式:p=gh.4.连通器:上端开口、下端连通的容器.特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,即各容器的液体深度总是相等.应用举例:船闸、茶壶、锅炉的水位计.三、大气压强1.大气对浸在其中的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压.2.产生原因:气体受到重力,且有流动性,故能向各个方向对浸于其中的物体产生压强.3.首次准确测出大气压值的实验:托里拆利实验.一标准大气压等于76 cm高水银柱产生的压强,即p0=1.013105pa,在粗略计算时,标准大气压可以取105帕斯卡,约支持10 m高的水柱.4.大气压随高度的增加而减小,在海拔3 000米内,每升高10 m,大气压就减小100 pa;大气压还受气候的影响.5.气压计和种类:水银气压计、金属盒气压计(无液气压计)6.大气压的应用实例:抽水机抽水、用吸管吸饮料、注射器吸药液.7.液体的沸点随液体表面的气压增大而增大.(应用:高压锅)四、流体压强与流速的关系1.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体.2.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小.3.应用:(1)乘客候车要站在安全线外;(2)飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强小,下表面压强大,在机翼上下表面就存在着压强差,从而获得向上的升力.第1节压强 1.理解压强的概念.理解压强的大小跟哪些因素有关.2.能用压强公式进行简单的计算.3.了解压强的增大和减小的主要方法.【教学重点】压力的作用效果与哪些因素有关的探究过程.【教学难点】压强概念的得出.一、情境导入播放俩小孩在雪地行走的图片,问:我俩对雪地的压力差不多,我为什么会陷入雪里,他却不会?二、新课教学1.压力甲:水杯垂直压在桌面上的力.乙:图钉垂直压在墙面上的力.丙:木块垂直压在斜面上的力.展示三幅图片,鼓励学生画出各图中的压力.点拨:(1)概念:垂直作用在物体表面上的力叫压力.(2)作用点:在所压物体表面上.(3)方向:垂直并指向受压表面.(4)压力大小.2.压力的作用效果跟什么因素有关?猜想1:压力的作用效果可能与有关?猜想2:压力的作用效果可能与有关?(学生讨论回答:压力、受力面积)点拨:因为压力作用效果可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用控制变量法.学生按照刚才的猜想,利用桌面上的器材进行探究实验,教师作巡回指导.(1)比较(甲)和(乙),控制变量:受力面积相同.结论1:压力作用效果与压力大小有关.(2)比较(乙)和(丙),控制变量:所受压力相同.结论2:压力作用效果与受力面积有关.制定出表格:实验次数压力受力面积压力作用效果1桌子的重力桌脚明显2桌子+砝码的重力桌脚很明显3桌子+砝码的重力桌面很不明显学生将自己的实验结果展示出来,师生共同讨论,得出实验结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显.当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.追问:怎样表示出压力的作用效果呢?学生思考讨论,教师点拨.3.压强表示压力的作用效果(1)定义:压力和受力面积的比值.也可以说:单位面积上物体所受压力的大小.(2)公式:压强=,p=.(3)单位:牛顿/平方米n/m2专用单位:帕斯卡(pa)换算关系:1 pa=1 n/m2“1帕”的物理含义:1平方米的面积上受到的压力是1牛.介绍生活中一些压强值:一颗西瓜子平放在桌面上,对桌面的压强约20 pa;一张报纸平放时对桌面的压强约0.5 pa;成年人站立时对地面的压强约为1.5104 pa.4.怎样减小或增大压强设问:用什么办法可以增大压强,什么办法可以减小压强?下面的图中,哪些是要增大压强?哪些是要减小压强?(1)增大压强的方法压力f一定时,减小受力面积s用细线切割皮蛋;受力面积s一定时,增大压力f压路机的磙子是重质实心的;增大压力f,减小受力面积s木桩底部削尖、用大力气,容易打入地里.(2)减小压强的方法压力f一定时,增大受力面积s书包带宽,背起来舒服;受力面积s一定时,减小压力f书包中取出一些书背起来舒服;增大受力面积s,减小压力f高层建筑地基宽厚,且用空心砖代替实心砖.【例题】 一本八年级物理教科书平放在水平桌面的中央,则静止时它对桌面的压强最接近(b)a.5 pab.50 pac.500 pad.5 000 pa解析:物理课本的质量m=250 g=0.25 kg,物理课本重g=mg0.25 kg10 n/kg=2.5 n,对水平桌面的压力f=g=2.5 n,受力面积s=500 cm2=0.05 m2,对桌面的压强p=50 pa.故选b.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?还有哪些疑惑?学生讨论,交流收获和疑惑.第1节压强一、压力1.定义:垂直压在物体表面上的力叫做压力.2.方向:垂直受力物体表面,并指向受力物体.3.作用点:受力物体表面的接触面的中心.4.压力作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关.二、压强1.压强是表示压力的作用效果.2.定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.3.公式:p=.4.单位:帕斯卡,简称帕,符号:pa.5.例题(略)三、减小或增大压强1.当压力一定时,减小受力面积,可增大压强;增大受力面积,可减小压强.2.当受力面积一定时,减小压力,可减小压强;增大压力,可增大压强.1.下列关于压力的说法中正确的是(d)a.压力都是由重力产生的b.压力的大小总是等于物体的重力c.压力的方向总是竖直向下的d.压力的方向总是垂直于受力面2.已知木块重力为g,所受作用力为f,请指出各图中支持面mn所受压力的大小:f甲=g;f乙=g+f;f丙=f.3.如图所示,(甲)图茶杯放在水平桌面上静止;(乙)图用手指向墙上按图钉;(丙)图木块静止在斜面上.请在图中分别画出茶杯对桌面,图钉尖对墙壁及木块对斜面的压力示意图.答案:如图所示4.王鹏同学做了如图所示的实验,他观察到与手掌接触部分气球形变较小,而用手指顶着的那部分气球形变较明显,且手指用力越大,形变越明显.这说明压力的作用效果与受力面积和压力大小有关.5.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验.(1)同学们是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的.(2)观察比较图(甲)、(乙)情况可以得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显.(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较(乙)、(丙)两图的实验,得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.1.水刀水刀,即以水为刀,本名高压水射流切割技术,这项技术最早起源于美国.用于航空航天军事工业.以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐.后经技术不断改进,在高压水中混入石榴砂、金刚砂等磨料辅助切割,极大地提高了水刀的切割速度和切割厚度.现在水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业.目前在中国,水刀的最大压力已经做到了420 mpa.一些技术先进的公司已经完善了3轴、4轴水刀,5轴水刀也趋向成熟.2.帕斯卡在物理领域的主要贡献帕斯卡在1653年提出流体能传递压力的定律,即所谓帕斯卡定律.并利用这一原理制成水压机.他还制成注水器,继承伽利略和e托里拆利的大气压实验,发现大气压随高度变化.国际单位制中压力的单位“帕斯卡”即以其姓氏命名.第2节液体的压强 1.掌握液体压强的特点.2.知道液体压强的计算公式及简单运用.【教学重点】(1)液体压强的特点.(2)培养学生的科学探究能力.【教学难点】(1)实验方案的设计.(2)液体压强计算公式的推导.一、情境导入展示图片,提问:为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?二、新课教学1.液体内部存在压强演示一播放视频,提问:下面的薄膜凸出说明什么?点拨:液体受重力,对支撑它的容器底部有压强.演示二播放视频,提问:侧面的薄膜为什么凸出?点拨:液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强.展示喷泉图片,问:水为什么会喷出?点拨:液体由于具有流动性,因而向上也有压强.总结一:液体压强产生的原因:液体受到重力的作用,并且具有流动性,所以液体内向各个方向都有压强.演示三液体内部的压强介绍u形管压强计的结构及使用方法,说明:如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,u形管的两侧液面就会产生高度差.点拨:保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看液体内部同一深度各个方向压强的关系.总结二:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等.点拨:增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系.总结三:同种液体内部压强,深度越深,压强越大.2.液体压强的大小s平面上方的液柱对平面的压力,f=g=mg=vg=shg平面受到的压强p=gh讨论交流:(1)液体内部压强与所取的底面积大小有没有关系?(2)液体内部压强与液体重力大小有没有关系?问:观察下面的图片,你有什么发现?3.连通器(1)上端开口、下端连通的容器叫做连通器.(2)连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的.假设容器底部有一竖直膜片,分析图中p1与p2的大小.如果p1,p2大小不相等,会发生什么现象?右侧液面下降,最后当液体静止时,两侧液面相平.(3)连通器的应用【例1】 在水平桌面上有一只盛有某种液体的试管,将试管口从如图所示位置沿箭头所指方向转动时,液体对试管底部的压强(d)a.不变b.一直变大c.先变小后变大d.先变大后变小解析:根据p=gh可知,密度一样,关键比较深度的变化,由图可知:试管沿箭头所指方向转动时,液体深度先变大,到达竖直方向时深度最大,超过竖直方向,液体深度变小,所以底部受到的压强先变大后变小.故选d.【例2】 一个形状如图所示的密封容器,其中盛有一些水,现将容倒置过来,这时,水对容器底部的压力和压强将(b)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.无法确定解析:正放和倒置后水的深度变化,由液体压强公式p=gh可知,倒置后水对容器底面的压强增大;正放时,压力大于重力,倒置后,液体对容器底的压力是容器底正上方那一块圆柱形的水的重力,所以水对容器底的压力变小,小于自身重力,故选b.【课堂小结】通过这节课的学习,你有哪些收获?你还存在哪些问题,与同桌交流.第2节液体压强一、液体压强的特点1.液体内部向各个方向都存在压强.且同一深度向各个方向的压强都相等.2.液体内部压强的大小还跟液体的密度和深度有关.二、液体压强的应用:连通器.1.下列说法正确的是(c)a.液体内部没有压强b.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强c.液体内部同一深度处,各个方向压强相等d.液体压强与深度有关,跟液体密度无关2.如图所示,液体压强使坝底的水喷射而出,那么决定坝底水的压强大小的是(c)a.坝的宽度b.水的体积c.水的深度d.坝的高度3.下列设备没有利用连通器原理的是(c)4.如图所示是用压强计探究水内部压强的情景.(1)把探头放入水中,通过观察u形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强大小,高度差越大,水的压强越大(选填“越大”或“越小”);(2)比较(甲)图、(乙)图和(丙)图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(3)在(乙)图中把探头慢慢下移,可以观察到u形管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增大而增大;(4)在图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到u形管两边液面的高度差增大.5.如图所示的容器中有一定质量的酒精,酒精的深度为20 cm,a点距容器底12 cm,酒精重24 n,容器底面积为20 cm2,(g=10 n/kg,酒精的密度=0.8103 kg/m3)求:(1)a点受到酒精的压强.(2)容器底受到酒精的压强.(3)容器底受到酒精的压力.解析:(1)a点的深度ha=h-h=0.2 m-0.12 m=0.08 ma点受到酒精的压强pa=gha=0.8103 kg/m310 n/kg0.08 m=640 pa.(2)容器底受到酒精的压强p=gh=0.8103 kg/m310 n/kg0.2 m=1 600 pa.(3)容器底受到酒精的压力f=ps=1 600 pa2010-4 m2=3.2 n.答案:(1)640 pa(2)1 600 pa(3)3.2 n帕斯卡原理在日常生活中,我们经常看到,没有灌水的水龙带是扁的.水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了.如果水龙带上有几个孔,就会有水从小孔里喷出来,喷射的方向是向四面八方的.水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?早在几百年前,帕斯卡就注意到这类现象.通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞.把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”.帕斯卡总结了这些实验,于1654年写成一篇论文论液体的平衡,提出了著名的帕斯卡定律:封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁.帕斯卡首先阐述了此定律.根据帕斯卡原理,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量.如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强仍然相等.水压机就是帕斯卡原理的实例.所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”.第3节大气压强 1.确认大气压强的存在.2.了解大气压的测量方法和估测方法,知道1个标准大气压的数值.3.知道大气压的变化与应用.【教学重点】体验大气压强的存在,感知大气压强的大小.【教学难点】(1)理解大气压产生的原因及方向.(2)托里拆利实验及原理.(3)感知大气压的大小.一、情境导入回顾液体压强的特点.提出问题:我们生活在大气层的底部,那大气有没有向各个方向的压强呢?如果有,你认为大气的压强有什么特点呢?你能举出一些实验或实例,证明你的观点吗?二、新课教学1.大气压的存在实验一:(1)将硬塑料片平放在平口塑料杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?现象:硬塑料片落下分析:如果大气有压强,则硬塑料片上下面受压强相等,纸片在重力作用下下落.如果大气没有压强,结果相同.(2)将塑料杯装满水,仍用硬塑料片盖住杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?现象:硬塑料片没有掉下来.分析:硬塑料片受重力作用,受水向下的压力作用,没有下落,必须受向上的力的作用.这个力的施力物体只能是大气,证明大气存在压强.(3)再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看到什么现象?现象:硬塑料片没有掉下分析:大气的压强向各个方向.(4)用一个底部有孔的硬塑料杯,重复上述实验,又看到什么现象?现象:硬塑料片始终落下.分析:排除是水将硬塑料片粘在杯口.杯子上下两侧大气压强相等,在重力作用下,塑料片和水落下.实验二:将塑料吸盘贴在玻璃真空罩里,用真空泵抽气,会看到什么实验现象?现象:一段时间后,塑料吸盘掉下分析:吸盘外侧没有了空气产生的压强,吸盘便不能贴在物体的表面.实验三:模拟马德堡半球实验,感受大气压强的大小.实验证明,大气压强确实存在.大气压强简称为大气压或气压.2.大气压的测量启发:在实验一中,如果能找到大气压能托起水柱的最大高度,则水柱产生的压强等于大气压强.水柱太高,用水银代替.介绍托里拆利实验.(1)最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利实验四:(2)大气压的数值p大气=p水银=水银gh=13.6103 kg/m39.8 n/kg0.76 m=1.013105 pa标准大气压p0=1.013105 pa粗略计算标准大气压可取为105 pa证明大气压存在的实验有:马德堡半球实验、纸托水实验、瓶吞鸡蛋实验.托里拆利实验:大气压的值:760 mm汞柱=1.013105 pa.气压计:测定大气压的仪器.3.大气压的应用(1)饮料是怎样进入口中的?(2)吸盘是如何工作的?知识拓展介绍活塞式抽水机的工作原理.【例题】 下列现象不是利用大气压的是(c)a.吸盘贴在光滑的墙面上b.用吸管吸饮料c.医生用注射器给病人注射药液d.墨水被吸进钢笔解析:a,b,d利用了大气压.医生给注射器内吸药液时用到了大气压,但现在是向病人体内注射药液.利用的是人的推力,与大气压无关.故c符合题意.【课堂小结】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.第3节大气压强大气压强的存在马德堡半球实验大气压强的测量托里拆利实验大气压强的应用离心泵、抽水机1.最早测出大气压值的科学家是(c)a.伽利略b.牛顿c.托里拆利d.奥托格里克2.如图所示的实例中,属于利用大气压强的是(c)3.在大气压等于760 mmhg高的房间里做托里拆利实验时,结果管内水银柱高度为740 mmhg,其原因是(c)a.管子内径太小b.管子上端有少量空气c.管子太长d.管子倾斜了4.在冬天,保温瓶未装满水,当瓶内温度下降时软木塞不易拔出,这主要是(c)a.塞子与瓶口间摩擦力太大b.瓶口遇冷收缩c.瓶内气压小于大气压d.原先塞子塞的太紧5.晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作.(1)请补充完整该实验相关步骤:如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;让小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;用天平测出细沙和小桶的质量m;用刻度尺测量塑料吸盘的半径r;大气压强表达式为:p=.(2)本实验存在误差的原因是(写出两个)吸盘内有空气;测量塑料吸盘的半径r有误差.1.马德堡半球实验早在1654年,德国马德堡市的市长奥托格里克做了一个很有名的“马德堡半球实验”;把两个空心半球紧贴在一起,抽去空心球中的空气后,用16匹马都未把合在一起的两个半球分开(如图所示),这是因为球内没有空气,外界大气压把两个半球紧紧的压在一起,当拧开半球上的阀门,让空气流进球内后,球内外受到大气压强相等.稍用力,两个半球就被拉开了.马德堡半球实验不仅说明了大气压强的存在,而且说明了大气压强很大.2.笔杆上的小孔有什么作用?圆珠笔和墨水笔杆上,都有一小孔,这小孔有什么作用呢?内外气压相等,油墨不会被压出来.如果笔杆没有小孔,笔杆内外的气压就有可能不相等,例如:(1)人体的热能使笔杆内的空气温度升高,空气受热膨胀压力增大,就会把油墨压出来.(2)乘搭飞机到高空时,机舱内的气压调得比地面的气压低(约为地面大气压的60%).这时,笔杆内的气压比机舱大,就把油墨压出来.因此,笔杆的小孔是使杆内的气压平衡,防止油墨从笔杆漏出来.第4节流体压强与流速的关系 1.了解流体压强与流速的关系.2.了解飞机的升力是怎样产生的.3.简单解释生活中跟流体的压强与流速相关的现象.【教学重点】通过实验体验流体压强与流速的关系,并能解释简单的相关现象.【教学难点】运用流体的压强与流速的关系解释日常生活的现象,理解飞机升力产生的原因.一、情境导入用力吹气,球为什么不下落?二、新课教学1.流体气体和液体都具有流动性,统称为流体.向各个方向都有压强流动性问:当液体和气体处于流动状态时其压强又会怎样?小实验:在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就可能跳过木块.提问:是什么力使得硬币向上“跳”起来了?学生在课桌上实验,思考,老师指点学生作答.2.流体压强与流速的关系(1)气体压强与流速的关系实验思考:如果空气的压强真的跟空气的流速有关系,这两张纸应该怎样运动?想想议议:做下面实验:使劲吹气,猜想下纸条、乒乓球会怎样运动?同学试一试吧.归纳:在气体中,流速越大的位置压强越小.(2)液体压强与流速的关系记录实验现象:液体流速上方液柱分析流体压强粗管小较高较大细管大较低较小分析实验现象:每秒流经管子不同截面的液体体积相等.归纳:横截面积大的位置流速小,横截面积小的位置流速大.实验分析水流动时,水平管粗细不同,但流量是相同的,故三段水平管中水的流速是不同的,粗管中的水流速小,细管中的水流速大.水流动时,小竖管中水柱的高度不相同,根据液体的压强公式p=gh,也就是说各段水平管中水的压强不相同,粗管中水的压强大,细管中水的压强小.实验结论:在液体中,流速较大的位置压强较小,流速较小的位置压强较大.结合(1),(2)两点,可以得出:在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大.3.飞机的升力几十吨重的飞机为什么能够腾空而起?你观察过飞机的机翼吗?它的横截面是什么形状的?飞机上升的原因分析并解释:【课堂小结】本堂课我们学到了什么?同学间相互交流讨论!第4节流体压强与流速的关系一